《电气控制与plc应用技术》课后习题答案(全)

1、1.1、 何谓电磁机构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？答：电磁机构使衔铁吸合的力与气隙长度的关系曲线称作吸力特性；电磁机构使衔铁释放（复位）的力与 气隙长度的关系曲线称作反力特性。电磁机构欲使衔铁吸合，在整个吸合过程中，吸力都必须大于反力。反映在特性图上就是要保持吸力特性 在反力特性的上方且彼此靠近。1.3、 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？ 答：在工作中会出现衔铁产生强烈的振动并发出噪声，甚至使铁芯松散得到现象。原因是：电磁机构在工作中，衔铁始终受到反力Fr的作用。由于交流磁通过零时吸力也为零，吸合后的衔铁在反力Fr作用下

2、被拉开。磁通过零后吸力增大，当吸力大于反力时衔铁又被吸合。这样，在交流电 每周期内衔铁吸力要两次过零，如此周而复始，使衔铁产生强烈的振动并发出噪声，甚至使铁芯松散。1.5、 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？答：接触器的作用是控制电动机的启停、正反转、制动和调速等。交流接触器的铁芯用硅钢片叠挪而成，而且它的激磁线圈设有骨架，使铁芯与线圈隔离并将线圈制成短而 厚的矮胖型，这样有利于铁芯和线圈的散热。直流接触器的铁芯通常使用整块钢材或工程纯铁制成，而且它的激磁线圈制成高而薄的瘦高型，且不设线 圈骨架，使线圈与铁芯直接接触，易于散热。1.8、 热继电器在电路中的作用是什么？带断

3、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？ 答：热继电器利用电流的热效应原理以及发热元件热膨胀原理设计，可以实现三相电动机的过载保护。三角形接法的电动机必须用带断相保护的三相式热继电器；丫形接法的电动机可用不带断相保护的三相式热继电器。1.9、 说明热继电器和熔断器保护功能的不同之处。答：热继电器在电路中起过载保护的作用，它利用的是双金属片的热膨胀原理，并且它的动作有一定的延 迟性；熔断器在电路中起短路保护的作用，它利用的是熔丝的热熔断原理，它的动作具有瞬时性。1.11、 中间继电器与接触器有何异同？答：相同点：输入信号都是电压；都是利用电磁机构的工作原理。不同点：中间继电器用于小电

4、流控制电路中，起信号传递、放大、翻转和分路等作用，主要用于扩展触点数量，实现逻辑控制；接触器用于频繁远距离接通或分断电动机主电路或其他负载电路，是执行电器，分主、辅助触点，大 多有灭弧装置第二章作业参考答案2.1、 三相笼型异步电动机在什么条件下可直接启动？试设计带有短路、过载、失压保护的三相笼型异步电 动机直接启动的主电路和控制电路，对所设计的电路进行简要说明，并指出哪些元器件在电路中完成了哪 些保护功能？答：小容量的三相笼型异步电动机（10kW可以采用直接启动。在该电路中，闭合自动开关 QAQ按下启动按钮SF2,接触器接触器KMI圈通电，其常开主触点闭合，电动机接通电源开始全压启动，同时接

5、触器KM的辅助常开触点闭合，使接触器KM线圈有两条通电路径。这样当松开启动按钮SB2后，接触器KM线圈仍能通过其辅助触点通电并保持吸合状态。按停止按钮SB1,接触器KM线圈失电，则其主触点断开。切断电动机三相电源，电动机M自动停车，同时接触器KM自锁触点也断开，控制回路解除自锁。松开停止按钮SB1,控制电路又回到启动前的状态。其中，起短路保护作用的是熔断器FA;起过载保护作用的是热继电器 BB;起失压和欠压保护作用的是接触器KM。2.2、 某三相笼型异步电动机单向运转，要求启动电流不能过大，制动时要快速停车。试设计主电路和控制 电路，并要求有必要的保护。答：L）匚U2.3工U4.第三相呢乜计步

