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 2 2 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 FR1 KM1 SB6 QS FU1 L1L3L2 M1 3 a 主 电路 KM1 SB3 KA SB1 FU2 FR1 FU2 KM2 b 控 制电 路 KM1 KAKA KA SB2 KM2 KM2 KM1 SB4 FR2 FU2 M2 3 KM2 SB5 题2 4 FR2 2 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 FR QS FU1 L1L3L2 M 3 主 电路 KM1 KM2 KM4 SB1 按 时间 原则 控 制电 路 KM4 KM4 R VC TC KM1 KT KM4 KT2 KT2 KT1 KT1 KM1 KM2 KT1 KM2 KM3 SB1 FU2 KM3 FR FU2 KM2KM1 SB2 U2 V2W2 KM3 KM2 V1 W1U1 3 2 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 6 KM2KT 3 KM3 SB1 FU2 FR1 FU2 KM1 控 制 电 路 KM3 SB2 KM2 KT 2KT 1 KT 3 KT 2 FR2FR3 5S8S SB3 KT 2 KT 1 2 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 FR QS FU L1L3L2 M 3 主 电路 KM2 KM2 KM2 SB1甲 FU2 FR FU2 n 控 制电 路 KM1 SB3乙 KM1 KM2 KM1 KS KS SB1乙 KA SB3甲 KA SB2乙 SB2甲 题 2 07 KM2 2 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 4 SQ1SQ2 小车停x秒 KT SQ1 SQ2 SQ2 SQ1 FR KM1 QS FU1 L1L3L2 U M 3 V W 主电路 KM2 KM1 KM1 SB2 SB1 FU2 FR FU2 KM2 SB3 KT 控制电路 KM1KM2 SB2 SB3 KM2 题 2 08 2 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 FR1 QS FU1 L1L3L2 M1 3 a 主 电路 KM1 题4 05 KM2 FR2 FU2 M2 3 KM3 KM4 FR3 FU3 M3 3 KM5 KM6 SB1 SB7 FU4 KAKA KA KM5 FR1 KM6 FU4 b 控制电路 KM1 SB2a KM1 SQ3 题4 05 SQ4 SB2b SQ1SQ2 KM6KM5KM4KM3KM2 KM6 KM5KM6KM2KM1 KM2 SB3 FR2 SB4a KM3 SB4bSB6b KM5 SB6a FR1 SB5 KM4 KM3 KM4 6 4 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g MI 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 T5 T5 Y005 Y005 X000 T5 T5 X000 T5 Y005 T5 Y005 T5 Y005 T5 Y005 T5 Y005 线 Y005 X000 T5 线 K5 0 5s T5 Y005 0 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 8 T5 T5 Y005 Y005 X000 T5 T5 X000 T5 Y005 T5 Y005 T5 Y005 T5 Y005 T5 Y005 线 Y005 X000 T5 线 K5 0 5s T5 Y005 0 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 9 6 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 10 6 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 11 6 9 画出图 中 M206 的波形 X005 M100 M206 M100 PLS M100 M101 M101 X005 RST M206 SET M206 M100 M101 M206 6 10 画出图 中 Y000 的波形 X000 M100Y000 M100 PLS M100 Y000 M101 X000 M101 Y000 M100 M101 Y000 12 6 11 用主控指令画出图6 79的等效电路 并写出指令表程序 X000 X003 X004 X005 Y002 Y003 Y001 Y000 X001 X002 END X 0 03 M C N 0 M 1 0 0 N 0 M 1 0 0 N 1 M 1 0 1 X 0 01 X 0 02 Y 0 01 Y 0 00 M C N 1 M 1 0 1 X 0 04 X 0 05 Y 0 02 Y 0 03 X 0 00 M C R N 1 M C R N 0 E N D 13 6 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 14 M1 M10 T2 M1 N0 M0 X000 X10 MC N0 M0 M2 M2 X01 PLS M4 K300 K100 M2 M3 T3 T1 Y1 Y0 K10 M4 Y0 M2 M2 X01END M2 Y1 MCR N0 M10 M2X02 Y2 Y2 M2X03 Y3 Y3 M2X04 Y4 Y4 X02 X03 X04 M2 M3 M1 T1M2 T2M2 Y14 Y14 T1M2 T2M2 T3 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 1 12个礼花弹 每个引爆间隔为O 1s 13 14个礼花弹 每个引爆间隔 为0 2s 2 1 6个礼花弹引爆间隔O 1s 引爆完后停lOs 接着7 12个礼花弹引爆 间隔O 1s 引爆完后又停lOs 接着13 18个礼花弹引爆 间隔O 1s 引爆完后 再停lOs 接着19 24 个礼花弹引爆 间隔O 1s 引爆用一个引爆启动开关控 制 15 16 17 18 6 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 X006 X000 进 入 检 测 器 A 检 测 器 B C254 X002 R X001 S 启 动 复 位 检 测 器 B M8054 X011 RST C254 Y0 K500 X010 C254 END C254 Y1 M8054闭和 增记数 6 15 设计3分频 6分频功能的梯形图 SET Y0 C0 END RST Y0 M0 C0 Y0 RST C0 X0 PLS M2 1 PLF M1 Y0 x0 324815 M8002 PLS M0 57691110131214 1324 2 5 1 X0 M1 K2 Y0 M30 Y0 M30 PLS M30 M31 M31 Y1 Y0 Y1 C1 SET Y0 C1 RST C1 M2 K2 Y1 20 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 SQ2 Y003 Y001Y000 X002 Y002 SQ1 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 21 7 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 22 23 24 7 5 某注塑机 用于热塑料的成型加工 它借助于八个电磁阀 YV1 YV8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 SQ2 X2 SQ3 X3 10s 5s SQ4 X4 SQ5 X5 SQ6 X6 SQ7 X7 SQ8 X10 YV1 Y0 YV2 Y1 YV3 Y2 YV4 Y3 YV5 Y4 YV6 Y5 YV7 Y6 YV8 Y7 原点SQ1 X1 启动按钮SB X0 25 26 7 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 S20Y0 X0 S21Y10 S22Y11 S31Y20 S32Y21 S23Y12 X1 X3X13 X2X12 X11 X4 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 27 S20Y0 X0 S21Y10 S22Y11 S31Y20 S32Y21 S41Y30 S42Y31 S23Y1 X1 X3 X4 X13 X14 X23 X24 X20 X21 X2X12 X22 X10X11 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 S0Y0 M8002 S21Y10 S22Y11 S31Y20 S32Y21 S41Y31 S42Y32 S23Y12 X1 X3 X4 X2 X6X5 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 28 S0Y0 M8002 S20Y12 S22Y11 S21Y15 S23Y15 S21 Y16 S20 Y17 X1 X3 X4 X0 X6 X5 图7 39 第7 9题 S26Y11 Y13 Y12 S24Y14S25Y16 Y17 X4 X5 X2 RET 7 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 S0Y0 M8002 S30 Y12S31 Y11S33Y15 S