现代电器控制及PLC应用技术课后部分习题答案.doc

1电磁式电气主要由哪几部分组成?各部分的作用是什么?结构为：电磁机构（线圈通电生磁，铁芯扩大磁力，衔铁连接触点，视磁力情况带动触点动作）、触点系统和灭弧装置（此部分继电器没有）2何谓电磁机构的吸引特性与反力特性?吸力特性与反力特性之间应满足怎么样的配合关系3单项交流电磁铁的大段路环断裂或脱落后，在工作中会出现什么现象？为什么？4常用的灭弧方法有哪些？常用的灭弧法有：速拉灭弧法、冷却灭弧法、吹弧灭弧法、长弧切短灭弧法、狭沟或狭缝灭弧法、真空灭弧法和六氟化硫灭弧法。5接触器的作用是什么？根据结构特性如何区分交、直流接触器？接触器是用来接通或分断电动机主电路或其他负载电路的控制电器，用它可实现频繁的远距离控制。区分交流直流只需看下铭牌 AC是交流 DC是直流。一般交流接触器可以用在直流电路上，而直流接触器则不能用在交流电路中6交流接触器在衔铁吸合前得瞬时，为什么会在线圈中产生很大的电流冲击?直流接触器会不会出现这种现象？为什么？交流接触器的线圈是一个电感,是用交流电工作的.吸合前线圈内部没有铁心,电感很小,阻抗也就很小,所以电流大;吸合后铁心进入线圈内部,电感量增大,阻抗增大,所以电流就降下来了.直流接触器工作电流主要取决于其内部电阻,所以不会产生冲击电流.也可以这么解释-交流接触器的线圈是一个电感,内有铁心,在吸合前,由于铁心不闭合,磁阻很大,电感就小,阻抗就小,所以电流大,直流接触器也有同样现象,只是不如交流那么明显. 直流接触器线圈通的是直流电.受频率变化的影响小.线圈的直流电阻很大.电流变化不大.7交流电磁线圈误接入直流电源，直流电磁线圈误接入交流电源，会发生什么问题？为什么?线圈对交流电流有电感性和电阻性阻碍作用且交流频率越高电感性阻碍作用越大，而线圈对直流电流只有电阻性阻碍作用。所以交流线圈中通直流由于只有电阻性阻碍，比原来少了一种电感性阻碍，则电流就会比原来大得多，根据热量=电流的平方乘直流电阻，所以可能会烧毁线圈而直流电磁线圈误入交流电流则不会产生很大的热量不会烧毁8热继电器在电路中的作用是什么？带断相保护和不带断相保护的三相式热继电器各用在什么场合？热继电器在电路起过载保护作用。带断相保护的热继电器可以用在Y形接法和形接法的电动机，不带断相保护的三相式热继电器不能用在形接法的电动机。9说明热继电器和熔断器保护功能的不同之处。热继电器作用： 热继电器的作用是电动机过负荷时自动切断电源，热继电器的构造是两片膨胀系数不同的金属片构成，电流过大时膨胀系数大的先膨胀，起到切断电源的作用。热继电器动作后有人工复位和自动复位。 熔断器作用： 当电路发生故障或异常时，伴随着电流不断升高，并且升高的电流有可能损坏电路中的某些重要器件或贵重器件，也有可能烧毁电路甚至造成火灾。若电路中正确地安置了熔断器，那么，熔断器就会在电流异常升高到一定的高度和一定的时候，自身熔断切断电流，从而起到保护电路安全运行的作用 热继电器作用是控制温度的，当机器温度上升到热继电器所设定的温度上限时，自动却断电路保护机器 熔断器是控制电流的，机器负荷大过额定值，电流就会过大，熔断器及时却断而保护 一个是机体的温度控制，一个是电路的控制 熔断器和热继电器都能起到”过负荷保护“的作用。 熔断器中的熔丝一旦选用，过负荷的性能就固定了。而热继电器所设定的温度是可以调节的，更方便 好像以前问过？最大的不同就是：热继电器断开以后可以复位继续接通电路。而熔断器断了以后，必须更换熔体才可接通电路。10当出现通风不良或环境温度过高而使电动机过热时，能否采用热继电器进行保护？为什么？