PLC课后习题.docx
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PLC课后习题
第一章
1-
5.5kW以下三相异步电动机
1常用的低压刀开关有几种?
分别用在什么场合？
答：
（1）开启式负荷开关，常用作照明电路的电源开关或用于不频繁启动和停止的控制开关。
（2）封闭式负荷开关，可用来控制照明电路或60A以下负载电路的控制。
1-2刀开关的选用方法及安装注意事项有哪些？
答：
在选用时，额定电压应大于或等于负载额定电压，对于一般的电路，如照明电路，其额定电流应大于或等于最大工作电流；而对于电动机电路，其额定电流应大于或等于电动机额定电流的3倍。
开启式负荷开关在安装时应注意：
（1）闸刀在合闸状态时，手柄应朝上，不准倒装或平装，以防误操作。
（进线座在上方），而用电设备应接在动触点一边
”，不准颠倒，以方便更换熔丝及确保用电安全。
（2）电源进线应接在静触点一边的进线端的出线端（出线座在下方），即“上进下出
1-
无填料封闭管式、有填料封闭管式和快速熔断器。
14.8A，另一台电动机额定电流为
3常用熔断器的种类有哪些？
答：
熔断器按结构形式分为半封闭插入式、
1-4两台电动机不同时启动，一台电动机额定电流为6.47A，试选择用作短路保护熔断器的额定电流及熔体的额定电流。
答：
IrnA（1.5〜2.5）lNmax+2In
2X14.8+6.47=36.07A可RL1-60型熔断器，选配40A熔体。
1-5常用主令电器有哪些？
在电路中各起什么作用？
答：
主令电器主要类型有控制按钮、行程开关、接近开关、万能转换开关、凸轮控制器等。
控制按钮是一种典型的主令电器，其作用通常是用来短时间地接通或断开小电流的控制电路，从而控制电动机或其他电器设备的运行。
行程开关、接近开关主要用于位置与行程相关的控制。
万能转换开关一般用于交流500V、直流440V、约定发热电流20A以下的电路中，
1-6
1-7
1-8
机？
答：
作为电气控制线路的转换和配电设备的远距离控制、电气测量仪表转换，也可用于小容量异步电动机、伺服电动机、微电动机的直接控制。
凸轮控制器主要用于起重设备，直接控制中、小型绕线转子异步电动机的起动、制动、调速和换向。
略。
略。
中间继电器与交流接触器有什么差异?
在什么条件下中间继电器也可以用来启动电动
6对或更多），触点电流
中间继电器实质上是电压继电器的一种，其触点数量多（多至
容量大（额定电流5〜10A）,动作时间不大于0.05S。
其主要用途是当其他继电器的触头数量或触点容量不够时，可借助中间继电器来扩大它们的触点数或触点容量，起到中间转换和放大作用。
接触器是一种用来频繁地接通或分断带有负载（如电动机）的主电路自动控制电器。
而继电器是一种根据某种输入信号的变化，而接通或断开控制电路，实现控制目的的电器，中间继电器实质上是电压继电器的一种。
中间继电器的电流容量只有10A,交流接触器的电
流可以达到上千A。
如果用中间继电器来启动电机必须是电机的电流不超过10A为好。
1-9略。
1-10在电动机的控制线路中，熔断器和热继电器能否相互代替？
为什么？
答：
热继电器的作用是：
主要用来对异步电动机进行过载保护，他的工作原理是过载电流通过热元件后，使双金属片加热弯曲去推动动作机构来带动触点动作，从而将电动机控制电路断开实现电动机断电停车，起到过载保护的作用。
鉴于双金属片受热弯曲过程中，热量的传
递需要较长的时间，因此，热继电器不能用作短路保护。
熔断器其实就是一种短路保护器，
广泛用于配电系统和控制系统，主要进行短路保护或严重过载保护。
因此，两者是不能相互
代替的。
1-11电动机的启动电流大，启动时热继电器应不应该动作？
为什么？
