建筑电气控制技术 第3版 习题及答案汇 第1-11章 常用控制电器-可编程序控制器系统设计及辅助设备应用

第一章常用控制电器1-1何谓电磁式电器的吸力特性与反力特性？为什么吸力特性与反力特性的配合应使两者尽量靠近为宜？答：吸力特性是指电磁吸力随衔铁与铁心间气隙的关系曲线。反力特性指电磁机构反作用力（阻力）与气隙的关系曲线。为使电磁机构能正常工作，吸力特性与反力特性配合必须得当。在衔铁吸合过程中，其吸力特性必须始终处于反力特性上方，即吸力要大于反力，反之衔铁释放时，吸力特性必须位于反力特性下方，即反力要大于吸力。1-2三相交流电磁铁要不要装短路环？为什么？答：不需要。三相交流电磁铁的三相绕组在相位上相差120°，使得合成磁通始终连续且稳定，避免了单相电磁铁因磁通周期性过零导致的振动和噪声，所以不用装短路环。1-3两个端面接触的触点，在电路分断时有无电动力灭弧作用？为什么把触点设计成双断口桥式结构？答：两个端面接触的触点，在电路分断时无电动力灭弧作用。电动力灭弧的原理是利用电流在磁场中受到力的作用，使电弧产生运动，从而拉长电弧，加速电弧的熄灭。对于两个端面接触的触点，当电路分断时，触点间产生的电弧电流方向基本平行，根据左手定则，平行电流之间产生的电动力较小，不足以使电弧有效运动并拉长，所以不能起到电动力灭弧的作用。把触点设计成双断口桥式结构：1）桥式触头的两个触点串于同一条电路中，电路的接通与断开由两个触点共同完成。由于两对触点的分流作用，使触头有利于通断更大的电流。2）有利于电动力灭弧。1-4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冲击电流？直流接触器会不会出现这种现象？为什么？答：交流接触器线圈在通电初期，铁芯尚未闭合时，磁路呈现开路状态（即线圈与铁芯之间存在空气隙），此时线圈的电感值很小，导致线圈的感抗较低。由于电流与电压、阻抗成反比，此时电压不变的情况下，电流会显著增大。当铁芯闭合后，磁路形成闭环，电感值大幅增加，感抗随之增大，电流迅速下降。这种因电感变化导致的电流突变现象，形成了冲击电流；直流接触器不存在因磁路开合引起的电感变化问题。其线圈电流主要取决于电阻值，因此不会出现此类冲击电流现象。1-5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？答：交流电磁线圈接入直流电源时会通过很大的电流,很快会烧毁。因为交流线圈的匝数较少、电阻较小，感抗起主要限流作用，交流线圈对交流电有感抗,而对直流电没有感抗,交流线圈只有很小的直流电阻,交流电磁线圈误接入直流电源，会因直流电源的电压全部加在线圈电阻上，所以会通过很大的电流；直流电磁线圈误接入交流电源，由于线圈的感抗和电阻共同起作用，使得电流较小，产生的电磁吸力不足以克服反力，导致衔铁不能可靠吸合，无法正常工作。1-6交流接触器在运行中有时在线圈断电后，衔铁仍掉不下来，电动机不能停止，这时应如何处理？故障原因在哪里？应如何排除？答：交流接触器在运行中有时在线圈断电后，衔铁仍掉不下来，电动机不能停止。处理方法有：可先断电，手动将衔铁复位；若不行，检查是否有异物卡住等。故障原因可能是：铁芯端面有油污、尘埃等导致剩磁增大；触头熔焊；反力弹簧损坏或弹力不足等。排除方法是清理铁芯端面，更换熔焊的触头，更换反力弹簧等。1-7继电器和接触器有何区别？如何根据结构特征区分交、直流接触器？答：继电器和接触器的区别：继电器主要用于控制电路，触点容量较小，一般用于控制小电流电路；接触器主要用于主电路，触点容量较大，可控制较大电流。从结构特征区分交、直流接触器：直流接触器的铁芯一般用整块软钢制成，无短路环；交流接触器的铁芯用硅钢片叠成，有短路环。1-8电压、电流继电器各在电路中起什么作用？它们的线圈和触点各接于什么电路中？如何调节电压（电流）继电器的返回系数？答：电压继电器在电路中起过电压、欠电压保护作用，其线圈与被测电路并联。电流继电器在电路中起过电流保护作用，其线圈与负载电路串联。它们的触点接在控制电路中。调节电压（电流）继电器的返回系数的方法有：改变调整弹簧的松紧程度、改变非磁性垫片的厚度等。改变弹簧松紧可改变反力大小，改变垫片厚度可改变气隙大小，从而影响返回系数。1-9时间继电器和中间继电器在控制电路中各起什么作用？如何选用时间继电器和中间继电器？答：时间继电器在控制电路中起延时控制作用，可按预定时间接通或分断电路，常用于顺序控制、定时控制等。中间继电器在控制电路中起信号放大、转换和触点扩展等作用，当其他继电器的触点容量或数量不够时，可用中间继电器来增加触点数量或增大触点容量。选用时间继电器时，要根据控制要求选择延时方式（通电延时或断电延时）、延时范围等；选用中间继电器时，主要根据控制电路的电压等级和所需触点的数量、种类等进行选择。1-10电动机的起动电流很大，当电动机起动时，热继电器会不会动作？为什么？答：电动机起动时，热继电器不会动作。因为热继电器是利用电流的热效应工作的，有热惯性，电动机起动时的大电流持续时间短，热继电器的发热元件不足以产生足够热量使双金属片弯曲到动作程度，所以不会动作。1-11既然在电动机的主电路中装有熔断器，为什么还要装热继电器？装有热继电器是否就可以不装熔断器？为什么？答：在电动机的主电路中装有熔断器，还要装热继电器，是因为熔断器主要用于短路保护，当电路发生短路时，能迅速切断电路；而热继电器主要用于过载保护，当电动机长时间过载时，热继电器积累的足够热能触发动作切断控制电路，使主电路断电，保护电动机；因两者功能不同，不能互相替代。各自保护电流等级不同，如热继电器对短路故障反应不灵敏，无法在短路时迅速切断电路。1-12分析感应式速度继电器的工作原理，它在电路中起何作用？答：感应式速度继电器的工作原理：其转子与电动机轴相连，随电动机一起旋转。定子内装有笼型绕组，当转子旋转时，磁通切割定子绕组，产生感应电流和电磁转矩，使定子随转子转动一个角度。当电动机转速达到一定值时，定子转动角度使触点动作；当电动机转速下降到一定值时，定子返回原位，触点复位。它在电路中起控制电动机反接制动的作用，当电动机需要反接制动时，速度继电器的触点可控制制动电路的通断。1-13在交流电动机的主电路中用熔断器作短路保护，能否同时起到过载保护作用？为什么？答：在交流电动机的主电路中用熔断器作短路保护，不能同时起到过载保护作用。因为熔断器的熔体具有反时延特性，即过载电流较小时，熔断时间长；过载电流较大时，熔断时间短。但过载电流一般不会使熔体在短时间内熔断，只有在短路电流很大时，熔体才会迅速熔断。所以熔断器主要用于短路保护，不能有效反应过载情况。1-14低压断路器在电路中的作用如何？如何选择低压断路器？怎样实现干、支线断路器的级间配合？答：低压断路器在电路中的作用：可手动或自动接通、分断电路，能对电路及电气设备进行过载、短路、欠电压等保护。选择低压断路器时，要根据额定电压、额定电流、脱扣器的类型和整定电流等参数进行选择。实现干、支线断路器的级间配合，要保证支线断路器的动作电流小于干线断路器的动作电流，且动作时间有一定的级差，一般支线断路器动作时间短，干线断路器动作时间长，以实现选择性保护。