种情况热继电器是不会动作的，因为电机没有过载过流。像这种情况建议你买个温控开关固定在电机上然后把两根线串到操作回路里面。温控开关可以选80到90度的，就像饮水机里面那个烧开水用的温控器就行11中间继电器与接触器有何异同？工作原理一样，工作的形式不同。中间继电器相对于接触器来说，动合动断的触点数比接触器要多一些，主要用于小电流的信号转换，不参与对主回路的直接控制。接触器主要应用在主回路中，它的工作状态由中间继电器或其他控制因素来决定。触点负荷能力相对要大些。12温度继电器为什么能实现全热保护？1.当外界温度达到给定值时而动作的继电器。 它在电子电路图中的符号是“FC”2.原理，将两种热膨胀系数相差悬殊的金属或合金彼此牢固地复合在一起形成碟形双金属片，当温度升高到一定值，双金属片就会由于下层金属膨胀仲长大，上层金属膨胀仲长小而产生向上弯曲的力，弯曲到一定程度便能带动电触点，实现接通或断开负载电路的功能;温度降低到一定值，双金属片逐渐恢复原状，恢复到一定程度便反向带动电触点，实现断开或接通负载电路的功能。3.分类按动作性质划分：常开型 常闭型 按品牌分：爱默生温度继电器 胜名温度继电器 NEC温度继电器 按照材质分可以分为：电木体，塑胶体，铁壳体，陶瓷体。13感应式速度继电器怎样实现动作的？用于什么场合？其转子的轴与被控电动机的轴相连接，当电动机转动时，速度继电器的转子随之转动，达到一定转速时，定子在感应电流和力矩的作用下跟随转动；到达一定角度时，装在定子轴上的摆锤推动弹簧片动作，使常闭触点打开，常开触点闭合；当电动机转速低于某一数值时，定子产生的转矩减少，触点在簧片作用下返回到原来的位置，使对应的触点恢复到原来状态。主要应用于三相笼型异步电动机的反接制动中，因此又称为反接制动控制器。14简述固态继电器优缺点及使用时的注意事项。固态继电器的优点(1)高寿命，高可靠:SSR没有机械零部件，有固体器件完成触点功能，由于没有运动的零部件，因此能在高冲击，振动的环境下工作，由于组成固态继电器的元器件的固有特性，决定了固态继电器的寿命长，可靠性高。(2)灵敏度高，控制功率小，电磁兼容性好:固态继电器的输入电压范围较宽，驱动功率低，可与大多数逻辑集成电路兼容不需加缓冲器或驱动器。(3)快速转换:固态继电器因为采用固体器件，所以切换速度可从几毫秒至几微妙。(4)电磁干扰小:固态继电器没有输入“线圈”，没有触点燃弧和回跳，因而减少了电磁干扰。大多数交流输出固态继电器是一个零电压开关，在零电压处导通，零电流处关断，减少了电流波形的突然中断，从而减少了开关瞬态效应。2、固态继电器的缺点(1)导通后的管压降大，可控硅或双相控硅的正向降压可达12V，大功率晶体管的饱和压降也在12V之间，一般功率场效应管的导通电阻也较机械触点的接触电阻大。(2)半导体器件关断后仍可有数微安至数毫安的漏电流，因此不能实现理想的电隔离。(3)由于管压降大，导通后的功耗和发热量也大，大功率固态继电器的体积远远大于同容量的电磁继电器，成本也较高。(4)电子元器件的温度特性和电子线路的抗干扰能力较差，耐辐射能力也较差，如不采取有效措施，则工作可靠性低。(5)固态继电器对过载有较大的敏感性，必须用快速熔断器或RC阻尼电路对其进行过载保护。固态继电器的负载与环境温度明显有关，温度升高，负载能力将迅速下降。(6)主要不足是存在通态压降(需相应散热措施)，有断态漏电流，交直流不能通用，触点组数少，另外过电流、过电压及电压上升率、电流上升率等指标差。固态继电器的使用选型注意事项1. 