电气控制与plc应用技术课后答案全Word格式.docx
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输入信号都是电压;
都是利用电磁机构的工作原理。
不同点:
中间继电器用于小电流控制电路中,起信号传递、放大、翻转和分路等作用,主要用于扩展触点数量,实现逻辑控制;
接触器用于频繁远距离接通或分断电动机主电路或其他负载电路,是执行电器,分主、辅助触点,大多有灭弧装置
第二章作业参考答案
1、三相笼型异步电动机在什么条件下可直接启动?
试设计带有短路、过载、失压保护的三相笼型异步电动机直接启动的主电路和控制电路,对所设计的电路进行简要说明,并指出哪些元器件在电路中完成了哪些保护功能?
小容量的三相笼型异步电动机(<
10kW)
可以采用直接启动。
在该电路中,闭合自动开关QA0,按下启动
按钮SF2,接触器接触器KM线圈通电,其常开主
触点闭合,电动机接通电源开始全压启动,同时
接触器KM的辅助常开触点闭合,使接触器KM
线圈有两条通电路径。
这样当松开启动按钮SB2后,
接触器KM线圈仍能通过其辅助触点通电并保持
吸合状态。
按停止按钮SB1,接触器KM线圈失电,
则其主触点断开。
切断电动机三相电源,电动机M
自动停车,同时接触器KM自锁触点也断开,控制
回路解除自锁。
松开停止按钮SB1,控制电路又
回到启动前的状态。
其中,起短路保护作用的是熔断器FA;
起过载
保护作用的是热继电器BB;
起失压和欠压保护作用
的是接触器KM。
3、某三相笼型异步电动机单向运转,要求启动电流不能过大,制动时要快速停车。
试设计主电路和控制电路,并要求有必要的保护。
5、星形-三角形降压启动方法有什么特点并说明其适合场合?
特点:
星形启动电流降为原来三角形接法直接启动时的1/3,启动电流约为电动机额定电流的2倍左右,启动电流特性好、结构简单、价格低,但是启动转矩也相应降为原来三角形直接启动时的1/3,转矩特性差。
适合场合:
电动机空载或轻载启动的场合。
7、三相笼型异步电动机有哪几种电气制动方式?
各有什么特点和适合场合?
1)反接制动,特点是制动迅速、效果好,但冲击大,通常仅适用于10kW以下的小容量电动机。
2)能耗制动,特点是能耗制动比反接制动消耗的能量少,其制动电流也比反接制动电流小得多,但能耗制动不及反接制动明显,且需要一个直流电源,控制线路相对比较复杂。
适用于电动机容量较大和启动、制动频繁的场合。
8、三相笼型异步电动机的调速方法有哪几种?
改变极对数p的变极调速、改变转差率s的降压调速和改变电动机供电电源频率f1的变频调速。
12、某机床主轴由一台三相笼型异步电动机拖动,润滑油泵由另一台三相笼型异步电动机拖动,均采用直接启动,工艺要求有;
(1)主轴必须在润滑油泵启动后,才能启动;
(2)主轴为正向运转,为调试方便,要求能正、反向点动;
(3)主轴停止后,才允许润滑油泵停止;
;
(4)具有必要的电气保护。
按动SF1使QA2得电自锁,则润滑油泵MA2启动,再按动SF2,可使QA1得电自锁,主轴电动机MA1正向启动。
按SF3可使QA1得电,即主轴电动机MA1正向点动;
按SF4可使QA3得电,即主轴电动机MA1反向点动。
当润滑油泵要停转时,必须先使主轴电动机先停止,即QA1常开断开,再按动SF6。
14、设计一个控制线路,要求第一台电动机启动10S后,第二台电动机自行启动;
运行5S后,第一台电动机停止并同时使第三台电动机自行启动;
再运行10S,电动机全部停止。
15、设计一小车运行控制线路,小车由异步电动机拖动,其动作程序如下:
(1)小车由原位开始前进,到终端后自动停止;
(2)在终端停留2min后自动返回原位停止;
(3)要求能在前进或后退途中任意位置都能停止或启动。
第三章作业参考答案
5、PLC有什么特点?
