何献忠版PLC应用技术第二版课后习题答案之欧阳结创编.docx

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何献忠版PLC应用技术第二版课后习题答案之欧阳结创编

第一章PLC应用基础

时间：

2021.02.14

创作：

欧阳结

11简述接触器、继电器各有什么特点？

其主要区别是什么？

接触器是利用电磁力的作用使主触点接通或断开电念头或其他负载主电路的控制电器。

接触器具有比工作电流年夜数倍的接通能力和分断能力，可以实现频繁的远距离操纵。

接触器最主要的用途是控制电念头的启动、正反转、制动和调速等。

继电器是一种根据特定形式的输入信号的变更而举措的自动控制器。

它与接触器不合，主要用于反应控制信号，其触点通常接在控制电路中。

12交流电磁线圈中通入直流电会产生什么现象？

交流电磁线圈的特点是匝数少、电阻小，靠感抗限制线圈电流，通入直流电后因感抗为零，将会造成线圈电流过年夜而烧毁。

13直流电磁线圈中通入交流电会产生什么现象？

直流电磁线圈的特点是匝数多、电阻年夜，靠电阻限流，而铁心由整块工程纯铁制成，这样通入交流电后，将在铁心中产生较年夜的磁滞和涡流损耗，间接造成线圈过热而烧毁。

14带有交流电磁机构的接触器，线圈通电后衔铁被卡住，会产生什么现象？

为什么？

根据交流电磁机构的特性可知，交流电磁铁的线圈电流I与工作气隙δ成正比，如果线圈通电后衔铁被卡住，工作气隙δ一直很年夜，因此电磁线圈的电流I也一直很年夜，电磁线圈将被烧毁。

15带有直流电磁机构的接触器是否允许频繁操纵？

为什么？

带有直流电磁机构的接触器适于频繁操纵，根据直流电磁机构吸力特性可知，直流电磁机构线圈的电流I与工作气隙δ无关，因此线圈电流I的年夜小不受衔铁状态的影响，所以带有直流电磁机构的接触器频繁操纵时，不会造成线圈过热。

16交流电磁铁的铁心端面上为什么要装置短路环？

根据交流电磁机构的吸力特性可知，电磁吸力F随时间周期变更，且每周期有两次过零点，也就是说F有两次小于机械负载反力Fr，衔铁有两次“拍合”铁心的现象，引起电磁噪声，因此在铁心端面的2/3处装置短路环，从而产生相差一个相位的两个磁通Φ1和Φ2，Φ1和Φ2辨别产生两个分力F1和F2，其合力F=F1+F2总年夜于反力，这样就消除电磁噪声。

17交流接触器能否串连使用？

为什么？

交流接触器不克不及串连使用，既使外加电压是两个线圈额定电压之和，也是不允许的。

因为每个线圈上所分派到的电压与线圈阻抗成正比，而两个电器的举措总是有先有后，不成能同时吸合。

假如一个接触器先吸合，则其磁路闭合，线圈电感显著增加，因而在该线圈上的电压降也相应增年夜，使另一个接触器的线圈电压达不到举措电压，从而使工作气隙δ一直很年夜，由于交流电磁铁的线圈电流I与工作气隙δ成正比，将造成线圈过热而烧毁。

18直流电磁式时间继电器的延时原理是怎样?

如何整定延时规模？

直流电磁式时间继电器断电延时原理是利用楞次定律，办法有两种：

1、阻尼铜套法：

当线圈通电时，衔铁处于释放位置，气隙年夜，磁阻年夜，磁通小，所以阻尼铜套的作用很小，可不计延时作用，而线圈断电时，由于电流瞬间减小，根据楞次定律阻尼铜套中将产生一个感应电流，阻碍磁通的变更，维持衔铁不立即释放，直至磁通通过阻尼铜套电阻消耗逐渐使电磁吸力缺乏以克服反力时，衔铁释放，从而产生了断电延时。