1-15分析熔断器、低压断路器对电路进行短路保护的工作原理，并说明低压断路器更适合于保护要求高的场合的原因？答：熔断器对电路进行短路保护的工作原理：当电路发生短路时，短路电流使熔体迅速发热熔断，切断电路。低压断路器对电路进行短路保护的工作原理：当电路发生短路时，短路电流使脱扣器动作，推动自由脱扣机构，使主触头分断电路。低压断路器更适合于保护要求高的场合，原因是其具有多种保护功能（过载、短路、欠电压等），保护特性可调节，分断能力强，且动作后不需要更换零部件，可重复使用，而熔断器熔断后需更换熔体。1-16某机床的电动机为J02-42-4型，额定功率5.5kW，电压为380V，电流为12.5A，起动电流为额定电流的7倍，现用按钮进行起停控制，要有短路保护和过载保护，试选用哪种型号的接触器、按钮、熔断器、热继电器和开关？答：接触器可电流大于12.5A的，保留一定余量，选用CJ20-16型，其额定电流为20A，可满足电动机额定电流及起动电流要求；按钮电流与主电路无关，仅仅与线圈有关，按钮可选用LA19-11型，适用于控制电路；熔断器选(1.5～2.5)倍的电动机额定电流，熔体额定电流可根据电动机额定电流选择合适值，可选30A，如选用RL1-30型；热继电器的热元件额定电流可根据电动机额定电流进行调整，选用(0.95～1.05)的电动机额定电流，加10%余量，考虑整定电流12～15A，可选Siemens3RA2816-0EW20型；开关选择参照主电路的最大电流，考虑起动电流为额定电流的7倍，可选用ABBFormula系列的A1C125TMF90/900FF型号开关。1-17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？答：熔断器的额定电流是指熔断器壳体等部件长期工作所能承受的电流值；熔体的额定电流是指熔体长期通过而不熔断的电流值；熔体的极限分断电流是指在规定的额定电压和功率因数（或时间常数）下，熔断器能分断的最大短路电流值。它们分别从不同方面反映了熔断器和熔体的性能参数。1-18试从结构上、控制功能上及使用场合上等方面比较主令控制器与万能转换开关、凸轮控制器的异同。答：主令控制器、万能转换开关、凸轮控制器的异同：结构上：主令控制器一般有较多的触点和操作位置，触点系统和操作机构较复杂；万能转换开关结构紧凑，触点数量相对较少；凸轮控制器有凸轮、触点等部件，结构相对较大。控制功能上：主令控制器可实现多档控制，常用于频繁操作的场合，能控制多个回路；万能转换开关主要用于电路的转换和控制，可切换不同的电路状态；凸轮控制器可直接控制电动机的起动、调速、正反转等。使用场合上：主令控制器常用于对控制要求较高、操作频繁的大型设备；万能转换开关常用于电气控制线路中进行电路的转换；凸轮控制器常用于起重设备等对电动机进行直接控制的场合。第二章电气控制的基本环节与规律2-1归纳总结起保停控制环节电路中，接触器KM的辅助动合触点的作用。答：在起保停控制环节电路中，接触器KM的辅助动合触点起自锁作用。按下起动按钮，接触器线圈得电，主触点闭合使电动机通电运行，同时辅助动合触点闭合，当松开起动按钮后，电流可通过该辅助触点继续给线圈供电，保持接触器吸合状态，电动机持续运行。2-2某机床主轴由一台笼型异步电动机带动，润滑油泵由另一台笼型异步电动机带动。今要求：主轴必须在润滑油泵开动后，才能开动；主轴要求用电器实现正反转，并能单独停车；有短路、零电压及过载保护。试绘出控制电路。答：控制元件分配如下：油泵停止按钮SB5,主轴停止按钮SB3,油泵启动按钮SB4,主轴正转启动按钮SB1,主轴反转启动按钮SB2,油泵KM3,主轴正转KM1,主轴反转KM2,熔断器FU2短路保护,热继电器FR1与FR2过载保护。控制电路图如下：2-3根据下列4个要求，分别绘出控制电路（M1和M2都是三相笼型电动机）：电动机M1先起动后，M2才能起动，M2能单独停车；电动机M1先起动后，M2才能起动，M2能点动；M1先起动，经过一定延时后M2能自行起动；M1先起动，经过一定延时后M2能自行起动，M2起动后，M1立即停车。答：初始元件分配：电动机M1由线圈KM1控制，电动机M2由线圈KM2控制，M1停止按钮SB1，启动按钮SB2，M2停止按钮SB3，启动按钮SB4（1）电动机M1先起动后，M2才能起动，M2能单独停车；（2）电动机M1先起动后，M2才能起动，M2能点动；（3）M1先起动，经过一定延时后M2能自行起动；（4）M1先起动，经过一定延时后M2能自行起动，M2起动后，M1立即停车。2-4分析图2-33所示电路中，哪种电路能实现电动机正常连续运行和停止？哪种电路不能？为什么？答：c)f)能a)不能。按下启动按钮SB1，由于此时线圈KM未得电，常开触点保持打开，线路无法通电，电动机无法运行。b)不能。按下启动SB1，线圈得电，KM1闭合，电动机可以正常持续运行；按下停止按钮SB，线圈仍可由保持闭合的常开触点KM1自锁供电，电动机无法停止。d)不能。电路本身存在问题，线圈辅助触点闭合意味着短路，无法得电，电动机无法持续运行。e)不能。按下启动SB1，线圈得电，此时常闭触点断开，按钮松开，线圈失电，电动机无法持续运行。2-5某台消火栓泵由笼型异步电动机拖动，采用Y/△减压起动。要求在现场和消防控制中心都能进行起、停控制，过载时发出声光报警信号，试设计主电路与控制电路。答：主电路与控制电路如图所示。SB1与SB3为现场和消防控制中心的停止控制按钮，SB2和SB4为现场和消防控制中心的启动控制按钮，L为声光报警信号。2-6试分析几种制动控制电路的优缺点。答：反接制动：优点是制动力强、制动迅速；缺点是冲击大，能耗高，易损坏设备。能耗制动：优点是制动平稳、能耗低、对电网冲击小；缺点是制动力较弱，需直流电源。电磁抱闸制动：优点是制动可靠，可准确定位；缺点是制动时间长，结构复杂。2-7电气控制电路常用的保护环节有哪些？各采用什么电器元件？答：①对连续运行的电动机进行过载及缺相保护，防止电动机过热而烧毁的保护电器。采用热继电器FR，利用电流的热效应原理来切断电路。②短路保护。采用熔断器FU。第三章电气控制系统的设计3-1如图3-14所示，A、B两个移动机构，分别由笼型异步电动机M1和M2拖动，均采用直接起动。要求按顺序完成下列动作：按下起动按钮后，A部件从位置1移动到位置2后停止；B部件自动从位置4移动到位置3停止；A部件从位置2回到位置1停止；B部件从位置3回到位置4停止；上述动作往复进行，要停车时，按下停止按钮。试设计满足上述要求的主电路和控制电路。答：元件配置：KM1控制部件A正转（从1→2），KM2控制A反转（从2→1），KM3控制部件B正转（从4→3），KM4控制B反转（从3→4），停止按钮SB1，启动按钮SB2，行程开关SQ1、SQ2、SQ3、SQ4。主电路如图：控制电路如图：3-2工厂大门控制电路的设计。该大门由电动机拖动，如图3-15所示，要求：长动时在大门开、关到位后能自动停止；能点动开、关门。答：元件配置：停止按钮SB1，开门长动按钮SB2，点动按钮SB3，关门长动按钮SB4，点动按钮SB5，线圈KM1控制电动机正转（开门），KM2控制反转（关门），行程开关SQ1、SQ2。