PLC的主要特点有:
(1)抗干扰能力强,可靠性高;
(2)控制系统结构简单,通用性强;
(3)编程方便,易于使用;
(4)功能强大,成本低;
(5)设计、施工、调试的周期短;
(6)维护方便。
6、PLC与继电器控制系统相比有哪些异同?
PLC的梯形图与传统的电气原理图非常相似,信号的输入/输出形式及控制功能基本上也是相同的;
它们的不同之处主要表现在:
(1)控制逻辑——继电器控制逻辑采用硬接线逻辑,利用继电器机械触点的串联或并联,及时间继电器等组合成控制逻辑,其接线多而复杂、体积大、功耗大、故障率高,灵活性和扩展性很差。
而PLC采用存储器逻辑,其控制逻辑以程序方式存储在内存中,灵活性和扩展性都很好。
(2)工作方式——继电器控制线路中各继电器同时都处于受控状态,属于并行工作方式。
而PLC的控制逻辑中,各内部器件都处于周期性循环扫描过程中,各种逻辑、数值输出的结果都是按照在程序中的前后顺序计算得出的,所以属于串行工作方式。
(3)可靠性和可维护性——继电器控制逻辑使用了大量的机械触点,连线也多,可靠性和可维护性差。
而PLC采用微电子技术,大量的开关动作由无触点的半导体电路来完成,PLC还配有自检和监督功能,可靠性和可维护性好。
(4)控制速度——继电器控制逻辑依靠触点的机械动作实现控制,工作频率低,且机械触点还会出现抖动问题。
而PLC是由程序指令控制半导体电路来实现控制,属于无触点控制,速度极快,且不会出现抖动。
(5)定时控制——继电器控制逻辑利用时间继电器进行时间控制。
时间继电器存在定时精度不高,定时范围窄,且易受环境湿度和温度变化的影响,调整时间困难等问题。
PLC使用半导体集成电路做定时器时基脉冲由晶振产生,精度相当高,且定时时间不受环境的影响,定时范围广,调整时间方便。
(6)设计和施工——使用继电器控制逻辑完成一项工程,其设计、施工、调试必须依次进行,周期长、而且修改困难。
而用PLC完成一项控制工程,在系统设计完成后,现场施工和控制逻辑的设计可以同时进行,周期短,且调试和修改都很方便。
11、PLC是按什么样的工作方式进行工作的?
它的中心工作过程分哪几个阶段?
在每个阶段主要完成哪些控制任务?
PLC是按集中输入、集中输出,周期性循环扫描的方式进行工作的。
它的中心工作过程分输入采样阶段、程序执行阶段、输出刷新阶段。
在输入采样阶段,首先扫描所以输入端子,并将各输入状态存入相对应的输入映像寄存器中,此时输入映像寄存器被刷新,它与外界隔离,其内容保持不变,直到下一个扫描周期的输入采样阶段。
在程序执行阶段,PLC按从左到右、从上到下的步骤顺序执行程序。
在输出刷新阶段中,元件映像寄存器中所有输出继电器的状态一起转存到输出锁存器中,通过一定方式集中输出,最后经过输出端子驱动外部负责,在下一个输出刷新阶段开始之前,输出锁存器的状态不会改变。
12、一般来说,PLC对输入信号有什么要求?
要求:
输入信号的宽度奥大于一个扫描周期,或者说输入信号的频率不能太高,否则很可能造成信号的丢失。
第四章作业参考答案
4、PLC中的内部编程资源(即软元件)为什么被称作软继电器?
某主要特点是什么?
软元件是PLC内部的具有一定功能的器件,实际上是由电子电路和寄存器及存储器单元等组成。
它们都具有继电器特性,但没有机械性的触点。
为了把这种元器件与传统电气控制电路中的继电器区别开来,把它们称做软继电器。
其主要特点是:
(1)软元件是看不见、摸不着的,也存在物理性的触点;
(2)每个软元件可提供无限多个常开触点和常闭触点,即它们的触点可以无限次使用;
(3)体积小、功耗低、寿命长。
5、S7-200系列PLC中有哪些软元件?