2、短接线圈法：

当电磁线圈断电时，立即把线圈短接，根据楞次定律线圈中将产生一个阻碍磁通变更的感应电流，维持衔铁不立即释放，从而产生断电延时。

延时规模的调整：

（1）修改释放弹簧的松紧度：

释放弹簧越紧，释放磁通越年夜，延时越短。

（2）修改非磁性垫片厚度：

垫片厚度增加，延时增加。

（3）为增年夜断电延时，对带阻尼套的时间继电器可兼用短接线圈法。

19交流电压继电器与直流电压继电器在结构上有什么不合？

两者均为电压线圈，但有交流和直流之分。

交流电压线圈的特点是匝数少、电阻小，靠感抗限制线圈电流，铁心由硅钢片叠铆而成；直流电压线圈的特点是匝数多、电阻年夜，靠电阻限流，铁心由整块工程纯铁制成。

110直流电压继电器与直流电流继电器在结构上有什么不合？

直流电压继电器的线圈是电流线圈，它与负载串连以反应负载电流的变更，故它的线圈匝数少而导线粗；直流电压继电器的线圈是电压线圈，导线细、电阻年夜、与负载并联以反应电路电压的变更。

111Y形接法的三相异步电念头能否采取两相结构的热继电器作为断相和过载呵护？

△接法的三相异步电念头为什么要采取带有断相呵护的热继电器？

电念头为Y接时，若任一相产生断相，另外两相电流增年夜，由于线电流即是相电流，流过绕组的电流与流过热元件的电流增加比例相同，因此采取普通两相式热继电器既可实现断相呵护；若供电线路严重不服衡或电念头绕组内部产生短路或绝缘不良等故障时，就可能使绕组某一相电流比其它两相高，若恰好在这一相中没有热元件，则不克不及起到呵护作用。

此时须采取三相结构的热继电器。

电念头为△接时，若产生断相故障，流过绕组的电流与流过热元件的电流不相同，而热继电器按线电流整定，整定值比绕组相电流年夜，因此故障线电流达到举措值以前，绕组电流就已超出额定电流，使绕组过热烧毁。

因此必须采取带断相呵护的热继电器。

112试设计可以从两地控制一台电念头，能实现点开工作和连续运转工作的控制线路。

113在没有时间继电器的情况下，设计一个用按钮和接触器控制电念头串电阻降压启动的控制线路。

114试设计一控制线路，要求：

按下按钮后，KM1通电，经10s后，KM2通电，经5s后，KM2释放，同时KM3通电，再经15s，KM1、KM3同时释放，在任何时刻，按停止按钮线路停止工作。

115试设计一绕线式异步电念头的控制线路，要求：

①用按钮实现双标的目的运转；②按时间原则串电阻三级启动。

116图1－65所示TPH31系列滑环式异步电念头通用屏能实现几级调速？

线路有哪些呵护？

辨别是哪些元件实现的？

当主令控制器的手柄在第二位时，有哪些线圈通电？

答：

TPH31系列滑环式异步电念头通用屏能实现三级调速；有4种呵护：

短路呵护（QF、QF1）、过载呵护（KA1、KA2、KA3）、失压呵护（KV、KM1、KM2、KM3）、零位呵护（KV、SA）；当主令控制器的手柄在第二位时，线圈KV、KM1、KM2、KB、YB、KA1、KA2、KA3通电。

117试设计一小车运行的控制线路，小车由异步电念头拖动，其举措过程如下：

（1）小车由原位开始前进，到终点自动停止。

（2）小车在终点停留2min后自动前往原位停止。

（3）要求能在前进或后退途中任意位置启动和停止。

118设计预警启动线路，要求：

按下启动按钮后，电铃响，10s后KM启动再过10s后电铃停。

119两台机电连锁启停控制线路，要求:

M1启动后，M2才启动；M2停止后，M1才停止。

120设计闪光电源控制线路，要求：

线路产生故障（KA闭）时，信号灯HL亮2s，灭1s，周而复始，直到按下解除按钮。

第二章PLC的结构和特点

2.1PLC工作过程分为几个阶段?