答：
不会动作。
由于热继电器主双金属片受热膨胀的热惯性及动作机构传递信号的惰性原因，
热继电器从电动机过载到触头动作需要一定时间，即使电动机严重过载也不会瞬时动作，因
此电动机启动电流很大时启动不会动作。
1-12熔断器如何选择？
答：
1.按照线路要求和安装条件选择熔断器的型号。
容量小的电路选择半封闭式或无填料封闭式；短路电流大的选择有填料封闭式；半导体元件保护选择快速熔断器。
选择熔断器的额定电压。
合，后一级要比前一级小，能选择太小。
如选择过小，
2.按照线路电压
3.根据负载特性选择熔断器的额定电流。
4.选择各级熔体需相互配
总闸和各分支线路上电流不一样，选择熔丝也不一样。
5.熔体不
易出现一相保险丝熔断后，造成电机单相运转而烧坏。
第二章
2-1电气控制线路图识图的基本方法是什么？
答：
电气控制线路图识图的基本方法是先机后电、先主后辅、化整为零、集零为整、统观
全局、总结特点”。
2-2略。
2-3三相鼠笼式异步电动机降压起动的方法有哪几种？
三相绕线式异步电动机降压起动的方法有哪几种？
答：
三相鼠笼式异步电动机常用的降压起动方法有定子电路串电阻（或电抗）降压起动、星
-三角（Y-A）降压起动、自耦变压器降压起动等。
三相绕线式异步电动机的起动有在转子绕组中串接起动电阻和接入频敏变阻器等方法。
画出用按钮和接触器控制电动机正反转控制线路。
2-6什么是能耗制动？
什么是反接制动？
各有什么特点及适用场合？
答：
能耗制动是在电动机脱离三相交流电源后，给定子绕组加一直流电源，产生静止磁场，从而产生一个与电动机原转矩方向相反的电磁转矩以实现制动。
能耗制动一般只适用于制动
要求平稳准确的场合，如磨床、立式铳床等设备的控制线路中。
反接制动是将运动中的电动机电源反接（即将任意两根相线接法交换）以改变电动机定子绕
组中的电源相序，从而使定子绕组的旋转磁场反向，转子受到与原旋转方向相反的制动力矩
而迅速停止转动。
反接制动一般只适用于系统惯性较大、制动要求迅速且不频繁的场合。
2-7三相异步电动机是如何实现变极调速的？
双速电动机变速时相序有什么要求？
答：
方法是在一个绕组上，通过改变绕组的连接来改变极数，绕组改极后，其相序方向和原
来相序相反。
所以，在变极时，必须把电动机任意两个出线端对调，以保持高速和低速时的转向相同。
2-8略。
2-9长动与点动的区别是什么？
如何实现长动？
生产机械长时间工作，即电动机连续运转，称为长动控制。
点动控制就是当按下按钮时，电动机转动，松开按钮后，电动机停转。
点动起停时间的长短由操作者手动控制。
在生产实际中，有的生产机械需要点动控制，有的既需要长动（连续运行）控制，又需要点动控制。
点动与连续运行的主要区别在于是否接入自锁触点，点动控制加入自锁后就可以连续运行。
2-10-14略。
2-15电气控制系统设计的基本内容有哪些？
答：
电气设计的基本内容
（1）拟定电气设计任务书。
（2）确定电力拖动方案和控制方案。
（3）设计电气原理图。
（4）选择电动机、电气元件，并制定电器元件明细表。
（5）设计操作台、电气柜及非标准电气元件。
（6）设计机床电气设备布置总图、电气安装图，以及电气接线图。
⑺编写电气说明书和使用操作说明书。
2-16电力拖动的方案如何确定？
答：
1）确定拖动方式；2）确定调速方案；3）电动机的调速特性与负载特性相适应。
2-17电气系统的控制方案如何确定？
答：
控制方案的确定，应遵循以下原则：
（1）控制方式与拖动需要相适应。
（2）控制方式与通
用化程度相适应。
（3）控制方式应最大限度满足工艺要求。
（4）控制电路的电源应可靠。
2-18电动机的选择一般包括哪些内容？
答：
1.电动机选择的基本原则是：
