电气控制与PLC应用技术-西门子S7-200 SMART PLC第三版黄永红习题答案

1.电磁式电器主要由哪几部分组成?各部分的作用是什么?答：电磁式电器主要电磁机构和触点系统组成，其次还有灭弧系统和其他缓冲机构。电磁机构由电磁线圈、铁心和衔铁三部分组成。电磁线圈的作用是将电能转换为磁能，即产生磁通，衔铁在电磁吸力作用下产生机械位移使铁心与之吸合。触点是一切有触点电器的执行部件，它在衔铁的带动下起接通和分断电路的作用。2.何谓电磁式电器的吸力特性和反力特性?吸力特性与反力特性应如何配合?答：吸力特性是指电磁吸力Fat随衔铁与铁心间气隙δ变化的关系曲线，不同的电磁机构，有不同的吸力特性。反力特性是指反作用力Fr与气隙δ的关系曲线。为了使电磁机构正常工作，保证衔铁能牢牢吸合，其吸力特性与反力特性必须配合得当。在衔铁整个吸合过程中，其吸力都必须大于反力，即吸力特性必须始终位于反力特性上方，但不能过大或过小。吸力过大时，动、静触点接触及衔铁与铁心接触时的冲击力很大，会使触点和衔铁发生弹跳，从而导致触点熔焊或烧毁，影响电磁机构的机械寿命；吸力过小时，又不能保证可靠吸合，难以满足高频率操作的要求。在衔铁释放时，反力必须大于吸力(此时的吸力是由剩磁产生的),即吸力特性必须位于反力特性下方。3.如何区分直流电磁机构和交流电磁机构?如何区分电压线圈和电流线圈?答：直流电磁机构其铁心与衔铁由软钢或工程纯铁制成，线圈为高而薄的瘦高形，不设线圈骨架；交流电磁机构其铁心由硅钢片叠铆而成，线圈为短而厚的矮胖形，设有线圈骨架。电流线圈串联在电路中，线圈导线粗且匝数少；电压线圈并联在电路中，线圈导线细且匝数4.单相交流电磁机构中的短路环的作用是什么?三相交流电磁机构是否也要装短路环?为什么?答：单相交流电磁机构中短路环的作用是消除振动和噪声，三相交流电磁机构不需要加短路环，因为三相磁通不会同时过零，产生的合成电磁吸力始终大于反力。5.交流电磁线圈通电后，衔铁长时间卡住不能吸合，会产生什么后果?答：交流电磁线圈通电后，如果衔铁长时间卡住不能吸合，铁心和衔铁之间的空隙大，电抗小，通过线圈的激磁电流很大，往往大于工作电流的十几倍，因而引起线圈产生过热现象，严重时会将线圈烧毁。6.低压电器中常用的灭弧方式有哪些?各适用于哪些场合?答：(1)电动力灭弧，通常用于交流接触器中；(2)栅片灭弧，通常用于交流低压电器中；(3)灭弧罩，可用于交直流灭弧；(4)窄缝灭弧，多用于大容量接触器；(5)磁吹灭弧，广泛应用于直流接触器中。7.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：接触器是一种用于频繁地接通或断开交直流主电路及大容量控制电路的自动切换电器。在功能上，接触器除能实现自动切换外，还具有手动开关所不能实现的远距离操作功能和失电压(或欠电压)保护功能。接触器按流过主触点电流性质的不同，可分为交流接触器和直流接触器。交流接触器采用直动式结构，触头灭弧系统位于上部、电磁系统位于下部，触头为双断点、由银合金制成。直流接触器结构和工作原理与交流接触器基本相同。所不同的是，除了触点电流和线圈电压为直流外，其电磁机构多采用绕棱角转动的拍合式结构，其主触点大都采用线接触的指形触点，辅助触点则采用点接触的桥式触点。铁心用整块铸铁或铸钢制成，通常将线圈绕制成长而薄的圆筒状。由于铁心中磁通恒定，因此铁心端面上不需装设短路环。直流接触器常采用磁吹式灭弧装置。8.接触器和中间继电器有什么异同?选用接触器时应注意哪些问题?答：中间继电器与交流接触器的结构与工作原理基本相同，主要区别在于：接触器的主触头可以通过大电流，必须加灭弧装置，而中间继电器的触头只能通过小电流，不需要灭弧装置。选用接触器时应注意：(1)根据电路中负载电流的种类选择接触器的使用类别；(2)接触器的额定电压应大于或等于负载回路的额定电压；(3)额定电流应大于或等于被控主回路的额定电流；(4)电磁线圈的额定电压应与所接控制电路的额定电压等级一致。9.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：交流接触器在衔铁吸合前的瞬间，磁场开路，感抗较小，电流较大，当衔铁闭合后，感抗增大，电流减小，由此形成了冲击性电流。