控制电路如图：3-3如图3-16所示，小车在A、B间作往复运动，由M1拖动。小车在A点加入物料（由电磁阀YV控制），时间20s。小车装完料后从A点运动到B点，由电动机M2带动小车倾斜倒料，时间3s，然后M2断电，车斗复原。小车在M1的拖动下运动退回A点再装料，循环进行。要求设计主电路和控制电路。答：元件配置：电磁阀YV控制装料，线圈KM1控制小车正转（从A到B），KM3控制小车反转（从B到A），KM2控制小车倾斜倒料。主电路如图：控制电路如图：第四章空调与制冷系统的电气控制4-1良好的热环境指的是什么？答：良好的热环境是指由空气温度、湿度、气流速度和辐射热等因素综合作用形成的，能让人体感到舒适健康，同时有利于生产生活高效开展的热物理环境状态。4-2空调系统有哪几类？答：按工作原理，可分为压缩式空调系统和吸收式空调系统；按使用场景和规模，可分为家用空调和商用工业空调；按安装和送风方式，有分体式空调、一体式空调、集中式中央空调以及风管机等。4-3什么是敏感元件、执行调节机构和调节器？答：敏感元件是感知被控量（如温度、压力）并转换为信号的装置，是系统的“传感器”；执行调节机构是接收控制信号，对被控对象施加调节作用的部件（如阀门、电机），是系统的“执行者”；调节器是接收敏感元件信号，与目标值比较后生成控制指令的装置，是系统的“控制器”。4-4用什么方法可确定室内相对湿度？答：确定室内相对湿度最精确的方法是‌称量法（绝对测湿法），通过吸湿剂吸收空气中的水蒸气后称重，直接计算绝对湿度，误差仅来源于称量精度（可控制在±0.1%以内）。其他常用方法为=1\*GB3①干湿球温度法：通过干球和湿球的温度差计算湿度，操作简单但精度较低（误差±2%～±5%），受通风、温度梯度及气压影响较大。=2\*GB3②电学测湿法：如电容式或电阻式传感器，响应快但长期稳定性较差，精度一般在±1%～±3%，需依赖其他标准方法校准。=3\*GB3③简单观察法：通过观察窗户起雾、墙壁水珠凝结等现象粗略判断湿度，但数据不够准确。4-5电动阀、电磁阀的主要驱动器各是什么？答：电动阀的主要驱动器是电动机（如伺服电机、步进电机等），通过电机的旋转运动带动阀杆或阀芯动作，实现阀门的开启、关闭或开度调节，动作平稳且可精确控制开度；电磁阀的主要驱动器是电磁线圈，线圈通电后产生电磁力，吸引或推动阀芯（通常为铁芯）运动，从而控制阀门通断，动作迅速但多为开关式控制，部分可实现比例调节。4-6SY型调节器，当室温低于给定值时，通过哪个器件发出动作指令？答：在SY型温度调节系统中，当室温低于设定值时，‌控制器（PID调节器或温度调节仪）‌会发出动作指令，通过‌执行器（如电动调节阀、电磁阀或继电器）‌驱动加热设备工作，以恢复设定温度。具体流程如下：=1\*GB3①‌温度检测‌：温度传感器（如热敏电阻或金属热电阻）实时监测室温，并将检测到的信号转换为电信号传输至控制器。传感器类型包括NTC（负温度系数）热敏电阻或PTC（正温度系数）金属热电阻。=2\*GB3②信号比较与处理：控制器将传感器反馈的室温值与用户设定值进行比较。若室温低于设定值，控制器（如PID调节器）通过内置算法（如PID控制或模糊控制）计算出调节量，生成控制信号（如4–20mA电流信号或开关信号）。=3\*GB3③指令执行‌：电动/电磁调节阀‌：接收控制信号后，调节阀开度增大，增加热媒（如热水或蒸汽）流量，提升室温。=4\*GB3④继电器或接触器‌：在电加热系统中，控制器触发继电器闭合，接通加热器电源。4-7RS型调节器，当室温高于给定值时，继电器KE是否吸合？答：根据恒温控制系统的工作原理，当室温高于给定值时，RS型调节器中的继电器KE‌会吸合‌。具体逻辑分析如下：温度控制的核心机制‌：恒温调节器通过热敏电阻（如RT）感知环境温度，其阻值随温度变化而改变。当室温‌高于设定值‌时，热敏电阻阻值‌减小‌，导致控制电路总电阻降低；控制电路电流‌增大‌，达到继电器吸合阈值（例如0.04A）。继电器KE的动作逻辑‌继电器吸合条件：控制电路电流≥设定吸合电流（如0.04A）；室温高于给定值→热敏电阻阻值↓→控制电流↑→电流达吸合阈值→‌KE吸合‌。系统响应结果‌：继电器KE吸合后，通常会‌切断加热电路‌（如断开加热器电源），从而抑制温度继续上升，实现温度回调至设定范围。4-8P系列调节器的敏感元件为什么用三线接法？当室温超过给定值时，继电器KE1或KE2哪个吸合？答：P系列调节器的敏感元件通常为热电阻，采用三线接法是为了减小导线电阻带来的测量误差。通常情况下，若KE1用于控制加热设备，KE2用于控制制冷设备，当室温超过给定值时，调节器会控制制冷设备工作，此时继电器KE2可能吸合。4-9在恒温恒湿机组实例中：①应用的传感器是什么？②采用哪种调节器？③夏季运行投入哪些电气设备？相对湿度调节由哪种设备实现的？④冬季运行投入哪些电气设备？其相对湿度调节由哪种设备实现的？答：①通常应用温度传感器和湿度传感器；②常采用PID（比例-积分-微分）调节器；③夏季运行通常投入风机电动机、压缩机电动机、冷冻水水泵等电气设备，相对湿度调节由冷冻水水泵等设备配合实现；④冬季运行一般投入加热器、加湿器等设备，主要是依靠控制加湿器的启停来调节湿度。4-10在电子温控器的风机盘管空调实例中：①应用的敏感元件、调节器、执行调节机构各是哪种？②风量调节是通过什么器件控制的？③水量调节是怎样控制的？④如不改变季节转换开关位置，为什么会出现失调？答：①敏感元件通常为NTC热敏电阻，调节器多采用PID调节器，部分先进型号采用模糊PID控制，执行调节机构为电动两通阀；②风量调节一般通过改变风机转速来实现；③水量调节通常采用二通或三通电动调节阀来实现。由温控器控制电动阀，随室内冷热负荷的变化相应改变阀门的开度，以增加或减小进入盘管的冷热水量。若只安装二通电动阀，则根据室温是否达到设定温度值来控制水路的通断，实现对水量的控制；④季节转换开关用于切换空调的运行模式，以适应不同季节的需求。夏季通常需要制冷，系统会按制冷模式运行，此时冷水机组工作，向风机盘管提供低温冷水，电动阀控制冷水流量来调节制冷量。冬季则需要制热，一般是通过热水机组提供热水，风机盘管将热水的热量散发到室内。如果不改变季节转换开关位置，空调系统会按照原有的模式运行。例如在冬季仍处于制冷模式，冷水机组可能会继续运行，而不会启动热水机组，导致无法提供热量，室内温度无法升高，反之亦然，从而出现温度调节失调的情况。4-11机械式温控器控制的风机盘管空调实例中，如风机和盘管装在顶棚上，温控器开关装在门边，其垂直配线需要几根线？双盘管时，其垂直配线需要几根线？答：在机械式温控器控制的风机盘管空调中，风机和盘管装在顶棚上，温控器开关装在门边，配线数量需根据电动阀类型确定，一般为5到7根；当为双盘管（四管制系统）时，通常需要9根线。4-12集中式空调：①系统中应用的敏感元件、调节器、执行调节机构各是哪种？②冬季恒温调节什么？③夏季恒温调节什么？④冬季恒湿调节什么？⑤夏季恒湿调节什么？⑥冬季室温超过给定值时，哪个调节器中的什么元件动作，通过哪个执行调节机构调节的？⑦夏季室内相对湿度超过给定值时，哪个调节器中的什么元件动作，通过哪个执行调节机构调节的？⑧温度控制怎样实现夏转冬的？⑨湿度控制怎样实现夏季转冬季的？