PLC一般采取循环扫描工作方法，其工作过程一般分为四个阶段：

系统监测阶段、执行外围设备命令阶段、法度执行阶段、输入/输出刷新阶段。

2.2什么是PLC的扫描周期？

扫描周期如何计算？

PLC完成一个扫描周期所需要的时间，称为扫描周期；将一次工作循环中系统监测阶段、执行外围设备命令阶段、法度执行阶段、输入/输出刷新阶段所需的时间加在一起计算扫描周期。

2.3什么是PLC的响应时间?

在输出采取循环刷新和直接刷新方法时,响应时间有何区别?

从PLC收到一个输入信号到PLC向输出端输出一个控制信号所需的时间，就是PLC的响应时间，使用循环刷新时，在一个扫描周期的刷新阶段开始前瞬间收到一个信号，则在本周期内该信号就起作用了，这时响应时间最短，即是输入延时时间、一个扫描周期时间、输出延迟时间三者之和；如果在一个扫描周期的I/O更新阶段刚过就收到一个信号，则该信号在本周期内不克不及起作用，必须比及下一个扫描周期才干起作用，这时响应时间最长，它即是输入延迟时间、两个扫描周期时间与输出延迟时间三者之和；在使用直接输出刷新时，最长响应时间即是输入延迟时间、一个扫描周期时间、输出延迟时间三者之和。