直流接触器工作电流主要取决于其内部电阻，因此不会产生冲击电流。10.交流电磁线圈误接入直流电源，直流线圈误接入交流电源，会发生什么问题?为什么?答：交流电磁线圈误接入对应直流电源，时间长了有可能将线圈烧掉，因为交流线圈的电感一般很大，其电阻阻值较小，所以当通直流电源后，电流会很大；直流电磁线圈误接入对应交流电源，因为直流电磁线圈的阻值大，再加上交流阻抗，所以阻抗较大，线圈不会烧毁，但其铁心容易过热。由于没有短路环会使电磁机构产生振动和噪声。11.继电器的作用是什么?何为返回系数和继电特性?时间继电器和中间继电器在电路中各起什么作用?答：继电器是一种根据某种输入信号的变化来接通或断开控制电路，实现自动控制和保护的电器。其输入量可以是电压、电流等电气量，也可以是温度、时间、速度、压力等非电气量。继电器的释放值与吸合值之比称为继电器的返回系数。继电器的继电特性是指继电器的动作明确、干脆，要不吸合，要不释放，不会停留在似是而非的中间阶段。时间继电器常用于按时间原则进行控制的场合。中间继电器实质是一种电压继电器。它的特点是触点数量较多，触点容量较大(额定电流为5~10A),且动作灵敏。其主要用途是：当其他继电器的触点数量或触点容量不够时，可借助中间继电器来扩大触点数量或触点容量，起到中间转换的作用。中间继电器也有交流、直流之分，可分别用于交流控制电路和直流控制电路。12.对于星形联结的三相异步电动机能否用一般三相结构热继电器作断相保护?为什么?对于三角形联结的三相异步电动机为什么必须采用三相带断相保护的热继电器?答：对于星形联结的三相异步电动机可以采用一般三相结构热继电器作断相保护。因为热继电器内部有双金属片，当电机电源缺相时，电机的电流会增加。电流增加使金属片受热到一定程度，根据热膨胀系数的不同金属片会分开，从而断开热继电器的辅助触头，被控制电流很小，输入一个很小的信号，就可以实现输出通、断控制。固态继电器具有工作可靠、寿命长、能与逻辑电路兼容、抗干扰能力强、开关速度快和2)输出端要采用RC浪涌吸收电路或非线性压敏电阻吸收瞬变电压。3)过电流保护应采用专门保护半导体器件的熔断器或动作时间小于10ms的低压断路器。4)固态继电器对温度的敏感性很强，工作温度超过标称值后，必须降温或外加散热器。14.什么是主令电器?常用的主令电器有哪些?控制按钮和行程开关有何异同?答：主令电器是自动控制系统中用于发出指令或信号的电器。常用的主令电器有控制按钮、15.熔断器有哪些用途?一般应如何选用?在电路中应如何连接?16.既然在电动机主电路中装有熔断器，为什么还要装热继电器?两者能否相互代替?额定电流整定的，而电动机的起动电流常是其额定电流的4~7倍，如用熔断器作过载保护，而不会立即动作的，只有在电动机长时间过载情况下，热继电器才会动作，切断控制电路。17.低压断路器有哪些功能?它与接触器的区别是什么?答：低压断路器不仅可以用来接通和分断正常的负载电流、电动机工作电流和过载电流，而且可以不频繁地接通和分断短路电流。它相当于刀开关、熔断器、热继电器、过电流继电器和欠电压继电器的组合，是一种既有手动开关作用又能自动进行欠电压、失电压、过载和短路保护的电器。低压断路器与接触器的区别在于：接触器允许频繁地接通或分断电路，但不能分断短路电流；而低压断路器不仅可分断额但单位时间内允许的操作次数较少。18.熔断器主要用于短路保护，低压断路器也具有短路保护功能，两者有什么区别?答：熔断器和低压断路器的相同点是都能实现短路保护，熔断器作为保护电器，其原理是利用电流流经导体会使导体发热，达到导体的熔点后导体融化，断开电路。一旦熔体烧毁就要更换熔体。熔断器的熔体集检测电流与执行(分断电流)于一体。断路器也可以实现线路的短路和严重过载保护，但工作原理与熔断器不一样，它是通过电流电磁效应(电磁脱扣器)实现短路保护，通过电流的热效应实现过载保护(不是熔断，不用更换器件)。断路器的短路保护和过载保护最终是通过触点的断开实现的。答：SB-控制按钮；SQ-行程开关；FU-熔断器；KM-接触器；KA-中间继电器；KT-时触点称为自锁触点。