答：①温度敏感元件：常用热电阻（如Pt100）、热电偶或半导体温度传感器，湿度敏感元件：常用干湿球温度计（通过测量温差间接测湿度）、电容式湿度传感器（直接测湿度）；调节器：现代集中式空调多采用DDC（直接数字控制器）或PLC（可编程逻辑控制器），可通过编程实现温度、湿度的PID调节；传统系统可能使用电动或气动调节器（如比例调节器、比例积分调节器）；执行调节机构：温度调节：电动调节阀（控制冷水/热水盘管的水量）、电动风阀（控制新风/回风混合比）、加热器（如电加热器的功率调节部件），湿度调节：电动蒸汽阀（控制蒸汽加湿器的加湿量）、电动水阀（控制喷淋加湿器的水量）、冷水盘管电动阀（辅助除湿）、再热盘管电动阀（控制再热量以调节湿度）。②冬季恒温主要调节室内温度，核心是控制加热设备的出力：通过调节热水盘管的热水流量（电动调节阀开度）、电加热器的功率，或调整新风与回风的混合比（减少冷风渗入），确保室内温度维持在设定值。③夏季恒温主要调节室内温度，核心是控制制冷设备的出力：通过调节冷水盘管的冷水流量（电动调节阀开度）、制冷机组的制冷量，或调整新风与回风的混合比（减少热空气渗入），确保室内温度维持在设定值。④冬季空气干燥，恒湿主要调节室内湿度，核心是增加空气含湿量：通过调节蒸汽加湿器的蒸汽阀开度（控制加湿量）、喷淋加湿器的水量，或适当提高回风比例（利用室内循环空气的湿度），确保室内湿度维持在设定值。⑤夏季空气潮湿，恒湿主要调节室内湿度，核心是减少空气含湿量：通过调节冷水盘管的冷水流量（增加冷却去湿量，空气中的水汽凝结成水排出），或调节再热盘管的加热量（冷却去湿后再加热，降低相对湿度），同时可控制新风量（减少高湿新风进入），确保室内湿度维持在设定值。⑥当冬季室温超过给定值时，温度调节器（如DDC的温度控制模块）中的比较电路检测到偏差，触发调节动作。执行调节机构为热水盘管的电动调节阀：调节器输出信号使阀门关小，减少热水流量，降低加热量，从而降低室内温度至设定值。⑦当夏季室内相对湿度超过给定值时，湿度调节器（如DDC的湿度控制模块）中的比较电路检测到偏差，触发调节动作。执行调节机构为冷水盘管的电动调节阀：调节器输出信号使阀门开大，增加冷水流量，强化冷却去湿效果（空气中的水汽更多凝结排出），从而降低室内相对湿度至设定值。⑧温度控制的“夏转冬”通过季节转换开关（手动或自动）切换控制逻辑实现。⑨湿度控制的“夏转冬”同样通过季节转换开关切换控制逻辑实现。4-13制冷系统：①试述制冷装置4个主件的名称及制冷原理。②螺杆式制冷压缩机控制电路有哪几种保护？压缩机开机时，电动机应用了什么方法起动？其能量调节是用什么方式控制的？答：①制冷装置的4个核心部件为压缩机、冷凝器、膨胀阀（节流元件）、蒸发器，四者通过管道连接形成闭合循环，其制冷原理基于制冷剂的相变（汽化吸热、液化放热）过程。②过载保护、高压保护、低压保护、油温保护、油压差保护和断水保护（水冷式）；压缩机开机时的电动机起动方法：螺杆式制冷压缩机的电动机功率较大（通常数十至数百千瓦），为降低起动电流对电网的冲击，常用降压起动方法，如：星-三角（Y-Δ）起动、自耦变压器降压起动、软起动器起动；能量调节方式：螺杆式制冷压缩机的能量调节通过滑阀调节实现，压缩机内部设有可轴向移动的滑阀，通过控制滑阀位置改变工作容积（即参与压缩的制冷剂气体量）。当滑阀向排气端移动时，工作容积减小，制冷量降低；向吸气端移动时，工作容积增大，制冷量增加。调节过程由能量调节机构（如油活塞缸）驱动，通过电磁阀控制油压方向，实现制冷量从0%到100%的无级调节或分级调节（如25%、50%、75%、100%），以适应负荷变化。第五章水泵与锅炉设备的电气控制5-1试说明干簧水位控制器的工作原理。答：干簧水位控制器通过浮子随水位升降带动内部永久磁铁移动，当磁铁靠近对应水位的干簧管时，管内簧片受磁吸引闭合，远离时簧片弹开断开，以此通断信号控制相关设备，实现水位自动调节。5-2设计一个用电极式水位控制器控制的两台泵互为备用直接投入的控制电路。答：5-3设计一个用电极式水位控制器控制的两台泵互为备用，星-三角减压起动，备用泵直接投入的控制电路。答：5-4设计一个用电阻水位传示仪控制的两台泵互为备用直接投入的信号电路。答：5-5消火栓泵的起动信号一般来自哪里？答：消火栓泵的起动信号一般来自多个途径：一是消火栓箱内的手动报警按钮，按下后直接触发起动信号；二是消防控制室的手动控制盘，可人工操作起动；三是压力开关，当消火栓系统管网压力下降到设定值时，压力开关动作发出起动信号。这些信号共同保障消火栓泵在火灾时能及时启动供水。5-6消火栓泵的消防起动按钮串联与并联各有什么优点？答：消火栓泵的消防起动按钮串联时，优点是只要有一个按钮未动作（如未按下或故障），整个回路就不通，可避免误动作，提高启动可靠性；并联时，优点是任何一个按钮被按下都能触发起动信号，确保火灾时能快速启动水泵，反应更灵敏，满足紧急情况下的快速响应需求。5-7自动喷淋水泵的控制信号来自哪里？答：自动喷淋水泵的控制信号主要来自三个方面：一是喷淋系统管网中的压力开关，当喷头动作喷水导致管网压力下降至设定值时，压力开关动作发出信号；二是消防控制室的手动控制盘，可通过人工操作直接发送起动信号；三是水流指示器，当某区域喷头喷水使管道内水流流动时，水流指示器动作并反馈信号，通常与压力开关配合触发控制。这些信号共同确保喷淋水泵在火灾发生时及时启动，保障灭火供水。5-8防、排烟调节阀一般要求有哪几种驱动方式？答：防、排烟调节阀的驱动方式一般有三种：电动驱动，通过电机带动阀门动作，便于远程控制和联动；手动驱动，依靠人力操作（如手柄、拉链），确保断电或故障时能手动启闭；气动驱动，利用压缩空气推动执行机构，适用于有气源的特定场所。这些方式分别满足自动控制、应急操作和特殊环境的需求。5-9锅炉给水系统自动调节任务是什么？自动调节有哪几种类型？答：锅炉给水系统自动调节的核心任务是使给水量与锅炉的蒸发量保持平衡，维持汽包水位在规定范围内，同时确保给水压力稳定，以保障锅炉安全、经济运行。其自动调节主要有三种类型：一是单冲量调节，仅以汽包水位信号作为调节依据，结构简单但调节精度较低；二是双冲量调节，以汽包水位和蒸汽流量为信号，能克服蒸汽流量波动对水位的影响，适用于负荷变动较大的情况；三是三冲量调节，结合汽包水位、蒸汽流量和给水流量三个信号，综合考虑各因素影响，调节精度高，广泛应用于大容量、高参数锅炉。5-10蒸汽过热系统自动调节任务是什么？自动调节有哪几种类型？答：蒸汽过热系统自动调节的任务是维持过热蒸汽温度在规定允许范围内，保障用汽设备安全和机组效率。其自动调节类型主要有喷水减温调节（单级或多级）、烟气侧调节（如烟气挡板、摆动燃烧器等）及较少用的蒸汽侧调节（如蒸汽旁通），其中喷水减温调节应用最广泛，常与烟气侧调节配合使用。5-11锅炉燃烧过程自动调节的任务是什么？燃煤锅炉自动调节有哪几种类型？答：锅炉燃烧过程自动调节的任务是使燃料燃烧产热与负荷需求匹配，同时保证燃烧经济、炉膛负压稳定及运行安全。燃煤锅炉自动调节类型主要有燃料-空气比值调节、串级调节，以及按对象划分的蒸汽压力调节、过量空气系数调节、炉膛负压调节等，它们相互配合实现燃烧的安全经济稳定。5-12什么是水位的位式调节？