在选用小电流规格印刷电路板使用的固态继电器时，因引线端子为高导热材料制成,焊接时应在温度小于250、时间小于10S的条件下进行，如考虑周围温度的原因，必要时可考虑降额使用，一般将负载电流控制在额定值的 1/2以内使用。2. 各种负载浪涌特性对固态继电器SSR的选择3. 使用环境温度的影响4. 过流、过压保护措施5. 继电器输入回路信号在使用时因输入电压过高或输入电流过大超出其规定的额定参数时,可考虑在输入端串接分压电阻或在输入端口并接分流电阻,以使输入信号不超过其额定参数值。6 在具体使用时,控制信号和负载电源要求稳定，波动不应大于10%，否则应采取稳压措施。7. 在安装使用时应远离电磁干扰,射频干扰源，以防继电器误动失控。8. 固态继电器开路且负载端有电压时,输出端会有一定的漏电流，在使用或设计时应注意。9. 固态继电器失效更换时,应尽量选用原型号或技术参数完全相同的产品，以便与原应用线路匹配，保证系统的可靠工作。15熔断器的额定电流、熔体的额定电流和熔体的极限分断电流三者有何区别熔断器的额定电流:是熔断器座的额定运行电流，运行电流只能小于等于该值熔体的额定电流：熔断器内熔丝的额定运行电流，也就是你熔断器所保护的电流，超过的话，熔断器就会熔断熔体的极限的分段电流：熔体所能分断的最大短路电流，该熔体只能分断小于等于这个值的短路电流16控制按钮、转换开关、行程开关、接近开关、光电开关在电路中各起什么作用控制按钮作用：在控制电路中用于手动发出控制信号以控制接触器、继电器等。 转换开关作用：转换开关是一种多档式、控制多回路的主令电器。广泛应用于各种配电装置的电源隔离、电路转换、电动机远距离控制等，也常作为电压表、电流表的换相开关，还可用于控制小容量的电动机。行程开关作用：用于控制生产机械的运动方向、速度、行程大小或位置的一种自动控制器件。 接近开关作用：不仅用于行程控制和限位保护，还用于高速计数、测速、液面控制、检测金属体的存在、零件尺寸以及无触点按钮等。既使用于一般行程控制，其定位精度、操作频率、使用寿命和对恶劣环境的适应能力也优于一般机械式行程开关。光电开关作用：可非接触、无损伤地检测和控制各种固体、液体、透明体、黑体、柔软体和烟雾等物质的状态和动作。目前，光电开关已被用作物位检测、液位控制、产品计数、宽度判别、速度检测、定长剪切、孔洞识别、信号延时、自动门传感、色标检出以及安全防护等诸多领域。17电磁阀分几大类?各自的工作原理是什么电磁阀分三大类：直动式、分布直动式和先导式直动式电磁阀工作原理：通电时，电磁线圈产生电磁力把关闭件从阀座上提起，阀门打开，断电时，电磁力消失，弹簧力把关闭件压在阀座上，阀门关闭分布直动式电磁阀工作原理：它是一种直动式和先导式相结合的原理，当入口与出口压差0.05MPA，通电时，电磁力先打开先导小阀，主阀下腔压力上升，上腔压力下降，从而利用压差把主阀向上推开，断电时，先导阀和主阀利用弹簧力或介质压力推动关闭件，向下移动，使阀门关闭。先导式电磁阀的工作原理：通电时，电磁力把先导孔打开，上腔室压力迅速下降，吧关闭件周围形成上低下高的压差，推动关闭件向上移动，阀门打开，断电时，弹簧力把先导孔关闭，入口压力通过旁通孔迅速进入上腔室在关阀件周围形成下低上高的压差，推动关闭件向下移动，关闭阀门。18一般来说，检测仪表提供的是什么性质的信号？最后的标准信号是如何产生的？一般是电压或电流信号，传感器一般提供毫伏信号，经过放大后变成4到20毫安直流或1到5伏直流（也就是标准信号）。19常用的安装附件有哪些？他们的主要作用是什么？常用的安装附件有：走线槽，用于导线和电缆的走线，可以使柜内走线美观，整洁扎线带和固定盘，尼龙扎线带可以把一束导线扎紧在一起，固定盘用来配合扎线带的使用波纹管、缠绕管，用于控制柜中裸露出来的导线部分的缠绕或作为外套，保护导线。