2.4PLC的基本配置包含那些部分？

CQM1的基本配置包含CPU、内存单位、I/O模块、电源、简易编程器等。

2.5接终端扩展和接模块扩展配置各有什么特点？

接终端扩展特点：

在CQM1主机部分接B7A接口单位，而在远程接相应终端，终端与接口间由双绞线连接。

最年夜传距离可达500m。

接模块扩展的特点：

在CQM1主机部分装置G730主控单位，其上装有RS485接口，而在远程，各模块依次连接，然后再通过双绞线与主控单位相连。

最年夜传送距离可达200m。

2.6如何进行传感器模块的示教调整？

其步调如何？

示教的目的是调整传感器灵敏度，起调整步调如下：

（1）将目标放在探头之间。

（2）设远程控制器为SET模式。

（3）按示教按钮，示教指示灯（橙色）亮。

（4）目标移出探头工作区，若示教胜利，示教指示灯将转为绿色；若不胜利，则仍为橙色，并闪烁。

这时应修改目标与探头的距离，前往步调

（2）

（5）把远程控制器的模式设为RUN，以完成这次示教。

2.7CXP编程软件有那些功能？

1.为适用的PLC建立和编辑梯形图或助记符法度

2.建立和检索I/O表

3.修改CPU单位的操纵模式

4.在个人计算机和PLC之间传送法度、内存数据、I/O表、PLC设置值和I/O注释

5.在梯形图显示上监控I/O状态和以后值，在助记符显示上监控I/O状态和以后值，以及在I/O内存显示上监控以后值。

第三章PLC的基本指令及编程

31写出图31对应的指令语句表。

解答：

梯形图和指令语句的转换，首先要划分好各电路块。

电路块由简单串并联的接点组成，当电路块处理完后，再用电路块的串并联指令将其连接起来。

有分支时，应使用暂存继电器记忆分支点。

图31对应的语句表如下：

LD00000

ANDNOT00001

LD01600

OR10000

AND00002

AND01601

ORLD

LD10000

ANDNOT01600

ORLD

LD10000

ORT00

ANDLD

OUTTR0

AND00003

OUT10000

LDTR0

AND00004

TIM000

#0100

32画出下列指令语句表对应的梯形图。

①LD00000

OR00001

ANDNOT00002

OR00003

LD00004

AND00005

OR00006

ANDLD

OR00007

OUT10000

②LD00000

AND00001

OUTTR0

ANDNOT01601

OUT01600

LDTR0

OUT01601

LD01600

LDC000

OR25315

CNT000

#0002

LD01600

OR01601

OR10000

ANDNOTC000

OUT10000

解答：

将指令语句转换成梯形图时，首先应将以LD指令为起点的电路块找出来，然后根据两个电路块后面的指令确定其相互关系。

①如图32所示。

②如图33所示。

33对图32所示各梯形图进行化简，然后写出指令语句表。

解答：

首先将图34各梯形图简化成图35形式。

对应的指令语句表如下：

a）LD01600

AND00002

LDNOT00001

ORLD

AND00000

OUT10000

b）LDNOT00004

AND00005

LD10000

AND00006

ORLD

AND00003

LD00002

AND00004

ORLD

AND00001

OUT10000

c）LD10000

AND00003

AND00004

OR00001

AND00000

LD10000

AND00001

LD00003

AND00004

ORLD

AND00002

ORLD

OUT10000

34写出图36所示梯形图对应的指令语句表。

解答：

用暂存器来处理分支电路。

要注意的是，线圈10001前面没有接点，因此不必按分支处理。

指令语句如下：

LD00001

OUTTR0

AND00002

AND00003

OUT10000

LDTR0

AND00003

OUT10001

AND10000

OUTTR1

AND00006

OUT10002

LDTR1

AND00007

OR00008

OUT10003

35画出图37所示梯形图对应的波形图。

解答：

画波形的题考查的是读者对梯形图的理解。

a）本题为一个单按钮启停电路。

由于采取了下沿微分，因此，按钮在每次按下并松开后有效。

00000第一次为ON并变成OFF时，01600为ON一个扫描周期，10000置“1”，此时01601为OFF；00000第二次为ON时，由于10000已经为ON，因此01601在本周期为ON，使10000置“0”。

如图38所示。

b）本题为一个故障报警电路。

其中，00000为故障信号输入；00001为试灯按钮；00002为解音按钮；10000为灯光报警输出；10001为音响报警输出。

25502为1秒时钟脉冲，ON0.5秒，OFF0.5秒。

如图37所示。

36有一个用四条皮带运输机的传输系统，辨别用四台电念头M1~M4驱动，如图310所示。

控制要求如下：

（1）起动时，先起动最后一条皮带，每延时2s后，依次起动其它皮带机，即M4→M3→M2→Ml。

（2）停止时，先停最前面一条皮带，每延时5s后，依次停止其它皮带机，即M1→M2→M3→M4。

（3）当某条皮带机产生故障时，该皮带机及其前面的皮带机立即停下，此后面的皮带机按停止顺序依次停车。

试设计满足上述控制要求的PLC控制法度。

解答：

根据要求，每隔2s启动一条皮带，可由脉冲产生器来设按时间间隔。

设00000为启动按钮，00001为停止按钮，00002、00003、00004、00005辨别为四条皮带的故障停车信号；10000为第1条皮带驱动，10001为第2条皮带驱动，10002为第3条皮带驱动，10003为第4条皮带驱动。

中间继电器01602和01603的作用是在启动过程中，连锁接点10002、10001的有效时间滞后1个扫描周期，以包管启动顺序；01604的作用是在4条传送带均停止后，复位停止继电器01601，使系统恢复，如图311所示。

37传送带产品检测：

用红外传感器检测传送带上的产品，若20s内无产品通过，则传送带停止，同时报警。

设检测信号从00002端子输入，传送带由10000点驱动，报警信号由10001点控制，00000为起动按钮，00001为停止按钮。

解答：

如图312所示，其中，00001既作为停止按钮，也作为报警解除按钮。

38某机床动力头的进给运动如图313所示，00000为启动按钮，按一次则动力头完成一个工作循环。

启动时，动力头处于最左边，10000、10001、10002辨别驱动三个电磁阀。

试设计PLC法度。

解答：

如图314所示，根据给定的波形图，可获得三个电磁阀的启停控制状态。

39用PLC实现下述控制要求，辨别画出其梯形图。

（1）电念头Ml先起动后，M2才干起动，M2能单独停车。

（2）M1起动后，M2才干起动，M2可以点动。

（3）M1起动10s后，M2自行起动。

（4）M1起动10s后，M2起动，同时M1停止。

（5）M1起动后，M2才干起动；M2停止后，MI才干停止。

解答：

如图315所示，设00000、00001为M1启、停按钮，00002、00003为M2启、停按钮，00004为M2点动按钮，10000、10001辨别为M1、M2驱动。