6、电或机Md反应运转.匈求降压后动.贰设计在电路和挖朝 瑰跻洋度常有心要的保护.LI L2U2.4、星形-三角形降压启动方法有什么特点并说明其适合场合？答：特点：星形启动电流降为原来三角形接法直接启动时的1/3，启动电流约为电动机额定电流的 2倍左右,启动电流特性好、结构简单、价格低，但是启动转矩也相应降为原来三角形直接启动时的1/3 ,转矩特性差。适合场合：电动机空载或轻载启动的场合。z心软局劝*的后动和用车校也方式l俄有用蜃?与其懒司方就出有他剧团备（ih转虢*愎层触朴雕曲族敦月初矍疏电子层动方也其主到随热具耨相卿蟒物。帛矽由 品版辟舸m.另腿期蚓膜卷隹蚂施,2.6、 三相笼型异步电动机有哪

7、几种电气制动方式？各有什么特点和适合场合？答：1）反接制动，特点是制动迅速、效果好，但冲击大，通常仅适用于10kW以下的小容量电动机。2）能耗制动，特点是能耗制动比反接制动消耗的能量少，其制动电流也比反接制动电流小得多，但能 耗制动不及反接制动明显，且需要一个直流电源，控制线路相对比较复杂。适用于电动机容量较大和启动、 制动频繁的场合。2.7、 三相笼型异步电动机的调速方法有哪几种？答：改变极对数p的变极调速、改变转差率 s的降压调速和改变电动机供电电源频率fi的变频调速。2.09.受乳讯龙伊耶曲利弁制方式品底町说引的(1%交卫及交痈整,交.交变魄暑交口变变甄器：先杷恒任何率的左流电整瓶”成白

8、击电，再里直魄息.逆变”成屯 任和蛹率均可词的：相交流电.由于把直流由逆变成交港埠的环亨比笈窗同抻制，后以该方法在旋串的剧号范围和 改善交轼以电动机就特跑方百都式方期后他优却,火多批交朝热林屉十女渡交;L交交变瓢卷*把胭压恒嗣的交犹电直提变抵成电压和频率均可第的交流电.通常由三 相反并联晶前骨可泄桥式变温需组成.具行过松能靠量，城奉高.输出潴梅好等优点：但同时有在看检出具率低(最高制率小于电同fll率的1层h使用功率密杵多、胃率 国数低寻帆占该类受垢器乂在低IW速、人器星的条斑，如轧的北、长温回越窑萼场台佗用.1IQ.受精患主要有要几部分配或端用户提供归耍的外用度U是什幺？答变W浒的电用一段总

9、书嵬第.杵制电整和生出电路3第分作成二生电路用来完成电能的转生播流和逆划控制电路械如3崇氟变机构送利索姻制；保于电路除用于防止因卖辄器中电符勒才.以过就引而油坦都小近应片护疗步电 动卜母传动系烧巢.支领储的福子包抵；电潴授统送干利拴制荒于酉大类.电源接线靠了工扎相电能输入端上二相电瑜出片了-,也渝IHBHO【幻电IU用 霜子以及摧摧喘子.控制熠子也把赖事指钢都置定端子、运行擅砸作电入皤了，小瞥施了和F巾:端 干等.2.11、某机床主轴由一台三相笼型异步电动机拖动，润滑油泵由另一台三相笼型异步电动机拖动，均采用 直接启动，工艺要求有；(1)主轴必须在润滑油泵启动后，才能启动；(2)主轴为正向运转

10、，为调试方便，要求能正、反向点动；(3)主轴停止后，才允许润滑油泵停止；(4)具有必要的电气保护。MA1正MA1反按动SF1使QA2得电自锁，则润滑油泵 MA2启动，再按动SF2,可使QA1得电自锁，主轴电动机 向启动。按SF3可使QA1得电，即主轴电动机 MA1正向点动；按 SF4可使QA3得电，即主轴电动机 向点动。当润滑油泵要停转时，必须先使主轴电动机先停止，即QA1常开断开，再按动 SF6。2.JJ, MAI杆,1莒2均为工相造盆异期用动机.可直搔后制.技下列察禾度11三屯 器和府制电Jftt1). MA1养/即 经 度时同JBMA2官标启班，MA2 一劫后,MAI立即件轻MA2 单数

11、停料口). 制人2宅,褪小刘dLI UL32.13、设计一个控制线路，要求第一台电动机启动10S后，第二台电动机自行启动；运行 5s后，第一台电动机停止并同时使第三台电动机自行启动；再运行 10S,电动机全部停止。2.14、设计一小车运行控制线路，小车由异步电动机拖动，其动作程序如下:(1)小车由原位开始前进，到终端后自动停止；(2)在终端停留2 min后自动返回原位停止；(3)要求能在前进或后退途中任意位置都能停止或启动。SF2QA2 TT QA1 66QAIQA2第三章作业参考答案5、PLC有什么特点？答：PLC的主要特点有：(1)抗干扰能力强，可靠性高；(2)控制系统结构简单，通用性强；

