电气控制与可编程控制器技术第三版史国生课后习题答案.pdf

1电气控制与可编程序控制器应用技术习题史国生第章、习题与思考1-01、何谓电磁式电器的吸力特性与反力特性吸力特性与反力特性之间应满足怎样的配合关系1-02、单相交流电磁铁的短路环断裂或脱落后，在工作中会出现什么现象为什么1-03、常用的灭弧方法有哪些1-04、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1-05、什么是继电器的返回系数将释放弹簧放松或拧紧一些，对电流(或电压)继电器的吸合电流(或电压)与释放电流(或电压)有何影响1-06、电压和电流继电器在电路中各起什么作用他们的线圈和触点各接于什么电路中1-07、JS7-A型时间继电器触头有哪儿种画出它们的图形符号。1-08、热继电器与熔断器的作用有何不同1-09、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1-10、时间继电器和中间继电器在电路中各起什么作用1-11、感应式速度继电器怎样实现动作的用于什么场合1-12什么是主令电器，常用的主令电器有哪些1-13、接触器的作用是什么根据结构特征如何区分交、直流接触器1-14、交流接触器在衔铁吸合前的瞬间，为什么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.1-15、线圈电压为220V的交流接触器，误接入380V交流电源会发生什么问题为什么1-16、接触器是怎样选择的主要考虑哪些因素1-17、画出下列电器元件的图形符号，并标出其文字符号。(1)自动空气开关(2)熔断器(3)热继电器的热元件和常闭触点(的时间继电器的延时断开的常开触点和延时闭合的常闭触点(5)时间继电器的延时闭合的常开触点和延时断开的常闭触点(6)复合按钮(7)接触器的线圈和主触头(8)行程开关的常开和常闭触头(9)速度继电器的常开触头和常闭触点。1-18、智能电器有什么特点其核心是什么第章、习题与思考22-01、自锁环节怎样组成它起什么作用并具有什么功能2-02、什么是互锁环节，它起到什么作用2-03、在有自动控制的机床上，电动机由于过载而自动停车后，有人立即按启动按钮，但不能开车，试说明可能是什么原因2-04、有二台电动机，试拟定一个既能分别启动、停止，又可以同时启动、停车的控制线路。FR1KM1SB6QSFU1L1L3L2M13a)主电路KM1SB3KASB1FU2FR1FU2KM2b）控制电路KM1KAKAKASB2KM2KM2KM1SB4FR2FU2M23KM2SB5题2-4FR22-05、试设计某机床主轴电动机的主电路和控制电路。要求：(1)Y启动；(2)能耗制动；(3)电路有短路、过载和失压保护。FRQSFU1L1L3L2M3主电路KM1KM2KM4SB1按时间原则控制电路KM4KM4RVCTCKM1KTKM4KT2KT2KT1KT1KM1KM2KT1KM2KM3SB1FU2KM3FRFU2KM2KM1SB2U2V2W2KM3KM2V1W1U132-06、设计一个控制电路，要求第一台电机启动运行3s后，第二台电机才能自行启动，运行8s后，第一台电机停转，同时第三台电机启动，运行5s后，电动机全部断电。3S题2-6KM2KT3KM3SB1FU2FR1FU2KM1控制电路KM3SB2KM2KT2KT1KT3KT2FR2FR35S8SSB3KT2KT12-07、设计一个鼠笼型电动机的控制电路，要求：()既能点动又能连续运转；(2)停止时采用反接制动；(3)能在两处进行启动和制动。FRQSFUL1L3L2M3主电路KM2KM2KM2SB1甲FU2FRFU2n控制电路KM1SB3乙KM1KM2KM1KSKSSB1乙KASB3甲KASB2乙SB2甲题2-07KM22-08、试设计一个往复运动的主电路和控制电路。要求：(1)向前运动到位停留一段时间再返回；(2)返回到位立即向前；(3)电路具有短路、过载和失压保护。