号码管、配线标志管,号码管用来标记导线，配线标志管用来则已经把各种数字和字母印在塑料管上，并分割成小段，使用时可随意配合接线插、接线端子接线插用来连接导线，并使导线方便、可靠的连接到端子排或接线座上。安装导轨，用来安装各种有标准卡槽的元器件热收缩管，用来包裹导线或导体的裸露部分，起绝缘保护作用第二章星形-三角形降压启动方法有什么特点并说明其适用场合优点：启动电流特性好，结构简单，价格低；缺点：由于启动转矩也降低到了原来的1/3，所以转矩特性差。适合于轻载或空载启动的场合。第三章1从plc的定义中你能解读出哪三个方面的重要信息定义强调了PLC直接应用于工业环境。定义强调了PLC是“数字运算操作的电子系统”，即计算机。定义强调了PLC是用软件方式来实现“可编程”的。2一般来说，plc经历了哪几个发展阶段？在每个阶段各有什么样的标志性的进展初级阶段 从第一台PLC问世到20世纪70年代中期。（简单功能、梯形图编程）崛起阶段 从20世纪70年代中期到80年代初期。（功能增强、推广应用）成熟阶段 从20世纪80年代初期到90年代初期。（大规模应用、通信联网）飞速发展阶段 从20世纪90年代初期到90年代末期。（过程控制、复杂控制系统）开放性、标准化阶段 从20世纪90年代中期以后。（IEC61131）3 PLC的最新发展体现在哪些方面向小型化、专用化、低成本方向发展向大容量、高速度、信息化方向发展智能化模块的发展；人机界面（接口）的发展编程工具的发展 功能强大、价格低廉的HMI 基于PC的组态软件 在过程控制领域的使用以及PLC的冗余特性开放性和标准化通信联网功能的增强和易用化软PLC的概念PAC的概念（Programmable Automation Controller,基于PC机架构的控制器）PLC在现场总线控制系统中的位置4 PLC可以在什么场合应用？什么场合最适合其应用中小型单机电气控制系统 制造业自动化运动控制流程工业自动化 5 PLC有什么特点抗干扰能力强，可靠性高 控制系统结构简单，通用性强编程方便，易于使用 功能强大，成本低 设计、施工、调试的周期短 维护方便 6 PLC与继电器控制系统相比有哪些异同n 控制逻辑：软硬n 工作方式：并行串行n 可靠性和可维护性n 控制速度n 定时控制n 设计和施工7 PLC与单片机控制系统相比有哪些异同n 本质区别n 使用场合n 使用过程n 使用成本n 学习的难易程度8 PLC、DCS和FCS三大控制系统各有什么特点DCS：用于连续过程控制系统PLC：用于开关量控制为主的控制系统FCS：使用总线协议为核心的控制系统9 PLC是怎么进行分类？每一类的特点是什么按I/O点数容量分类：可编程控制器的规模以所配置的输入/输出点数来衡量小型：I/O点数2048按结构形式分类：整体式 其结构紧凑，便于安装，成本降低。模块式 可编程控制器的各个功能模块在结构上也以单独的模块形式出现，通过一个共同的基板或者机架上的内部总线构成一个完整的控制系统。这种结构一般在中大型、高档产品中采用。根据性能分类低档：性能主要局限于原来的继电器控制系统的替代品。功能主要是各种逻辑运算，定时，计数，移位等。主要配置开关量输入/输出模块。中档：除了低档可编程控制器具备的功能外，中档产品具备了诸如数据运算、传递、比较、代码转换等功能，开关量I/O点数也较多，另外有模拟量I/O和远程I/O，其中远程I/O借助于通讯功能来实现。高档：除了中低档产品的功能外，高档产品借助于其一个或多个高性能的微处理器为工业应用提供了大量的高级功能，诸如浮点运算、文件管理，往往提供了对上，对下的多种网络通讯方式，高档产品是一个完整系列产品，为整个工厂自动化提供了一个完整的解决方案。 