什么是连续调节？答：水位的位式调节是设定水位上下限，水位达上限时停止供水，降至下限时启动供水，使水位在区间内波动，为断续调节；连续调节则根据水位实际值与设定值的偏差，持续调整调节机构动作幅度，使水位稳定在设定值附近，为连续平滑调节。5-13SHL型锅炉是怎样实现按顺序起动和停止的？答：SHL型锅炉的顺序起动需先完成启动前检查、水压试验和转动机械试运转，再启动布袋除尘器、准备操作站，最后按规定上水；顺序停止则根据停炉类型不同操作，临时故障停炉先关鼓风、微开引风并停炉排处理故障，暂时停炉需提前停供煤、减速炉排，燃尽后停鼓风，完全停炉在暂时停炉后待炉水冷却至70度以下放水、通风，紧急停炉需立即停鼓风、引风和给煤，快速清煤并冷却炉排。5-14SHL型锅炉的汽包水位信号是通过什么方法检测的？答：SHL型锅炉的汽包水位信号主要通过差压式水位计检测，利用汽包内水与蒸汽的密度差，将水位变化转换为差压信号，再经变送器转换为电信号传递给控制系统；同时常配备玻璃管水位计作为就地直观指示，部分还会用电极式水位计辅助监测，以确保水位检测的准确性和可靠性。第六章电梯的电气控制6-1曳引系统主要由哪几部分组成？曳引轮、导向轮各起什么作用？答：曳引系统主要由曳引机（包括电动机、制动器、减速箱等）、曳引钢丝绳、导向轮、反绳轮等部分组成。曳引轮是曳引系统中最重要的部件之一，它通过与曳引钢丝绳之间的摩擦力来传递动力，驱动轿厢和对重上下运行；导向轮的作用是调整曳引钢丝绳在曳引轮上的包角，同时改变钢丝绳的走向，使轿厢和对重能沿着各自的导轨正常运行。6-2门系统主要有哪几部分组成？门锁装置的主要作用是什么？答：门系统主要由轿厢门、层门、门机、门锁装置、门套及相关的控制系统等部分组成。门锁装置的主要作用是在电梯运行过程中，可靠地锁住层门和轿厢门，防止门意外打开，确保乘客和设备的安全；在电梯平层停站时，能准确地实现门的开启和关闭动作，并与电梯控制系统配合，保证电梯正常运行。6-3端站保护装置有哪三道防线？答：强迫减速开关：当电梯运行到端站且速度超过正常减速速度时，强迫减速开关动作，使电梯进入强迫减速状态，以避免电梯因速度过快而冲顶或蹲底。限位开关：当电梯越过正常平层位置，且强迫减速开关未能有效使电梯减速停止时，限位开关动作，切断电梯的运行方向控制电路，使电梯停止运行，但此时电梯仍可反向运行。极限开关：若电梯继续运行，超过了限位开关的动作位置，极限开关将动作，它通过切断电梯的总电源，使电梯立即停止运行，防止电梯发生严重的冲顶或蹲底事故。6-4有一台电梯的额定载重为1000kg，轿厢净重为1200kg，若取平衡系数为0.5，求对重装置的总重量P为多少？答：P=G+KQ=1200+0.5×1000=1700kg6-5试画出单绕组双速电动机两种速度时的绕组接法。为什么要注意相序的配合？答：图如下：绕组接法注意相序配合，因为如果相序不正确，电动机在改变速度时可能会出现反转现象，这不仅会影响电梯的正常运行，还可能引发安全事故，所以在进行绕组连接时，必须保证高速和低速时的相序正确，使电动机始终朝一个方向旋转。6-6自动扶梯起动和运行过程中，需要采用哪些控制策略以实现平稳安全和节能？答：变频调速控制：在起动阶段，通过变频器使电动机以较低的加速度逐渐加速，实现平稳起动，减少对机械部件的冲击；在运行过程中，根据客流量的大小自动调整运行速度，当无人乘坐时，自动扶梯以较低的速度（如检修速度或节能速度）运行，以降低能耗；当检测到有乘客进入时，快速加速到正常运行速度。软起动控制：利用软起动器控制电动机的起动电流，避免传统直接起动时过大的电流冲击，延长电动机和其他电气设备的使用寿命，同时也能使自动扶梯的起动更加平稳。速度反馈控制：通过速度传感器实时监测自动扶梯的运行速度，并将速度信号反馈给控制系统，控制系统根据反馈信号及时调整电动机的转速，保证自动扶梯运行速度的稳定。6-7自动扶梯在工作过程有哪些安全装置？这些安全装置在工作过程中，按照何种逻辑进行连接？答：围裙板保护装置：当异物进入围裙板与梯级之间的间隙时，围裙板保护装置会动作，使自动扶梯停止运行，防止乘客脚部被夹伤。梳齿板保护装置：当有异物卡在梳齿板与梯级或踏板之间，或者梯级、踏板发生断裂等情况时，梳齿板保护装置会触发，使自动扶梯立即停止运行，避免发生更严重的事故。急停按钮：在紧急情况下，乘客或工作人员可以按下急停按钮，使自动扶梯迅速停止运行，保障人员安全。扶手带入口保护装置：防止异物进入扶手带入口处，避免对扶手带造成损坏或对人员造成伤害。梯级链断链保护装置：当梯级链发生断裂等故障时，该装置会动作，使自动扶梯停止运行，防止梯级塌陷。这些安全装置在工作过程中，通常按照串联的逻辑进行连接，形成一个安全回路。只有当所有安全装置都处于正常状态时，安全回路才接通，自动扶梯才能正常运行；一旦其中任何一个安全装置动作，安全回路就会被切断，自动扶梯立即停止运行，从而保障人员和设备的安全。第二篇可编程序控制器及其应用第七章可编程序控制器的基础知识7-1PLC有哪些主要特点？答：可靠性高：采用了硬件和软件的多重抗干扰措施，如屏蔽、滤波、故障诊断等，平均无故障时间长，能适应恶劣工业环境。编程简单：常用梯形图编程，与电气原理图相似，电气技术人员容易掌握。灵活性好：通过修改程序就能适应不同控制任务，无需大量硬件改动。功能强大：具备逻辑运算、定时、计数、数据处理、通信联网等功能，可实现复杂控制。体积小、功耗低：结构紧凑，占用空间小，能耗低，节省安装和运行成本。7-2PLC有哪几部分组成？各部分起什么作用？答：中央处理单元（CPU）：是核心部件，执行系统程序，对用户程序进行编译、运算和处理，协调各部分工作。存储器：分为系统程序存储器和用户程序及数据存储器。前者存储系统管理和监控程序；后者存储用户编写的控制程序及运行中的数据。输入/输出（I/O）接口：连接PLC与外部设备。输入接口采集外部信号并转换为CPU能接受的电信号；输出接口将CPU运算结果转换为外部设备能接受的信号，驱动执行元件。电源：为PLC内部电路提供稳定电源，有的还具备隔离和滤波功能。编程设备：用于编写、调试、监控用户程序，如编程器、计算机等。7-3PLC的等效电路由哪几部分组成？试与继电器控制系统进行比较。答：输入部分：与外部输入设备连接，将输入信号转换为PLC内部的电信号，类似于继电器控制系统的输入继电器。内部控制电路：由用户程序形成的逻辑关系，用软件编程实现各种控制功能，相当于继电器控制系统的控制电路。输出部分：与外部输出设备连接，将PLC运算结果转换为驱动外部设备的信号，类似继电器控制系统的输出继电器。与继电器控制系统相比：控制方式：PLC用程序控制，修改灵活；继电器靠硬件接线，改动困难。工作方式：PLC采用循环扫描；继电器是并行工作。可靠性和维护性：PLC可靠性高，故障诊断和维护方便；继电器触点易磨损，故障查找和排除麻烦。控制速度：PLC速度快，无触点动作；继电器靠机械触点动作，速度慢。7-4简述PLC的基本工作过程。答：输入采样阶段：PLC扫描所有输入端口，读取输入信号状态并存入输入映像寄存器。程序执行阶段：按梯形图顺序从左到右、从上到下扫描执行用户程序，根据输入映像寄存器和其他元件状态进行逻辑运算，结果存入输出映像寄存器等。