1电动机的机械特性应满足生产机械提出的要求，要与负载的负载特性相适应。
保证运行
稳定且具有良好的起动、制动性能。
2工作过程中电动机容量能得到充分利用，使其温升尽可能达到或接近额定温升值。
3电动机结构型式满足机械设计提出的安装要求，并能适应周围环境工作条件。
4在满足设计要求前提下，应优先采用结构简单、价格便宜、使用维护方便的三相笼型异步电动机。
2.电动机结构型式的选择
3.电动机额定电压的选择：
4.电动机额定转速的选择
5.电动机容量的选择
2-19设计控制线路时应注意什么问题？
答：
1）尽量减少连接导线
2）正确连接电器的线圈
3）
4）
5）
6）
7）
8）
控制线路中应避免出现寄生电路
尽可能减少电器数量、采用标准件和相同型号的电器
多个电器的依次动作问题
可逆线路的联锁
线路结构力求简单，尽量选用常用的且经过实际考验过的线路。
要有完善的保护措施
第三章
3-
KM3的线圈电路和
PA经延时断其辅助动合触点其动合
1试分析C650车床在按下反向启动按钮SB4后的启动工作过程。
答：
按下SB，其两常开触点同时动作闭合，一常开触点接通交流接触器时间继电器KT的线圈电路，时间继电器的常闭触点为在主电路中短接电流表开后，电流表接入电路正常工作；KM3的主触点将主电路中限流电阻短接，
同时将中间继电器KA的线圈电路接通，KA的常闭触点将停车制动的基本电路切除，触点与SE4的动合触点均在闭合状态，控制主电动机的交流接触器KM2的线圈电路得电工作,其主触点闭合，电动机Mi反向直接启动。
3-2假定C650车床的主电动机正在反向运行，请分析其停车反接制动的工作过程。
答：
当电动机反向转动时，速度继电器KS的动合触点KSi闭合，制动电路处于准备状态，
压下停车按钮SB,切断电源，KM2、KM3、KA线圈均失电，此时控制反接制动电路工作与不工作的KA动断触点恢复原状闭合，与KSi触点一起，将反向启动接触器KMi的线圈电路
接通，电动机M2反向启动，反向启动转矩将平衡正向惯性转动转矩，强迫电动机迅速停车，
当电动机速度趋近于零时，速度继电器触点KSi复位打开，切断KMi的线圈电路，完成反
转的反接制动。
3-3
答:
XA6i32型万能铳床电气控制线路具有哪些电气联锁？
XA6i32铳床的运动较多，控制电路较复杂，为安全可靠地工作，必须具有必要的联
（i）主运动和进给运动的顺序联锁进给运动的控制电路接在接触器KMi自锁触点之
后，
保证了Mi启动后才可启动M2。
而主轴停止时，进给立即停止。
（2）工作台左、右、上、下、前、后六个运动方向间的联锁六个运动方向采用机械和
电气双重联锁。
工作台的左、右用一个手柄控制，手柄本身就能起到左、右运动的联锁。
工作台的横向和垂直运动间的联锁，由十字形手柄实现。
工作台的纵向与横向、垂直运动间的
联锁，则利用电气方法实现。
行程开关ST、SE和ST3、ST4的常闭触点分别串联后，再并联
形成两条通路供给KM3和KM4线圈。
若一个手柄扳动后再去扳动另一个手柄，将使两条电路断开，接触器线圈就会断电，工作台停止运动，从而实现运动间的联锁。
（3）圆工作台和工作台间的联锁圆工作台工作时，不允许机床工作台在纵、横、垂
直方向上有任何移动。
圆工作台转换开关SA3扳到接通位置时，SAm、SA3-3切断了机床工
作台的进给控制回路，使机床工作台不能在纵、横、垂直方向上做进给运动。
圆工作台的控制电路中串联了ST-2、SE-2、S13-2、S14-2常闭触点，所以扳动工作台任一方向的进给手柄，都将使圆工作台停止转动，实现了圆工作台和机床工作台纵向、横向及垂直方向运动的联锁
控制。
3-4简述XA6132万能铳床主轴制动过程。
答：
由主轴停止按钮SB1或SB2、正转接触器KM1或反转接触器KM2以及主轴制动电磁离