第5小题也可模仿图219将继电接触线路改写成PLC的梯形图，如图（5b）。

如图（5a）为采取坚持器的PLC设计方法。

310一个用于检测和计算送到包装机装配线上的产品数量的控制电路如图316所示。

当计数器计到12个产品时，电路接通一个电磁线圈，2s后，电磁线圈自动断开。

试用PLC取代该继电器控制线路。

解答：

对继电器控制线路的PLC改革问题，应首先了解原系统工艺要求，然后确定PLC的型号及点数，并进行通道分派，最后画出梯形图。

设00000为行程开关XK输入，10000为电磁线圈X输出，其余均由PLC内部器件实现：

设计数器CC为C000，按时器KT为T001，中间继电器K为01600，则梯形图如图317所示。

311用PLC控制三个接触器KMl、KM2、KM3举措。

要求：

按下启动按钮后，KMl、KM2启动，10s后，KM2断电，再过5s后，KM3接通，按停车按钮后，KM1、KM3断电。

解答：

如图318所示，设00000、00001为启、停控制按钮，KMl、KM2、KM3辨别由10000、10001、10002驱动。

312试设计用PLC实现的密码锁控制。

有8个按钮SBl~SB8，其控制要求为：

（1）SB7为启动按钮，按下SB7才可以进行开锁作业。

（2）SBl、SB2、SB5为可按压键。

开锁条件：

SBl设定按压次数为3次，SB2设定按压次数为2次，SB5设定按压次数为4次，如按此条件依次按键，则密码锁掀开。

（3）SB3、SB4为不成按压键，一按压报警器就响，收回警报。

（4）SB6为复位按键，按下SB6，重新开始开锁作业。

（5）SB8为停止按健，按下SB8，停止开锁作业。

解答：

如图319所示，设00006、00007为启、停控制按钮SB7、SB8，SB1：

00000，SB2：

00001，SB3：

00002，SB4：

00003，SB5：

00004，SB6：

00005，10000为开锁信号，10001为报警信号。

图中，开锁信号维持1s，报警信号则必须按复位按钮才干解除；计数器C000和C001的复位端将自身输出信号与相应的按压信号串连，可避免超出规定次数的按压有效；按下停止按钮后，开锁操纵无效，但要重新开锁，必须先按复位键SB6。

第四章PLC功能指令及应用

4.1在某些控制场合，需要对控制信号进行分频处理。

试设计一个四分频的PLC控制法度。

解：

设输入点为00000，输出端为10000。

图41（a）为用计数器和比较指令设计的法度，结果比较直观；本题也可用移位器来设计，如图41（b）所示，利用00000自己作为移位脉冲，则01601的输出状态刚好满足要求，图41（c）为时序图。

4.2设计彩灯控制电路，要求：

9组彩灯，启动后分两种举措交替循环进行。

（1）分三年夜组，1、4、7为一组，2、5、8为一组，3、6、9为一组，每年夜组依次亮1s。

（2）按1到9顺序，每组依次亮1s。

解：

设启动按钮00000，停止按钮00001；输出彩灯辨别为10001，10002，10003，10004，10005，10006，10007，10008，10009；如图42所示，按下启动按钮00000后，彩灯按要求循环亮灭，按下停止按钮00001后，彩灯立即熄灭。

4.3试设计一个能计算下面算式的PLC法度，设X1、X2为4位十进制数。

解：

设X1寄存在DM0000中，X2寄存在DM0001中，结果Y寄存在DM0002中。

由于本题的计算有条件限制，最容易想到的是先通过比较指令判断条件，然后根据要求进行计算，如图43（a）所示；本题也可以先进行减法运算，如果有借位，则暗示X1＜X2，因此再重新按加法计算，如图43（b）所示。