输出刷新阶段：程序执行完后，将输出映像寄存器中的状态传送到输出锁存器，驱动外部设备。7-5什么是PLC的基本控制单元？它与I/O的扩展单元有何区别和联系？答：PLC的基本控制单元是PLC的核心部分，通常包含中央处理单元（CPU）、存储器、基本输入/输出（I/O）接口、电源等，可独立完成基本控制任务。区别：功能：基本控制单元能独立工作，执行控制程序；I/O扩展单元无CPU等核心部件，不能独立工作，用于增加I/O点数。结构：基本控制单元结构完整；I/O扩展单元相对简单，依赖基本单元供电和通信。联系：I/O扩展单元通过接口与基本控制单元相连，由基本控制单元统一管理和控制，协同完成复杂控制任务。7-6开关量输入模块的基本功能是什么？它有哪几种类型？请分别说明其电路原理。答：开关量输入模块的基本功能是采集外部设备的开关量信号，并将其转换为PLC内部可处理的电信号。直流输入模块：采用光电耦合器隔离外部电路和PLC内部电路。外部直流电源为输入回路供电，当外部开关闭合，电流经限流电阻、光电二极管等使光电三极管导通，输出信号给PLC内部电路。交流输入模块：同样用光电耦合隔离。输入回路采用交流电源，通过整流桥将交流转换为直流，后续与直流输入模块类似，光电耦合器工作使内部电路得到输入信号。7-7开关量输出模块的基本功能是什么？它有哪几种类型？分别可用在什么样场合？答：开关量输出模块的基本功能是将PLC内部的输出信号转换为能驱动外部设备的信号。继电器输出模块：用继电器作开关元件，可驱动交流或直流负载，负载能力较强，但动作频率低，响应速度慢，适用于对动作速度要求不高、负载电压电流范围广的场合。晶体管输出模块：采用晶体管作开关元件，响应速度快，动作频率高，只能驱动直流负载，负载能力较小，适用于高频动作、直流小负载的场合。晶闸管输出模块：用双向晶闸管作开关元件，用于驱动交流负载，响应速度较快，适用于交流大功率、动作频率较高的场合7-8I/O模块的外部接线形式有哪几种？各有什么特点？答：汇点式：所有输入点或输出点共用一个公共端（COM端），优点是接线简单、成本低；缺点是各输入点或输出点之间电气干扰较大，适用于输入/输出信号电压类型相同、干扰小的场合。分组式：将输入点或输出点分成若干组，每组有独立公共端，组内共用，组间隔离，抗干扰能力比汇点式强，适用于输入/输出信号类型较多、电压等级不同的场合。隔离式：每个输入点或输出点都有独立的隔离电路和公共端，相互之间完全隔离，抗干扰能力最强，但成本较高，适用于对可靠性和抗干扰要求极高的场合。7-9PLC还有哪些常用的其他功能（除开关量I/O模块以外）的I/O模块？试分别说明它们的主要作用。答：PLC除开关量I/O模块外，常用的其他功能I/O模块包括模拟量输入模块，可将温度、压力等连续模拟信号转为数字信号实现参数采集；模拟量输出模块，能将数字信号转为模拟信号控制调节阀等执行机构；高速计数模块用于接收高频脉冲信号实现转速等精确测量；位置控制模块专门控制步进或伺服电机实现定位；通信模块支持多种协议实现设备间信息交互；温度输入模块直接接收温度传感器信号进行精确检测；PID控制模块集成算法实现过程参数闭环控制；电源模块则为系统提供稳定电源并具备保护功能。7-10PLC的编程器有哪些类型？各有什么特点？答：PLC编程器主要有手持编程器、图形编程器和基于PC的编程系统三类。手持编程器体积小、便携，适合现场简单操作，功能单一、价格低；图形编程器有大屏和键盘，支持多种语言可视化编辑，效率较高，适中等复杂编程；基于PC的系统通过专用软件，依托计算机强大功能，支持复杂编程、仿真等，灵活性强，适合大型系统。7-11什么叫扫描周期？简述PLC巡回扫描的工作原理。答：扫描周期指PLC完成一次完整扫描（输入采样、程序执行、输出刷新）所需时间。工作原理：PLC按“输入采样→程序执行→输出刷新”顺序循环扫描，先读入输入信号存入映像寄存器，再依序执行用户程序并运算结果存入输出映像寄存器，最后刷新至输出端子，周而复始。7-12什么叫PLC的I/O映像区？它在PLC的工作中起何作用？答：PLC的I/O映像区是内存中暂存输入状态和输出指令的区域。其作用是隔离物理I/O与程序执行，输入映像区避免扫描中输入信号变化影响程序稳定性，输出映像区统一刷新输出端子，减少误动作，提升抗干扰能力和控制准确性。7-13简述PLC在执行用户程序时的基本过程。答：PLC执行用户程序时，先通过输入采样将物理输入信号读入输入映像寄存器，确保本次扫描周期内程序执行时输入状态固定；然后按从上到下、从左到右的顺序逐行扫描用户程序，依据输入映像区和其他内部寄存器的数据进行逻辑运算，将结果存入输出映像寄存器；最后在输出刷新阶段，将输出映像区的状态集中更新到物理输出端子，驱动外部设备。整个过程循环进行，形成周期性的扫描执行机制，确保程序逻辑的稳定运行和对外部信号的及时响应。7-14什么是PLC的输入输出滞后响应现象？试举例说明PLC工作时所出现的这种滞后响应现象。答：PLC的输入输出滞后响应，指输入信号变化到输出做出相应变化有时间延迟，因循环扫描机制导致。例如：按下启动按钮后，若恰逢输入采样刚结束，需等下周期采样才读取信号，经程序运算后，又要到输出刷新阶段才驱动设备，产生滞后。7-15PLC常用的编程语言主要有哪几种？简述各编程语言的特点。答：PLC常用编程语言有梯形图（LD）、指令表（IL）、功能块图（FBD）、结构化文本（ST）和顺序功能图（SFC）。梯形图用类似继电器电路的图形符号，直观易懂，适合电气工程师；指令表是助记符形式的文本语言，语法简洁但可读性差；功能块图以模块连接表示逻辑，适合复杂运算；结构化文本类似高级语言，支持复杂算法；顺序功能图按工艺步骤分解程序，适用于步进控制，这些语言可混合使用以提升编程灵活性。7-16梯形图与继电器控制原理有哪些异同？用梯形图编程有哪些主要原则？答：梯形图与继电器控制原理均采用触点、线圈符号表示逻辑关系且基本逻辑运算类似，但继电器控制依赖硬件触点机械动作，存在延迟且易磨损，而梯形图是PLC内部软逻辑，响应快、可靠性高、易修改扩展。梯形图编程需遵循触点优先画在水平线上、线圈靠右放置、按从左到右从上到下顺序执行、避免双线圈输出、简化电路并利用PLC特殊功能（如定时器）等原则，以提升可读性与效率。第八章OMRONCPM1A小型可编程序控制器8-1试写出图8-69 答：LD00002OR01001ANDNOTTIM000OUT01001LD01000OR01000ANDNOTTIM000OUT01000LD01000ANDNOT00001TIM000#0020LD01000OR20000ANDNOTTIM001OUT20000LD20000ANDNOTTIM001OUT20000TIM001#0020LD25313OUT010028-2梯形图如图8-70所示，试分别用TR指令和IL-ILC指令写出其指令LD00002OUTTR0AND00003OUTTR1AND00004OUT01000OR01001LDTR1AND00005OUT01001LDTR0AND00006OUT010028-3指令语言程序见表8-18答：8-4梯形图如图8-71所示，试画出其时序图并说明输入0000201000的关系。