合器YC1构成主轴制动停车控制环节。
电磁离合器YC1安装在主轴传动链中，装在主电动机
相连的第一根传动轴上。
主轴停车时，按下SB1或SB2,KM1线圈或KM2线圈断电释放，断开主电动机M1的三相
交流电源；同时电磁离合器YC1线圈通电，产生磁场，在电磁吸力作用下将摩擦片压紧产生制动，使主轴迅速制动。
当松开SB1或SB2时，YC1线圈断电，摩擦片松开，制动结束。
3-5简述XA6132万能铳床的工作台快速移动的控制过程。
答：
工作台进给的快速移动。
进给方向的快速移动是由电磁离合器YG改变传动链来获得的。
主轴起动后，将进给操作手柄扳到所需移动方向对应位置，则工作台按操作手柄选择的方向
以选定的进给速度进给。
此时如按下快速移动按钮SB5或SB6（12-21）,快速移动继电器
KA2（21-0）线圈通电，KA2常闭触点（104-108）断开，工作进给电磁离合器YC2线圈（108-DC0）断开，KA2常开触点（110-109）闭合，快速移动电磁离合器YC3线圈（109-DC0）
通电吸合，工作台按原运动方向作快速移动。
松开SB5（或SB6）,快速移动停止，工作台仍
以原进给速度继续进给。
快速移动也是点动控制。
3-6如果XA6132万能铳床工作台各个方向都不能进给，试分析故障原因。
答：
1.先检查电路中的安全保护装置是否动作；2.查看相关的接触器线头是否松动或者接触
不良。
3.测量控制电路是否有电，重点是变压器的下线。
4如果各个控制部分都没有问题，
需要检查电机是否故障。
3-7叙述一下起重机的负载性质，并由此分析提升重物时对交流拖动电动机的起动和调速方面的要求及其方法。
答：
（1）提升机构电动机的负载为主钩负载，分为空轻载和重载两大类，当空钩（或轻载）
升或降时，总的负载为恒转矩性的反抗性负载，在提升或下放重物时，负载为恒转矩的位能
性负载。
起动与调速方法采用了绕线转子异步电动机的转子串五级不对称电阻进行调速和起动，以满足系统速度可调节和重载起动的要求。
（2）起动要求提升第一档的作用是为了消除传动间隙，将钢丝绳张紧，称为预备级。
这
一档的电动机要求起动转矩不能过大，以免产生过强的机械冲击，一般在额定转矩的一半以
下。
（3）调速要求
1）在提升开始或下降重物至预定位置前，需低速运行。
一般在30%额定转速内分几档。
2）具有一定的调速范围，普通起重机调速范围为3:
1，也有要求为（5〜10）:
1的起重机。
3）轻载时，要求能快速升降，即轻载提升速度应大于额定负载的提升速度。
3-8为避免回馈制动下放重物的速度过高，应如何操作凸轮控制器？
答：
将Qi由零位迅速通过下降位置1-4扳至第5挡，此时电动机转子外接电阻全部短接,
电动机工作在第四象限的回馈制动状态，其转速高于同步转速。
3-9叙述低速提升重物的方法。
答：
如需以极低的速度提升重物，可采用点动断续操作，方法是将操作手柄往返扳动在提升
与零位之间，使电动机工作在正向起动与机械抱闸制动交替进行的点动状态。
第四章
4-1PLC的主要特点是什么？
答：
（1）抗干扰能力强，可靠性高；
（2）编程简单、使用方便；（3）功能强，性价比高（4）
通用性强、功能完善、适应面广；（5）体积小、重量轻、功耗低；（6）设计、施工、调试周
期短、维护方便
4-2PLC主要应用在哪些领域？
答：
（1）逻辑控制；
（2）运动控制：
运动控制是通过配用PLC的单轴或多轴位置控制模块、
高速计数模块等来控制步进电动机或伺服电动机，从而使运动部件能以适当的速度或加速度
实现平滑的直线运动或圆弧运动。
可用于精密金属切削机床、金属成型机械、装配机械、机
械手、机器人、电梯等设备的控制。
（3）过程控制：
过程控制是指对温度、压力、流量、速
度等连续变化的模拟量的闭环控制。