12、(3)编程方便，易于使用；(4)功能强大，成本低；(5)设计、施工、调试的周期短；(6)维护方便。6、PLC与继电器控制系统相比有哪些异同？答：PLC的梯形图与传统的电气原理图非常相似，信号的输入/输出形式及控制功能基本上也是相同的；它们的不同之处主要表现在：(1)控制逻辑一一继电器控制逻辑采用硬接线逻辑，利用继电器机械触点的串联或并联，及时间继电器等组合成控制逻辑，其接线多而复杂、体积大、功耗大、故障率高，灵活性和扩展性很差。而PLC采用存储器逻辑，其控制逻辑以程序方式存储在内存中，灵活性和扩展性都很好。(2)工作方式一一继电器控制线路中各继电器同时都处于受控状态，属于并行工作方式。而PLC

13、的控制逻辑中，各内部器件都处于周期性循环扫描过程中，各种逻辑、数值输出的结果都是按照在程序中的前后顺 序计算得出的，所以属于串行工作方式。(3)可靠性和可维护性一一继电器控制逻辑使用了大量的机械触点，连线也多，可靠性和可维护性差。而PLC采用微电子技术，大量的开关动作由无触点的半导体电路来完成，PLC还配有自检和监督功能，可靠性和可维护性好。(4)控制速度一一继电器控制逻辑依靠触点的机械动作实现控制，工作频率低，且机械触点还会出现抖动 问题。而PLC是由程序指令控制半导体电路来实现控制，属于无触点控制，速度极快，且不会出现抖动。(5)定时控制一一继电器控制逻辑利用时间继电器进行时间控制。时间继

14、电器存在定时精度不高，定时范围窄，且易受环境湿度和温度变化的影响，调整时间困难等问题。PLC使用半导体集成电路做定时器时基脉冲由晶振产生，精度相当高，且定时时间不受环境的影响，定时范围广，调整时间方便。(6)设计和施工一一使用继电器控制逻辑完成一项工程，其设计、施工、调试必须依次进行，周期长、而 且修改困难。而用PLC完成一项控制工程， 在系统设计完成后， 现场施工和控制逻辑的设计可以同时进行， 周期短，且调试和修改都很方便。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？答：PLC是按集中输入、集中输出，周期性循环扫描的方式进行工作

15、的。它的中心工作过程分输入采样阶段、程序执行阶段、输出刷新阶段。在输入采样阶段，首先扫描所以输入端子，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，它与外界隔离，其内容保持不变，直到下一个扫描周期的输入采样阶段。在程序执彳T阶段，PLC按从左到右、从上到下的步骤顺序执行程序。在输出刷新阶段中，元件映像寄存器中所有输出继电器的状态一起转存到输出锁存器中，通过一定方 式集中输出，最后经过输出端子驱动外部负责，在下一个输出刷新阶段开始之前，输出锁存器的状态不会 改变。12、一般来说，PLC对输入信号有什么要求？答：要求：输入信号的宽度奥大于一个扫描周期，或者说输入信号的频率

16、不能太高，否则很可能造成信号 的丢失。第四章作业参考答案4、PLC中的内部编程资源(即软元件)为什么被称作软继电器？某主要特点是什么？答：软元件是 PLC内部的具有一定功能的器件，实际上是由电子电路和寄存器及存储器单元等组成。它们都具有继电器特性，但没有机械性的触点。为了把这种元器件与传统电气控制电路中的继电器区别开来，把它们称做软继电器。其主要特点是：(1)软元件是看不见、摸不着的，也存在物理性的触点；(2)每个软元件可提供无限多个常开触点和常闭触点，即它们的触点可以无限次使用；(3)体积小、功耗低、寿命长。5、S7-200系列PLC中有哪些软元件？答：输入继电器I、输出继电器。通用辅助继电

17、器 M特殊继电器SM变量存储器V、局部变量存储器 L、 顺序控制继电器 S、定日寸器T、计数器 C模拟输入映像寄存器 AI、模拟输出映像寄存器 AQ高速计数器 HC累加器AQ第五章作业力写出图32所示梯形图的语句表。IQ O IQ1 IC 3TH Q9ULD10.0kN10.1LDNMO.OAMO. 1OLD LDN10 9 3OT4 0ALD LDNMl.0AMl. 1ONMl. 2OLD kNT37-QO.O3QO.2,2AMO . 7TON T37r 4-3 00 JINMO. 6-M2.05、写出图，53所示梯形图的语句表。蛮-53Q0. 5, 3Lt10.06QO.OLFS kIO.