4SQ1SQ2小车停x秒KTSQ1SQ2SQ2SQ1FRKM1QSFU1L1L3L2UM3VW主电路KM2KM1KM1SB2SB1FU2FRFU2KM2SB3KT控制电路KM1KM2SB2SB3KM2题2-082-0、在电动机的主电路中既然装有熔断器，为什么还要装热继电器它们各起什么作用2-10、为什么电动机要设零电压和欠电压保护5第4章、习题与思考4-01、如果有两个交流接触器，型号相同，额定电压相同，在电气线路中如果将其线圈串联连接，则在通电时会出现什么情况为什么4-02、电气控制设计中应遵循的原则是什么设计内容包括哪些方面4-03、如何根据设计要求选择拖动方案与控制方式4-04、某电动机要求只有在继电器KA1，KA2，KA3中任何两个动作时才能运转，而在其他条件下都不运转，试用逻辑设计法设计其控制线路。4-05、设计一个小型吊车的控制线路。小型吊车有3台电动机，横梁电机M1带动横梁在车间前后移动，小车电机M2带动提升机构在横梁上左右移动，提升电机M3升降重物。3台电机都采用直接启动，自由停车。要求如下。、3台电动机都能正常启、保、停。、在升降过程中，横梁与小车不能动。、横梁具有前、后极限保护，提升有上、下极限保护。FR1QSFU1L1L3L2M13a)主电路KM1题4-05KM2FR2FU2M23KM3KM4FR3FU3M33KM5KM6SB1SB7FU4KAKAKAKM5FR1KM6FU4b）控制电路KM1SB2aKM1SQ3题4-05SQ4SB2bSQ1SQ2KM6KM5KM4KM3KM2KM6KM5KM6KM2KM1KM2SB3FR2SB4aKM3SB4bSB6bKM5SB6aFR1SB5KM4KM3KM464-06、试设计一个加工零件的孔和倒角的机床，其加工过程为:快进工进停留光刀快适该机床有三台电机gMI:主电机4kW；M2:工进电机1.5kW；M3:快进电机O.8kW。要求如下。(1)、工作台工进到终点或返回到原位后，有行程开关使其自动停止，设限位保护，为保证工位，需采取制动措施。(2)、快进电机可进行点动调整，但在工作进给时点动无效。(3)、设急停按钮。(4)、应有短路和过载保护。-0、试分析图所示梯形图的工作过程，为什么能形成周而复始振荡的？并画出波形图。T5T5Y005Y005X000T5T5=(X000)(T5)Y005=(T5)(Y005)+(T5)(Y005)T5Y005T5Y005（线）Y005X000T5（线）K50.5sT5Y0050.5s0.5s0.5s支路支路工作原理：1、X000合上，定时器T5线圈得电，延时0.5s.此时：T5线圈得电，T5常开触点断开，常闭触点合上。Y005线圈失电，Y005常开触点断开，常闭触点合上。2、T5延时第一个0.5s的情况：、T5延时0.5s到后的第一个扫描周期；支路、T5的常开触点合上，Y005的常闭触点。支路、T5的常闭触点断开，Y005的常开触点断开支路使Y005线圈得电第一个扫描周期结束后：T5线圈得电，T5常开触点合上，常闭触点断开。Y005线圈得电，Y005常开触点合上，常闭触点断开。、T5延时0.5s到后的第二个扫描周期；T5的常闭触点断开，使T5线圈失电。使得：支路、T5的常开触点断开，Y005的常闭触点断开。支路、T5的常闭触点合上，Y005的常开触点合上。支路使Y005线圈保持得电。7第二个扫描周期结束后：T5线圈失电，T5常开触点断开，常闭触点合上。Y005线圈得电，Y005常开触点合上，常闭触点断开。、T5延时0.5s到后的第三个扫描周期；T5常闭触点合上，T5线圈得电，延时0.5s.此时：T5线圈得电，T5常开触点断开，常闭触点合上。Y005线圈得电，Y005常开触点合上，常闭触点断开。使得：支路、T5的常开触点断开，Y005的常闭触点断开。支路、T5的常闭触点合上，Y005的常开触点合上。支路使Y005线圈保持得电。3、T5延时第二个0.5s的情况：、T5延时0.5s到后的第一个扫描周期；支路、T5的常开触点合上，Y005的常闭触点断开。支路、T5的常闭触点断开，Y005的常开触点合上。支路、使Y005线圈失电第一个扫描周期结束后：T5线圈得电，T5常开触点合上，常闭触点断开。Y005线圈失电，Y005常开触点断开，常闭触点合上。、T5延时0.5s到后的第二个扫描周期；T5的常闭触点断开，使T5线圈失电。使得：支路、T5的常开触点断开，Y005的常闭触点合上。支路、T5的常闭触点合上，Y005的常开触点断开。支路、使Y005线圈失电。第二个扫描周期结束后：T5线圈失电，T5常开触点断开，常闭触点合上。Y005线圈失电，Y005常开触点断开，常闭触点合上。、T5延时0.5s到后的第三个扫描周期；T5常闭触点合上，T5线圈得电，延时0.5s.此时：T5线圈得电，T5常开触点断开，常闭触点合上。