10 构成PLC的主要部件有哪些？各部分主要作用是什么CPU：中央处理单元存储器：PLC的存储器包括系统存储器和用户存储器两部分。 系统存储器用来存放由PLC厂家编写的系统程序，并固化在ROM内，用户不能更改。 系统程序包括三部分：系统管理程序、用户指令解释程序以及标准程序模块与系统调用。 用户存储器包括用户程序存储器（程序区）和数据存储器（数据区）两部分。 用户程序存储器用来存放用户针对具体控制任务用规定的PLC编程语言编写的各种用户程序。 用户数据存储器可以用来存放用户程序中所使用器件的ON/OFF状态和数值、数据等。I/O单元：PLC的输入/输出信号类型可以是开关量、模拟量和数字量。输入/输出单元包括两部分：一是与被控设备相连接的接口电路，另一部分是输入和输出的映像寄存器。电源：PLC一般使用220V的交流电源，内部的开关电源为PLC的中央处理器、存储器等电路提供5V、12V、24V等直流电源，使PLC能正常工作。通信接口扩展接口编程设备：编程器的作用是供用户进行程序的编制、编辑、调试和监视。分简易型和智能型。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的工作按集中输入、集中输出，周期性循环扫描的方式进行工作的。 工作过程：上电处理、扫描过程、出错处理。PLC扫描过程的中心内容：输入采样阶段，一般情况下，PLC对输入信号的要求。程序执行阶段，输出刷新阶段。12 一般来说，PLC对输入信号有什么要求?PLC在输入采样阶段，首先扫描所有输入端子，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。接着，进入程序执行阶段，在此阶段和输出刷新阶段，输入映像寄存器与外界隔离，无论输入信号怎样变化，其内容保持不变，直到下一个扫描周期的输入采样阶段，才重新写入输入端的新内容。第四章1 S7：-200系列PLC的硬件系统主要有哪些部分组成 答：主机单元，扩展单元，特殊功能模块，相关设备，软件2 S7-200系列PLC的存储提供了哪几种方式来保存数据 答：1，保持型数据存储器 2，永久存储器 3，存储卡3 一个控制系统需要12点数字量输入、30点数字量输出、7点模拟量输入和2点模拟量输入，试问：（1）选用哪种主机最合适 (2) 如何选择扩展模块 （3）请画出连接图（4）按(3)小题所画的图形，其主机和各模块的地址如何分配4 PLC中的内部编程资源（即软元件）为什么被称做软继电器？其主要特点是什么？ 答：5 S7-200系列PLC中有哪些软元件（1）输入继电器（I）（2）输出继电器（Q）（3）通用辅助继电器（M）（4）特殊继电器（SM）（5）变量存储器（V）（6）局部变量存储器（L）（7）顺序控制继电器（S）（8）定时器（T）(9)计数器（C）（10）模拟量输入映像寄存器（AI）、模拟量输出映像寄存器（AQ）(11）高速计数器（HC）（12）累加器（AC）6 简介寻址包括几个步骤？试举例说明S7-200CPU具有直接寻址及间接寻址等两种方式。（1）直接寻址（BIT） S7-200采用分区结合字节序号编址。这种直接指出元件名称的寻址方式称为直接寻址。位寻址：位寻址由元件名称（存储区域标识符）、字节地址、分隔符“.”及位号组成。 如：LD I0.5中的”I”, ”0”, ”.”, ”5”。 字节寻址（8Bit） 一个字节占有8位，其中MSB为最高位，LSB为最低位。字节寻址由存储区域标识符字母、字节