4.4设计一小车控制法度，如图44所示，要求起动后，小车由A处开始从左向右行驶，到每个位置后，均停车2s，然后自行启动；达到E位置后，小车直接前往A处，再重复上述举措，当每个停车位置均停车3次后，小车自动停于A处。

试用步进指令和移位指令两种办法设计。

解：

设对应A、B、C、D、E点的检测开关由00000、00001、00002、00003、00004点输入，00005为启动按钮；小车右行为10000，左行为10001。

用移位指令和步进指令实现的梯形图辨别见图45和图46。

4.5设计全通全断叫响提示电路：

当3个开关全为ON或全为OFF时，信号灯发光。

解：

设3个开关辨别为00000、00001、00002，信号灯由10000控制。

图47为实现该电路的三种办法。

4.6试编制能显示可逆计数器以后值的PLC法度。

解：

图48（a）为用七段码显示2位可逆计数器以后值的PLC法度，图48（b）为用BCD码显示2位可逆计数器以后值的PLC法度。

4.7用10个按钮控制一位BCD数码显示：

按下0按钮时，数码显示0；按下1按钮时，数码显示1；……按下9按钮时，数码显示9。

试用基本指令和译码指令两种办法编制该法度。

解：

用基本指令编程时，思路比较简单，但法度较庞杂，而用功能指令编写的法度往往很是简单。

如图49所示，图（b）既可取代图（a）的功能。

4.8电动葫芦起升机构的动负荷试验，控制要求如下：

（1）可手动上升、下降；

（2）自动运行时，上升6s→停9s→下降6s→停9s，循环运行1h，然后爆发声光信号，并停止运行。

试设计用PLC控制的上述系统。

解：

设手动上升为00000，手动下降为00001，自动为00002，声光复位为00003；输出信号：

上升10000，下降10001，声光10002。

根据要求，循环运行1h，正好是120个循环。

梯形图见图410。

4.9要求：

按下启动按钮后，能根据图411所示依次完成下列举措：

（1）A部件从位置1到位置2。

（2）B部件从位置3到位置4。

（3）A部件从位置2回到位置1。

（4）B部件从位置4回到位置3。

用PLC实现上述要求，画出梯形图。

4.10试设计一个4层电梯PLC控制系统，要求：

某层楼有呼叫信号时，电梯自动运行到该楼层后停止；如果同时有2或3个楼层呼叫时，依先后顺序排列，同标的目的就近楼层优先；

电梯运行到先呼叫的楼层时，待门关严后，电梯自行启动，运行至下一个楼层。

解：

首先进行通道分派：

输入信号：

一层内选指令按钮00000

二层内选指令按钮00001

三层内选指令按钮00002

四层内选指令按钮00003

一楼向上呼梯按钮00004

二楼向上呼梯指令00005

三楼向上呼梯指令00006

二楼向下呼梯指令00007

三楼向下呼梯指令00008

四楼向下呼梯指令00009

1~4层行程开关（并联）00010

手动开门按钮00011

输出信号：

电梯上行及指示10000

电梯下行及指示10001

一层到站指示10002

二层到站指示10003

三层到站指示10004

四层到站指示10005

呼梯信号指示10006

开门状态指示10007

一楼内选信号指示10100

二楼内选信号指示10101

三楼内选信号指示10102

四楼内选信号指示10103

一楼向上呼叫指示10104

二楼向上呼叫指示10105

三楼向上呼叫指令10106

二楼向下呼叫指示10107

三楼向下呼叫指令10108

四楼向下呼叫指令10109

电梯控制的PLC梯形图如图413所示。

第五章PLC联网与通信

5.1数据通信主要采取那两种方法？

从通信双方信息的交换方法上分为那几种？

数据通信主要采取并行通信和串行通信两种方法。

从通信双方信息交互方法看，数据通信方法有以下三种：

单工通信、半双工通信、全双工通信。

5.2数据通信的主要技术指标有那些？

通信波特率：

通信波特率是指单