Y005线圈失电，Y005常开触点断开，常闭触点合上。使得：支路、T5的常开触点断开，Y005的常闭触点合上。支路、T5的常闭触点合上，Y005的常开触点断开。支路使Y005线圈保持失电。8T5T5Y005Y005X000T5T5=(X000)(T5)Y005=(T5)(Y005)+(T5)(Y005)T5Y005T5Y005（线）Y005X000T5（线）K50.5sT5Y0050.5s0.5s0.5s支路支路支路支路第6章、习题与思考6-、画出下列指令表对应的梯形图。96-、画出下列指令表对应的梯形图。6-、写出所示梯形图对应的指令表。106-、写出所示梯形图对应的指令表。6-8、写出所示梯形图对应的指令表。116-9、画出图中M206的波形。X005M100M206M100PLSM100M101M101X005RSTM206SETM206M100M101M2066-10、画出图中Y000的波形。X000M100Y000M100PLSM100Y000M101X000M101Y000M100M101Y000126-11、用主控指令画出图6-79的等效电路，并写出指令表程序。X000X003X004X005Y002Y003Y001Y000X001X002ENDX003MCN0M100N0M100N1M101X001X002Y001Y000MCN1M101X004X005Y002Y003X000MCRN1MCRN0END136-12、设计一个四组抢答器，任一组抢先按下按键后，显示器能及时显示该组的编号并使蜂鸣器发出响声，同时封锁抢答器，使其他组按下按键无效。抢答器有复位开关，复位后可以重新抢答，设计其PLC程序。解：梯形图元件安排：输入器件输出器件辅助器件X0总台复位按钮Y0总台音响M0公共控制触点继电器T1应答时限X1组1按钮Y1组1台灯M1应答时间辅助继电器T2答题时限X2组2按钮Y2组2台灯M2抢答辅助继电器T3音响时限X3组3按钮Y3组3台灯M3答题时间辅助继电器X4组4按钮Y4组4台灯M4音响启动信号继电器X10总台开始按钮Y14总台台灯14M1M10T2M1N0M0X000X10MCN0M0M2M2X01PLSM4K300K100M2M3T3T1Y1Y0K10M4Y0M2M2X01ENDM2Y1MCRN0M10M2X02Y2Y2M2X03Y3Y3M2X04Y4Y4X02X03X04M2M3M1T1M2T2M2Y14Y14T1M2T2M2T3复位控制抢答继电器总台音响总台灯抢答时间组1台灯应答开始应答时限组2台灯组3台灯组4台灯6-13、设计一个节日礼花弹引爆程序。礼花弹用电阻点火引爆器引爆。为了实现自动引爆，以减轻工作人员频繁操作的负担，保证安全，提高动作的准确性，采用PLC控制，要求编制以下两种控制程序：(1)、112个礼花弹，每个引爆间隔为O.1s，1314个礼花弹，每个引爆间隔为0.2s。(2)、16个礼花弹引爆间隔O.1s，引爆完后停lOs，接着712个礼花弹引爆，间隔O.1s，引爆完后又停lOs，接着1318个礼花弹引爆，间隔O.1s，引爆完后再停lOs，接着1924个礼花弹引爆，间隔O.1s。引爆用一个引爆启动开关控制151617186-14、某大厦欲统计进出大厦内的人数，在唯一的门廊里设置了两个光电检测器，当有人进出时就会遮住光信号，检测器就会输出”1”状态信号。光不被遮住时，信号为”。两个监测信号A和B变化的顺序将能确定人走动的方向。设以检测器A为基础，当检测器A的光电信号被人遮住，检测器B发出上升沿信号时，就可以认为有人进入大厦，如果此时B发出下降沿信号则可以认为有人走出大厦，如图，当检测器A和B都检测到信号时，计数器只能减少一个数字；当检测器A或B只有其中一个检测到信号时，不能认为有人出入；或者在一个检测器状态不改变时，另一个检测器的次。连续变化几次，也不能认为有人出入了大厦，如图6-80(c)所示，相当于没有人进入大厦。用PLC实现上述控制要求，设计一段程序，统计出大厦内现有人数，达到限定人数(例如500人)时发出报警信号。走出AB大厦进入检测器A光电信号大门检测器B检测器A检测器B(a)(b)检测器A和B的时序图()(c)检测器A和B的时序图(2)19图6-80、题6-14图走出X006X000进入检测器A检测器BC254X002RX001S启动复位检测器BM8054X011RSTC254Y0K500X010C254ENDC254Y1M8054闭和，增记数。