输入继电器I、输出继电器Q、通用辅助继电器M、特殊继电器SM、变量存储器V、局部变量存储器L、顺序控制继电器S、定时器T、计数器C、模拟输入映像寄存器AI、模拟输出映像寄存器AQ、高速计数器HC、累加器AC。
第五章作业
10、试设计一个照明灯的控制程序。
当接在I0.0上的声控开关感应到声音信号后,接在Q0.0上的照明灯可发光30S。
如果在这段时间内声控开关又感应到声音信号,则时间间隔从头开始。
这样可确保最后一次感应到声音信号后,灯光可维持30S的照明。
11、试设计有一个抢答器电路程序。
出题人提出问题,3个答题人按动按钮,仅仅是最早按的人面前的信号的亮。
然后出题人按动复位按钮后,引出下一个问题。
12、用简单设计法设计一个对锅炉鼓风机和引风机控制的梯形图程序。
控制要求:
(1)开机前首先启动引风机,10S后自动启动鼓风机;
(2)停止时,立即关断鼓风机,经20S后自动关断引风机。
第六章作业参考答案
5、用功能图方法完成第5章5.5.2节应用举例中【例5-2】的编程。
要求画出功能图、梯形图。
设计完成后,试分析两种编程方法在设计顺序控制逻辑程序时不同之处。
(2)梯形图
两种编程方法在设计顺序控制逻辑程序时不同之处:
运用简单设计法时,主要凭设计者的经验来完成,通过理清控制的逻辑关系,写出
逻辑函数,然后用梯形图的形式直接画出控制程序。
其控制程序看起来比较简单,但
可读性不高,不适合初学者使用。
而运用功能图的方法来设计顺序控制逻辑程序时,只要分析清楚控制要求,按照
一个步骤一个状态,很容易就可以画出功能图,然后再转换成相应的顺序控制梯形图。
其功能图比较容易设计,且可读性强,不过转换成梯形图的过程比较繁琐。
6、图6-19(a)为人行道和马路的信号灯系统。
当人过马路时,可按下分别安装在马路两侧的按钮I0.0或I0.1,则交通灯(红灯、黄灯、绿灯三种类型)系统按图6-19(b)中形式工作。
在工作期间,任何按钮按下都不起作用。
试设计该控制系统的功能图,并画出梯形图,写出语句表。
I/O分配表
I0.0、I0.1按钮
Q0.0马路绿灯
Q0.1马路黄灯
Q0.2马路红灯
Q0.3人行道红灯
Q0.4人行道绿灯
第七章作业参考答案
7、试设计一个计数器,要求如下:
(1)计数范围是0~255;
(2)计数脉冲为SM0.5;
(3)输入I0.0的状态改变时,则立即激活输入/输出中断程序。
中断程序0和1分别将M0.0置成1或0;
(4)M0.0为1时,计数器加计数;
M0.0为0时,计数器减计数;
(5)计数器的计数值通过连接在QB0上的7段数码管显示。
11、某一过程控制系统,其中一个单极性模拟量输入参数为AIW0采集到PLC中,通过PID指令计算出的控制结果从AQW0输出到控制对象。
PID参数表起始地址为VB100。
试设计一段程序完成下列任务:
(1)每200ms中断一次,执行中断程序;
(2)在中断程序中完成对AIW0的采集转换及归一化处理,完成回路控制输出值的工程量标定及输出。
电气控制与PLC应用技术习题答案
第二章、继电-接触控制电路的基本环节
2-11、指出图2-29所示的Y-Δ减压启动控制电路中的错误,并画出正确的电路。
2-12:
试分析图2-13b所示的电路中,当时间继电器KT延时时间太短或延时闭合与延时断开的触点接反,电路将出现什么现象?