（4）数据处理：
现在的PLC具有数学运算（包括函数运
算、逻辑运算、矩阵运算等）、数据的传输、转换、排序、检索、移位以及数制转换、位操作编码、译码等功能，可以完成数据的采集、分析和处理任务。
（5）多级控制：
多级控制是
指利用PLC的网络通信功能模块及远程I/O控制模块实现多台PLC之间的连接，以达到上位计算机与PLC之间及PLC与PLC之间的指令下达、数据交换和数据共享，这种由PLC进行分散控制、计算机进行集中管理的方式，能够完成较大规模的复杂控制，甚至实现整个工厂生
产的自动化。
4-3PLC的硬件由哪几部分组成？
各有什么用途？
答：
PLC的硬件主要包括中央处理单元（CPU）、存储器（RAM和ROM）、输入/输出接口电
路、编程器、电源、I/O扩展口、外部设备接口等。
CPU—般由控制电路、运算器和寄存器
组成。
它是整个PLC的核心部分，起着总指挥的作用，是PLC的运算和控制中心。
存储器是
具有记忆功能的半导体电路，用来存放系统程序、用户程序、逻辑变量和其他一些信息。
I/O接口是PLC与外围设备传递信息的窗口。
PLC通过输入接口电路将各种主令电器、检测元件
输出的开关量或模拟量通过滤波、光电隔离、电平转换等处理转换成CPU能接收和处理的
信号。
PLC电源是指将外部的交流电经过整流、滤波、稳压转换成满足PLC中CPU存储器、输入、输出接口等内部电路工作所需要的直流电源或电源模块。
编程工具是PLC最重要的外
围设备，它实现了人与PLC的联系对话。
除了上述的部件和设备，PLC还有许多外部设备，
如EPROM写入器、外存储器、人机接口装置等。
4-
PLC制作控制系统时，控制任务所
执行时PLC根据输入设备状态，结合
4PLC的工作原理是什么？
答：
PLC是一个用于工业控制的数字运算操作装置。
利用要求的控制逻辑是通过用户编制的控制程序来描述的，控制程序描述的逻辑，运算得到向外部执行元件发出的控制指令，以此来实现控制。
PLC则采用循环扫描的工作方式。
一个完整的工作过程主要分为三个阶段：
输入采样阶段、程序执行阶段、输出刷新阶段。
4-5简述S7-200PLC的硬件系统组成。
答：
S7-200PLC硬件系统主要包括CPU主机、扩展模块、相关设备以及编程工具，
CPU主机是PLC最基本的单元模块，是PLC的主要组成部分，包括CPU存储器、基本I/O单元和电源等。
主机I/O单元数量不能满足控制系统的要求时，用户可以根据需要使用各种
I/O扩展模块。
完成某些特殊功能的控制任务时，需要扩展功能模块，如模拟量输入扩展模块、热电阻（测温）功能模块等。
相关设备是为充分和方便利用系统的硬件和软件资源而开发和使用的一些设备，主要有编程设备、人机操作界面和网络设备等。
4-6S7-200PLC包括哪些编程软元件？
其主要作用是什么？
答：
（1）输入映像寄存器I输入映像寄存器是PLC接收外部输入的数字量信号的窗口。
（2）输出映像寄存器Q通过输出继电器，将PLC存储系统与外部输出端子相连，用来将PLC的输出信号传递给负载。
（3）变量寄存器VS7-200系列PLC中有大量的变量寄存器，用来存储全局变量、存放数据运算的中间结果。
（4）辅助继电器M在S7-200系列PLC中也称为内部标志位寄存器M，用来存储中间操作数或建立输入输出之间复杂的逻辑关系。
PLC
（5）特殊继电器SM用于CPU与用户程序之间信息的交换，用这些位可选择和控制的一些特殊控制功能。
（6）状态继电器S是使用顺序控制指令编程时的重要元件。
（7）定时器TPLC中的定时器相当于时间继电器，用于延时控制，是对内部时钟累计时间的重要编程元件。
（8）计数器C计数器用来对输入脉冲的个数进行累计，实现计数操作。