6-15、设计3分频、6分频功能的梯形图。SETY0C0ENDRSTY0M0C0Y0RSTC0X0PLSM21PLFM1Y0 x0324815M8002PLSM0576911101312141324251X0M1K2Y0M30Y0M30PLSM30M31M31Y1Y0Y1C1SETY0C1RSTC1M2K2Y120第7章、习题与思考7-1、说明状态编程思想的特点及适用场合。7-2、有一小车运行过程如图7-35所示。小车原位在后退终端，当小车压下后限位开关SQl时，按下动按钮SB，小车前进。当运行至料斗下方时，前限位开关SQ2动作，此时打开料斗给小车加料，延时s后关闭料斗。小车后退返回，碰撞后限位开关SQl动作时，打开小车底门卸料，6s后结束，完成一次动作，如此循环。请用状态编程思想设计其状态转移图。X001漏斗门开关SQ2Y003Y001Y000X002Y002SQ1后退装料延时（8s）前进后限位开关卸料(6s)底门开关前限位开关小车运行过程示意图217-3、使用状态法设计第六章讨论过的十字路口交通灯的程序。7-4、在氯碱生产中，碱液的蒸发、浓缩过程往往伴有盐的结晶，因此要采取措施对盐碱进行分离。分离过程为-个顺序循环工作过程，共分6个工序，靠进料阀、洗盐阀、化盐阀、升刀阀、母液阀、熟盐水6个电磁阀完成上述过程，各阀的动作如表7-5所示。当系统启动时，首先进料，5s后甩料，延时5s后洗盐，5s后升刀，在延时5s后间歇，间歇时间为5s，之后重复进料、甩料、洗盐、升刀、间歇工序，重复八次后进行清洗，20s后再进料，这样为一个周期。请设计其状态转移图。表7-5题7-4盐碱分离动作表电磁阀序号步骤名称进料甩料洗盐升刀间歇清洗1进料阀+2洗盐阀+3化盐阀+4升刀阀+5母液阀+6熟盐水阀+注:表中的十表示电磁阀得电，表示电磁阀失电。2223247-5、某注塑机，用于热塑料的成型加工。它借助于八个电磁阀YV1YV8完成注塑各工序。若注塑模子在原点SQ1动作，按下启动按钮SB，通过YV1，YV3将模子关闭，限位开关SQ2动作后表示模子关闭完成，此时由YV2，YV8控制射台前进，准备射人热塑料，限位开关SQ3动作后表示射台到位，YV3，YV7动作开始注塑，延时10s后YV7、YV8动作进行保压，保压5s后，由YV1，YV7执行预塑，等加料限位开关SQ4动作后由YV6执行射台的后退，限位开关SQ5动作后停止后退，由YV2、YV4执行开模，限位开关SQ6动作后开模完成，YV3，YV5动作使顶针前进，将塑料件顶出，顶针终止限位SQ7动作后，YV4，YV5使顶针后退，顶针后退限位SQ8动作后，动作结束，完成一个工作循环，等待下一次启动。编制控制程序。电磁阀序号模子关闭射台前进开始注塑保压预塑射台后退执行开模顶针前进顶针后退SQ2X2SQ3X310s5sSQ4X4SQ5X5SQ6X6SQ7X7SQ8X10YV1Y0+YV2Y1+YV3Y2+YV4Y3+YV5Y4+YV6Y5+YV7Y6+YV8Y7+原点SQ1（X1）、启动按钮SB（X0）25267-6、选择性分支状态转移图如图7-36所示。请绘出状态梯形图并对其进行编程。S20Y0X0S21Y10S22Y11S31Y20S32Y21S23Y12X1X3X13X2X12X11X4图7-36、题7-6状态转移7-7、选择性分支状态转移图如图7-37所示。请绘出状态梯形图并对其进行编程。、27S20Y0X0S21Y10S22Y11S31Y20S32Y21S41Y30S42Y31S23Y1X1X3X4X13X14X23X24X20X21X2X12X22X10X11图7-37、第7-7题图7-37、题7-7状态转移图7-8、并行分支状态转移图如图7-38所示。请绘出状态梯形图并对其进行编程。S0Y0M8002S21Y10S22Y11S31Y20S32Y21S41Y31S42Y32S23Y12X1X3X4X2X6X5图7-38、第7-8题7-9、并行分支状态转移图如图7-39所示。请绘出状态梯形图并对其进行编程。28S0Y0M8002S20Y12S22Y11S21Y15S23Y15S21Y16S20Y17X1X3X4X0X6X5图7-39、第7-9题S26Y11Y13Y12S24Y14S25Y16Y17X4X5X2RET7-10、有一状态转移图如图7-40所示。请绘出状态梯形图并对其进行编程。S0Y0M8002S30Y12S31Y11S3