1、定时时间太短,不能实现完全降压启动。
2、如果通电延迟定时器的通电延时闭合与通电延时断开触点接反;
电动机三角形启动,工作时按星形连接。
2-13两台三相笼型异步电动机M1、M2,要求M1先起动,在M1起动15S后才可以起动M2;
停止时,M1、M2同时停止,试画出其电气原理图。
2-14、两台三相笼型异步电动机M1、M2,要求即可实现M1、M2分别启动和停止,又可实现两台电动机的同时停止。
试画出其电气原理图。
2-15、三台电动机MAl、MA2,MA3,要求按起动按钮SB1时,按下列顺序起动:
MAl→MA2→MA3。
当停止时,按起动停止SB2时,则按照相反的顺序停止,即MA3→MA2→MA1。
起动和停止的时间间隔均为10S。
2、题目分解:
该系统要使用三个交流接触器QA1、QA2、QA3来控制三台电动机启停。
有一个启动按钮SF1和一个停止按钮SF2,另外要用四个时间继电器KF1、KF2、KF3和KF4。
其定时值依次为T1、T2、T3和T4。
工作顺序如图2-34所示。
图2–34、三台电动机工作顺序
3、解题分析
1)、从图2-34中可以看出:
MAl的启动信号为SF1,停止信号为KF4计时到;
MA2的启动信号为KF1计时到,停止信号为KF3计时到;
MA3的启动信号为KF2计时到,停止信号为SF2。
在设计时,考虑到启/停信号要用短信号,所以要注意对定时器及时复位。
2)、该电气控制系统的主电路如图2-35(a)所示。
图2-35(a)三台电动机顺序启/停控制电路主电路
3)、该系统的电气控制线路原理图如图2-35(b)所示。
三台电动机顺序启/停控制电路
图2-35(b)中的KF1,KF2线圈上方串联了接触器QA2和QA3的常闭触点,这是为了得到启动短信号而采取的措施;
KF2、KF1线圈上的常闭触点KF3和KF4的作用是为了防止QA3和QA2断电后,KF2和KF1的线圈重新得电而采取的措施。
因为若T2<
T3或T1<
T4时,有可能造成QA3和QA2重新启动。
设计中的难点是找出KF3,KF4开始工作的条件,以及KF1、KF2的逻辑。
本例中没有考虑时间继电器触点的数量是否够用的问题,实际选型时必须考虑这一点。
BB1~BB3分别为三台电动机的热继电器常闭触点,它是为了防止过载而采取的措施。
若对过载没有太多要求,则可把它们去掉。
2-16、某台水泵由一台电动机拖动,按下列要求设计电气控制电路;
1)、采用Y-△减压起动。
2)、三处控制电动机的起动和停止。
3)、有短路、过载和欠压保护。
2-17、某机床有主轴电动机M1,液压泵电动机M2,均采用直接起动。
生产工艺要求:
主轴电动机M1必须在液压泵电动机M2起动后方可起动;
主轴电动机M1要求正、反转,但为测量方便,要求能实现正、反点动;
主轴电动机M1停止后,才允许液压泵电动机M2停止;
电路要求有短路、过载、失压保护。
试设计电气控制线路。
解:
梯形图的编程顺序
X0:
总台复位按钮Y0:
总台音响M0:
公共控制触点继电器M4:
音响启动信号继电器
X1~X5:
分台按钮Y1~Y5:
各台灯M1:
应答时间辅助继电器T1:
应答时限10s
X10:
总台开始按钮Y14总台灯M2:
抢答辅助继电器T2:
答题时限30s
M3:
答题时间辅助继电器T3:
音响时限1s
4-18
4.19、3台电动机每隔10S起动,各运行15S停止,循环往复。
试用比较指令完成程序设计。
4-20、试用比较指令设计一个密码锁控制程序。
密码锁为8键输入(K2X000),若所拨数据与密码设定值H65相等,则4S后开照明灯;
若所拨数据与密码设定值H87相等,则5S后开空调。
4-21、试用比较传送指令设计一个自动控制小车运动方向的系统,如图4-96所示。
请根据要求设计程序,工作要求如下:
1、
K2X000:
小车所停位置;
K2X010:
呼叫位置;
K2X000>K2X010:
Y000=1小车左行
K2X010>K2X000:
Y000=1小车右行
高速计数器表一
一相无启动/复位
一相带启动/复位
C235
C236
C237
C238
C239
C240
C241
C242
C243
C244
C245
X0
U/D
X1
R
X2
X3
X4
X5
X6
S
X7
高速计数器表二
一相2输入(双向)
二相输入(A-B相型)
C246
C247
C248
C249
C250
C251
C252
C253
C254
C255
U
A
D
B
注:
U:
加计数输入端;
D:
减计数输入端;
R:
复位输入端;
S:
启动输入端;
A:
A相输入端;
B:
B相输入端。
FX2N型PLC存储器分配图