18、 1LFS kMO.OQO.OLFP AKKO. 1-KO. 2LF» LEWT380HO. 3ALDANHO.4«HO. 3LFPJIN10.5EU11、试设计一个照明灯的控制程序。当接在 I0.0上的声控开关感应到声音信号后，接在 Q0.0上的照明灯可发光30S。如果在这段时间内声控开关又感应到声音信号，则时间间隔从头开始。这样可确保最后一次感应到声音信号后，灯光可维持30S的照明。12、试设计有一个抢答器电路程序。出题人提出问题，3个答题人按动按钮，仅仅是最早按的人面前的信号的亮。然后出题人按动复位按钮后，引出下一个问题。Network 1I"口为出题人震出

19、同题i 11.1为复住位钮；QI G为提出月题甭不.11.0II .1Qt.OTF，l-()Q1.0II'Network ? ICMT0.3分别号三存鼠/的网，Q0.1 “Q0.3分别为三个答题1A的信号灯.13、用简单设计法设计一个对锅炉鼓风机和引风机控制的梯形图程序。控制要求:(1)开机前首先启动引风机，10S后自动启动鼓风机；(2)停止时，立即关断鼓风机，经20S后自动关断引风机。Network 1通口为起动量1钮，Q0 口为引风机,Q0.1为靛风机/C 1为停止按钮.Network ?+1口口.T3700.1TI()T3TIN TONPTNetwork 310.173 SI p

20、-hIMO.Oi IMO.O()T39IN TON+20D* PT第七章作业参考答案5、用功能图方法完成第5章5.5.2节应用举例中【例 5-2】的编程。要求画出功能图、梯形图。设计完成后，试分析两种编程方法在设计顺序控制逻辑程序时不同之处。cn功能图J-ro+o4 <2, 5电。.aS1.2TDWI/g配表10. 0疳举)拉铉10,1便上按钮工0.2淞库传感器的I10. J洒体传慝器BC2 10.4液位传思镭於3QO.C液体旦湎门00. I懑住B周门ME2 Q02横林电中机HAQ0.3通台油体阀门岫3-T37_曰 fsUT)T36T ID.0- MO 一Tjjm 7on(2)梯形图口口

21、5LH二M - -BB.U< 立)51M心间)nnnI1Cj003IC q )TWpi TonIIF NT ee4 SCH&MO.CMlI IC jID ISi ?I 卜c一(3;语句表3 32 4OIN QO 1SBQI SIDO1 - o o o O Auso- . -IM 33 o 1 3 o c5S TT MsIKSVo lo o Do o IMn IMK o o o1 L K Go o 1 i K o o L 1H G 3 31S59_LS SSOQIS SSQES SSQTTSjtek15TE 口品室D讨治小 L 二 口口中工工m T工会SI两种编程方法在设计顺序控制

22、逻辑程序时不同之处：运用简单设计法时，主要凭设计者的经验来完成，通过理清控制的逻辑关系，写出逻辑函数，然后用梯形图的形式直接画出控制程序。其控制程序看起来比较简单，但可读性不高，不适合初学者使用。而运用功能图的方法来设计顺序控制逻辑程序时，只要分析清楚控制要求，按照一个步骤一个状态，很容易就可以画出功能图，然后再转换成相应的顺序控制梯形图。其功能图比较容易设计，且可读性强，不过转换成梯形图的过程比较繁琐。6、图6-19 (a)为人行道和马路的信号灯系统。当人过马路时，可按下分别安装在马路两侧的按钮I0.0或I0.1 ,则交通灯(红灯、黄灯、绿灯三种类型)系统按图 6-19 (b)中形式工作。在