指出图中常开触点25315答：输出与输入的关系是滞后25秒，25315起到CNT002复位的作用。8-5如图8-72所示为计数控制梯形图。设输入00001为脉冲信号，问当输入多少个脉冲时，输出01000将由“OFF”变为“ON”？当输入12X90个脉冲时，01000输出将由OFF变为ON。工作过程：1.CNT046设置为12次计数；2.每输入一个00001脉冲，CNT046计数值加1；3.当达到12次时，CNT046触点闭合；4.此时若00002为OFF(不复位)，CNT047计数值加1，作为级联计数器计数，如达到12X90个脉冲时，则01000输出为ON；5.此时若00002为ON(不复位)，CNT047复位，停止计数，则01000输出保持原状态。8-6试设计能满足图8-73第九章三菱FX₂N系列可编程序控制器9-1画出以下指令的梯形图。0LDX41ANIT552OUTT553K604LDIX45ORC626RSTC627LDT558OUTC629K6010LDIX411RSTC6312LDC6213ANDT5514OUTC6315K2016LDIX417RSTC6418LDC6319OUTC6420K421LDC6422OUTY3223END答：9-2根据图9-63所示的梯形图写出指令程序。答：0LDX11PLSM1002LDC603ORX04ANDM1005RSTC606LDM1007LDC468OUTC609K99910LDX011RSTC6112RST13LDIC6014OUTC6115K32116LDM10017OUTC4618K65419LDC6120OUTY3021END9-3图9-64中有错漏之处，试在原图基础上改正，并画出改正后的梯形图。答：9-4设计一个每隔12s产生一个脉冲的定时脉冲电路。答：9-5写出图9-65所示梯形图的指令程序，并绘出Y030与X000关系的时序图。本电路能否实现单按钮控制起动停止的功能？答：0LDX01PLCM1003LDM1004ANDM2065OUTM1016LDM1007SETM2068LDM1019RSTM20610LDM20611OUTY3012END能实现单按钮启停。9-6用STL指令设计出图9-66对应的梯形图。答：9-7用STL指令设计出图9-67对应的梯形图。答：9-8一水箱如图9-68所示，用两个液位开关（SQ1，SQ2）测量水位，当水位低于SQ1时，进水阀YV自动打开进水；当水位达到SQ2时，进水阀YV自动关闭。画出PLC梯形图。答：9-9有4台电动机M1-M4，控制要求为：按M1-M4的顺序起动，即前级电动机不起动，后级电动机不能起动。前级电动机停止时，后级电动机也停止，如M2停止时，M3-M4也停止。试设计其梯形图并写出相应的指令程序。答案：图中X01、X02、X03、X04为4台电动机启动按钮，X11、X12、X13、X14为4台电动机停止按钮。9-10设计一个彩灯自动循环控制电路，要求用输出继电器Y30-Y37分别控制第1盏灯至第8盏灯，按第1盏灯至第8盏灯的顺序闪亮，后一盏灯闪亮后前一盏灯熄灭，间隔时间1s反复循环下去，只有断开电源开关后彩灯才熄灭。试绘出其梯形图并写出相应的指令程序。答：0LDX0010OUTY3020OUTY3230LDT440LDT61ORM011LDT021LDT231OUTT541OUTT72OUTM012OUTT122OUTT332K1042K103LDM013K1023K1033ANIT543ANIT74MPS14ANIT124ANIT334OUTY3544OUTY375ANIT715OUTY3125OUTY3335LDT545END6OUTT016LDT126LDT336OUTT67k1017OUTT227OUTT437K108MPP18K1028ANIT438ANIT69ANDT019ANIT229OUTK3439OUTY369-11设Y30、Y31、Y32分别控制红、绿、黄三灯。现要求当按下按钮X1后，各灯按图9-69的规律变化。答：9-12如图9-70所示的传送带输送工件，数量为30个。连接X0端子的光电传感器对工件进行计数。当计件数量小于20时，指示灯常亮；当计件数量等于或大于20以上时，指示灯闪烁；当计件数量为30时，10s后传送带停机，同时指示灯熄灭。试用区间比较指令ZCP设计PLC程序。答：第十章SIEMENSS7-200可编程序控制器10-1写出图10-49所示梯形图的语句表程序。答：LDI0.0OM1.3LPSAN I0.1AT34=Q0.2LRDAI0.2=M2.3LPPANI0.4OC24=Q2.610-2写出图10-50所示梯形图的语句表程序。答：//1.处理上部并联块：((I0.0∧¬Q3.2)∨I0.3)∧I0.2LI0.0//装载I0.0常开ANQ3.2//串联Q3.2常闭：I0.0∧¬Q3.2SAVE//保存到辅助栈LI0.3//装载I0.3常开ALD//块并联：(I0.0∧¬Q3.2)∨I0.3AI0.2//串联I0.2常开：((I0.0∧¬Q3.2)∨I0.3)∧I0.2→块1结果//2.处理下部并联块：¬T34∧M2.5LT34//装载T34常开AN//取反：¬T34AM2.5//串联M2.5常开：¬T34∧M2.5→块2结果//3.块1与块2并联：((I0.0∧¬Q3.2)∨I0.3)∧I0.2∨¬T34∧M2.5OLD//块并联：块1∨块2SAVE//保存中间结果：块1∨块2（关键修正！）//4.取反：¬[块1∨块2]→Q0.0NOT//栈顶：¬[块1∨块2]=IQ0.0//立即输出到Q0.0//5.计算Q0.5：¬Q0.0∧C5（即[块1∨块2]∧C5）LC5//装载C5常开A//串联保存的值：[块1∨块2]∧C5SQ0.54//置位Q0.5~Q1.0//6.处理M2.4复位逻辑：([块1∨块2]∧C5∧M3.1)∨(¬I2.0∨M1.2)//6.1保存当前栈顶：[块1∨块2]∧C5SAVE//保存[块1∨块2]∧C5//6.2处理右侧并联块：¬I2.0∨M1.2LI2.0//装载I2.0常开AN//取反：¬I2.0SAVE//保存到辅助栈LM1.2//装载M1.2常开ALD//块并联：¬I2.0∨M1.2//6.3合并左右支路：[[块1∨块2]∧C5∧M3.1]∨[¬I2.0∨M1.2]LM3.1//装载M3.1常开A//串联：[块1∨块2]∧C5∧M3.1OLD//块并联：[[块1∨块2]∧C5∧M3.1]∨[¬I2.0∨M1.2]//7.驱动M2.4复位RM2.44//复位M2.4~M2.710-3画出图10-51a中语句表程序对应的梯形图。答：10-4画出图10-51b中语句表程序对应的梯形图。答10-5画出图10-51c中语句表程序对应的梯形图。答：10-6有3台电动机，要求起动时，每隔10min依次起动1台，每台运行8h后自动停机。在运行中可用停止按钮将3台电动机同时停机。试设计梯形图程序。