（9）高速计数器HSC高数计数器用来计数比CPU扫描速度更快的高速脉冲，工作原理与普通计数器相同。
（10）累加器AC累加器用来暂存数据、计算的中间结果、子程序传递参数等可以像存储器一样使用读写存储区。
（11）局部变量存储器L局部变量存储器用于存储局部变量（局部变量只在特定的程序内有效），可以用来存储临时数据或者子程序的传递参数。
（12）模拟量输入AI、模拟量输出AQ模拟量输入映像寄存器用于存放A-D转换后的16
位数字量。
4-7PLC输入输出端子与外部设备（如开关、负载）连接时，应注意哪些问题？
答：
PLC是通过I/O单元与外界建立联系的，用户必须灵活掌握I/O单元与外部设备的连接
关系和配电要求。
S7-200PLC所有型号CPU的直流输入（24V），既可以作为源型输入（公共点接负电位）也可以作为漏型输入（公共点接正电位）
4-8S7-200PLC有哪些寻址方式？
举例说明。
答：
根据存储单元中信息存取形式不同，可将寻址方式分为直接寻址和间接寻址方式。
（1）直接寻址直接寻址是在指令中直接使用存储器或寄存器的元件名称（区域标志）和
地址编号，直接到指定区域读取或写入数据。
直接寻址可以采用位寻址、字节寻址、字寻址、
双字寻址等方式。
（2）间接寻址间接寻址时，操作数并不提供直接数据位置，而是通过使用地址指针来存
取存储器中的数据。
在S7-200中允许使用指针对I、Q、M、V、ST、C（仅当前值）存储区进行间接寻址。
第七章
7-1（略）
7-2
1）主电路
0SOFL'O
QS2
FV1
FV2
QS3
FL3
2）控制电路
G5D
0
-24V
启动技钮
Kkll
10.0
埠止按钮
TO.1
FR'
10,2
FR2
/TO,3
FR3
410.4
00,0
00.1,
'Q0.2
KV2
KM3
用PLC的模拟量输出模块提供变频器的频率给定信号用PLC的数字量输出信号有级调节变频器的输出频率用串行通信提供频率给定信号
用PLC的高速脉冲输出信号作为频率给定信号
第二道门开门传感器10.2
第二道门电磁铁Q0.2
就需要有多少根传输线，因
题7-2控制电路图
7-3
1）1/0分配I
第一道门开门传感器I0.0第一道门关门传感器I0.1
风机1Q0.0风机1Q0.1
2）参考程序7-4
常见的PLC控制变频器输出频率的方法:
（1）
（2）
（3）
（4）7-5（略）
第八章
8-1
并行传输是将一条信息的各位数据被同时传送的传输方式。
其特点：
传输速度快，但由于一个并行数据有多少位二进制位,
而成本较高。
通常并行传输用于传输速率较高的近距离传输。
串行传输是将一条信息的各个二进制位依次在一个信道上进行传输的方式。
其特点：
通常只需要一根到两根传输线，因此通信线路简单、成本低，在远距离传输时尤其
明显，但与并行传输相比传输速度慢，故常用于远距离传输且速度要求不高的场合。
8-2
目前普遍使用的传输介质有：
同轴电缆、双绞线、光缆、无线电、红外线、微波等，在网络中，同轴电缆、双绞线、光缆应用较多。
8-3
网络拓扑结构是指网络中的通信线路和节点间的几何布置，用以表示网络的整体结构外貌，它反映了各个模块间的结构关系，对整个网络的设计、功能、可靠性和成本都有影响。
的拓扑结构形式有星形网络、环形网络及总线形网络
8-4
信协议就是一组约定的集合，是一套语义和语法规则，用来规定有关功能部件在通信过程中的操作。
通常通信协议至少应有两种功能：
一是通信
确的保证、错误检测和修正等。
8-5
西门子PLC的通信部件包括：
通信口、多主站PPI电缆、PC/PPI电缆、通信卡，以及S7-200通信扩展模块等。
PPI多主站电缆上有8个DIP开关，通过设置这些开关即可完成对PPI多主站电缆的设置。
其中：
通信的波特率用DIP开关的1〜3位设置；第4
升级会员 