23、工作期间，任何按 钮按下都不起作用。试设计该控制系统的功能图，并画出梯形图，写出语句表。I/O分配表I0.0、I0.1 按钮Q0.0马路绿灯Q0.1马路黄灯Q0.2马路红灯Q0.3人行道红灯Q0.4人行道绿灯MW(。示tIB时丽a iTu?切陶盟 INTOMM；虹flloo4ei_IflLmi_.00.3铝 J , .T42 1F而50 g TggSI J SWJ.STI一并1SI 3(2)梯形图$0 0< s)(me)SI 04 SCRSHOO13751.1I I($g)(SCRE)T377-PT 100 mt15 4PI 100msl140S1.4I Ioo(SCRE)(3)语句表L

24、D S LSCR LD S s R LD 0 SCRT SCRE LSCR LD TON LD SCRT SCRE LSCR LDSMO 1SO 0. 1SO 0 SMO 0QO 0 !QO 3. 1QO 2. 110 010 1SI 0SI 0SHU 0T37, 300T37Sl.lT414in_uhJpT 100mT41S15I I(sou)(scn0S1.5 scR IQ03(s)T42N TONPT 100iwSOO gT)R TON LD SCRT SCRE LSCR LD S TON LD SCRT SCREo *1 1 o 2 o . 88 IM o o 35 1 SSQQTTS

25、ousTONa器LD华Fgo1 o 15 o5 1 3o 5 o - o3 o 4 3 4 3 3 4 4 i s 5o 22 o o oo o 11SMQ0T4T4S0S1SMS1Q0S1SMQ0T4T4S1S1SNT4TS1SI第六章作业参考答案7、试设计一个计数器，要求如下：(1)计数范围是 0255;(2)计数脉冲为SM0.5;(3)输入I0.0的状态改变时，则立即激活输入/输出中断程序。中断程序0和1分别将M0.0置成1或0;(4) M0.0为1时，计数器加计数；M0.0为0时，计数器减计数；(5)计数器的计数值通过连接在QB0上的7段数码管显示。(1)主程序IHT 0州IF;T 1

26、IWT1-EHI5M0 5CDSM0.5CD:卜i；：NEWN】OJ,WE惬INOU-*' D.haIH1ATCM EN £NQINT,.lT。船fi"一 尸H'MO QMOOCO5MO1COENOOUTl-VWO VWOHINI BCDENOMT中斯程gINT_(JHSMO.C1CZJ中浙桂存IXT_O；中断事件号Oj 10。上升沿中断IXT_1 -中断事件号。, I。0下降沿中断a11、某一过程控制系统，其中一个单极性模拟量输入参数为 制结果从AQW的出到控制对象。PID参数表起始地址为AIW0采集到PLC中，通过PID指令计算出的控VB10a试设计一段

27、程序完成下列任务：(1)每200ms中断一次，执行中断程序；(2)在中断程序中完成对 AIW0的采集转换及归一化处理，完成回路控制输出值的工程量标定及输出。目寓表初施伊器用PID5UKJ| MB/_R I初帕化千载并PIMBK"5MMRSINT IN如加MOVJEN ENOATCHENN1''/OUTTMBM4£ jJm)中断展用F1OIIT'I弓心0AIW-ACCmTN川1N,<10CHEND dillENDOUTTWRE 附END-KV R?lW112i.Di EM EMO." lDi A睢BNOTPlLClDPSI，；&

28、EhDOUTmTTrt-auDLlbKO用旧1年ROUNDEHENO咻uuN EMEHOikdll,M3vT71州 ih臼ic ULITIJ2-12:试分析图2-13b所示的电路中，当时间继电器KT延时时间太短或延时闭合与延时断开的触点接反，电路将出现什么现象？1、定时时间太短，不能实现完全降压启动。2、如果通电延迟定时器的通电延时闭合与通电延时断开触点接反；电动机三角形启动，工作时按星形连接。2-13两台三相笼型异步电动机M1、M2,要求M1先起动，在 M1起动15S后才可以起动 M2;停止时，M1、M2同时停止，试画出其电气原理图。2-14、两台三相笼型异步电动机同时停止。试画出其电气原理图。<1144 4 4QA1 -=QA2dAM1、M22要求即可实现 M1、M2分别启动和停止，又可实现两台电动机的LL L2 L3 m qao Y-y.V2-15、三台电动机MAl、MA2 MA3要求按起动按钮 SB1时，按下列顺序起动： MAlfMA"MA3当停止时， 按起动停止SB2时，则按照相反的顺序停止，即MA" MA"MA2起动和停止的时间间隔均为1