//变量定义//I0.0-启动按钮//I0.1-停止按钮//Q0.0-电动机1输出//Q0.1-电动机2输出//Q0.2-电动机3输出//T0-10分钟定时器（电动机2启动延时）//T1-10分钟定时器（电动机3启动延时）//T2-8小时定时器（电动机1运行时间）//T3-8小时定时器（电动机2运行时间）//T4-8小时定时器（电动机3运行时间）//M0.0-系统启动标志//M0.1-电动机1运行标志//M0.2-电动机2运行标志//M0.3-电动机3运行标志//网络1：系统启动逻辑LDI0.0//启动按钮OM0.0//自保ANI0.1//停止按钮=M0.0//系统启动标志//网络2：电动机1控制LDM0.0//系统启动ANT2//未达到8小时=M0.1//电动机1运行标志=Q0.0//电动机1输出TONT2,#28800//8小时定时器（时基100ms，8h=28800*100ms）//网络3：电动机2控制（延时10分钟启动）LDM0.1//电动机1运行TONT0,#6000//10分钟定时器（时基100ms，10min=6000*100ms）LDT0//10分钟时间到ANT3//未达到8小时=M0.2//电动机2运行标志=Q0.1//电动机2输出TONT3,#28800//8小时定时器//网络4：电动机3控制（延时20分钟启动）LDM0.2//电动机2运行TONT1,#6000//10分钟定时器LDT1//10分钟时间到（总延时20分钟）ANT4//未达到8小时=M0.3//电动机3运行标志=Q0.2//电动机3输出TONT4,#28800//8小时定时器//网络5：停止控制LDI0.1//停止按钮SM10.0,1//置位复位标志LDM10.0//复位标志RQ0.0,3//同时复位3台电动机输出RM0.0,4//复位系统和运行标志RT0,5//复位所有定时器RM10.0,1//复位标志位10-7设计一个智力竞赛抢答控制装置。（1）当出题人说出问题且按下按钮SB1后，在10s之内，4个参赛者中只有最早按下抢答按钮的人抢答有效。（2）每个抢答桌上安装1个抢答按钮，1个指示灯。抢答有效时，指示灯快速闪亮3s，赛场中的音响装置响2s。//变量定义//I0.0-出题人开始按钮(SB1)//I0.1-参赛者1按钮//I0.2-参赛者2按钮//I0.3-参赛者3按钮//I0.4-参赛者4按钮//Q0.0-参赛者1指示灯//Q0.1-参赛者2指示灯//Q0.2-参赛者3指示灯//Q0.3-参赛者4指示灯//Q0.4-音响装置//M0.0-抢答允许标志//M0.1-抢答成功标志//M0.2-音响启动标志//M1.0-计时器1(10秒抢答时间)//M1.1-计时器2(3秒指示灯闪烁)//M1.2-计时器3(2秒音响时间)//M2.0-闪烁控制标志//M2.1-闪烁频率控制//网络1：出题人控制LDI0.0//出题人开始按钮SM0.0,1//置位抢答允许标志TONM1.0,#100//10秒抢答计时器(时基100ms)//网络2：抢答逻辑-参赛者1LDI0.1//参赛者1按钮AM0.0//抢答允许ANM0.1//无人抢答SQ0.0,1//置位参赛者1指示灯SM0.1,1//置位抢答成功标志RM0.0,1//复位抢答允许标志RM1.0,1//停止10秒计时器SM1.1,1//启动3秒指示灯计时器SM0.2,1//启动音响标志//网络3：抢答逻辑-参赛者2LDI0.2//参赛者2按钮AM0.0//抢答允许ANM0.1//无人抢答SQ0.1,1//置位参赛者2指示灯SM0.1,1//置位抢答成功标志RM0.0,1//复位抢答允许标志RM1.0,1//停止10秒计时器SM1.1,1//启动3秒指示灯计时器SM0.2,1//启动音响标志//网络4：抢答逻辑-参赛者3LDI0.3//参赛者3按钮AM0.0//抢答允许ANM0.1//无人抢答SQ0.2,1//置位参赛者3指示灯SM0.1,1//置位抢答成功标志RM0.0,1//复位抢答允许标志RM1.0,1//停止10秒计时器SM1.1,1//启动3秒指示灯计时器SM0.2,1//启动音响标志//网络5：抢答逻辑-参赛者4LDI0.4//参赛者4按钮AM0.0//抢答允许ANM0.1//无人抢答SQ0.3,1//置位参赛者4指示灯SM0.1,1//置位抢答成功标志RM0.0,1//复位抢答允许标志RM1.0,1//停止10秒计时器SM1.1,1//启动3秒指示灯计时器SM0.2,1//启动音响标志//网络6：指示灯闪烁控制LDM1.1//3秒指示灯计时器运行中TONM2.1,#5//0.5秒计时器(时基100ms)LDM2.1//0.5秒时间到XORM2.0,1//切换闪烁标志状态RM2.1,1//复位0.5秒计时器//网络7：指示灯输出控制LDQ0.0//参赛者1指示灯置位AM1.1//3秒计时器运行中AM2.0//闪烁标志=Q0.0//闪烁输出LDQ0.1//参赛者2指示灯置位AM1.1//3秒计时器运行中AM2.0//闪烁标志=Q0.1//闪烁输出LDQ0.2//参赛者3指示灯置位AM1.1//3秒计时器运行中AM2.0//闪烁标志=Q0.2//闪烁输出LDQ0.3//参赛者4指示灯置位AM1.1//3秒计时器运行中AM2.0//闪烁标志=Q0.3//闪烁输出//网络8：音响控制LDM0.2//音响启动标志TONM1.2,#20//2秒音响计时器(时基100ms)LDM1.2//2秒时间到RQ0.4,1//关闭音响RM0.2,1//复位音响启动标志//网络9：计时器结束处理LDM1.1//3秒指示灯计时器AM1.2//2秒音响计时器AM1.0//10秒抢答计时器=M3.0//所有计时器完成标志LDM3.0//所有计时器完成RQ0.0,4//关闭所有指示灯RM0.1,1//复位抢答成功标志RM1.1,1//复位3秒计时器RM3.0,1//复位完成标志第十一章可编程序控制器系统设计及辅助设备应用11-1主要应从哪几个方面选择PLC？答：1、I/O点数需求：统计系统所需的数字量输入/输出（DI/DO）、模拟量输入/输出（AI/AO）点数，预留10%-15%的余量以应对未来扩展。2、性能指标：扫描速度：需满足系统实时性要求，例如高速计数、运动控制场景对扫描周期敏感。内存容量：取决于程序复杂度和数据存储需求（如历史数据记录）。3、指令系统与编程软件：支持的编程语言（如梯形图、STL、FBD）是否符合工程师习惯。编程软件是否友好，是否支持远程维护、在线调试等功能。4、扩展能力：是否支持扩展模块（如通信模块、特殊功能模块）。总线类型是否与现有设备兼容。5、环境适应性：工作温度、湿度、抗干扰能力是否满足工业现场需求。防护等级（如IP20、IP65）是否适配安装场景。6、品牌与成本：主流品牌（西门子、三菱、施耐德、欧姆龙）的技术支持和生态更完善，但需评估成本效益。11-2什么叫“离线编程”和“在线编程”？各适用于什么场合？答：离线编程定义：在计算机上编写、调试PLC程序，不直接连接PLC。程序完成后再下载到PLC中运行。适用场景：新系统开发阶段，无需实时硬件交互；对现有程序进行大规模修改或重构。在线编程定义：通过编程软件直接连接运行中的PLC，实时修改程序或监控变量。适用场景：生产现场的紧急故障修复；微调已运行程序的参数（如定时器时间、PID参数）；实时监控设备状态和数据。11-3编写PLC控制程序的基本原则是什么？答：1、逻辑清晰，结构化设计功能分块（如