“一按(点)就动，一松(放)就停”的电路称为点动控制电路。点动电路为“一按(点)就动，一松(放)就停”,不需要自锁触点，因短时工作，电起动按钮并松开后，依靠自锁触点(接触器自身的辅助常开触点)接通电路，因电路工作时自锁是接触器(或其他电磁式电器)把自身常开辅助触点并接在起动按钮的两端，其作用是松开起动按钮后通过该常开辅助触点保互锁是把两个接触器的常闭辅助触点分别串接在对方接触器线圈的电路中以达到相互制约的作用。即其中任一接触器线圈先通电吸合，起动电流，待电机转速升高后再将电压恢复答：当电动机容量大于10kW以上通常采定子绕组为星形联结的三相异步电动机不能否用星-三角减压起动，因为星接电动机绕组的额定电压为220V,当变为三角形联结时，加在绕组上的电压为380V,超过了绕组所能能耗制动是在电动机脱离三相交流电源后，立即利用转子感应电流与静止磁场的作用来达到答：图中采用一个复合按钮SB3来实现点动、连续运转混合控制。点动控制时，按下复合按钮SB3,其常闭触点先断开自锁电路，常开触点后闭合，使接触器KM的线圈通电，主触点闭合，电动机起动运转；当松开SB3时，SB3的常开触点先断开，常闭触点后合上，接触器KM的线圈失电，主触点断开，电动机停止运转，从而实现点动控制。若需要电动机连续运转，则按起动按钮SB2即可，停机时需按停止按钮SBl。复合按钮SB3的常闭触点作为联锁触点串联在接触器KM的自锁触点电路中。7.某三相笼型异步电动机可自动切换正反运转，试设计主电路和控制电路，并要求有必要的保护。dV该电路利用复合按钮SB3实现正反转的自动切换。设有短路保护、过载保护和失压保护。8.试设计一个机床刀架进给电动机的控制电路，并满足如下的要求：按下起动按钮后，电动机正转，带动刀架进给；进给到一定位置时，刀架停止，进行无进刀切削；经一段时间后，刀架自动返回，回到原位又自动停止。答：当按下正转起动按钮SB2后，接触器KM1的线圈通电吸合并自锁，电动机正转，拖动运动部件向右移动，当位移至规定位置(或极限位置)时，安装在运动部件上的挡铁1便间后KT延时闭合触点闭合，KM2的线圈得电，其主触点接通反向电源，电动机反转，拖动运动部件向左移动，当挡铁2压到SQ2时，电动机自动停止。为30s;停车时按下停止按钮后，M3立即停车，再按M3→M2→M1顺序停车，每台电动拖动运动部件向右移动，当位移至规定位置(或极限位置)时，安装在运动部件上的挡铁1便压下SQ1,SQ1的常闭触点断开，切断KM1的线圈回路，KM1的主触点断开，且KM1的辅助常闭触点复位，由于SQ1的常闭触点断开后其常开触点闭合，KT线圈得电，KT设置延时时间为2min,经过2min后KT延时闭合触点闭合，KM2的线圈得电，其主触点接通反向电源，电动机反转，拖动运动部件向左移动，当挡铁2压到SQ2时，电动机自动停止。小车在前进或后退途中的任意位置都能按下SB4和SB5停止或者起动。(1)短路保护(2)过电流保护流比短路保护的电流值小，一般动作值为起动电流的1.2倍。过电(3)过载保护(4)零电压保护和欠电压保护护，称为零电压保护。当线路电压降低到临界电压时，保护电器的动作，称(1)按联锁控制的规律(2)按控制过程的变化参量进行控制的规律13.图2-12所示电路是自动往返控制电路，指出该电路中有哪些保护环节?这些保护环节各是采用什么电器实现保护功能的?该电路控制过程中，选择了哪些控制原则?这些控制15.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。要求：①主轴必须在油泵开动后，才能开动；②主轴要求能用电器实现正反转，并能单独停车；③有短路、零电压及过载保护。试设计满足控制要求的控制电路。EEEu2v₂3~EduNw2Evu2w2EEEEE17.画出三相笼型异步电动机-△减压起动的电气控制电路，说明其工作原理，指出电电路的工作原理：按下起动按钮SB2,时间继电器KT、接触器KM3的线圈得电，接触器KM3的主触点闭合，将电动机绕组接成星形。随着KM3得电吸合，KM1的线圈得电并自锁，电动机绕组在星形联结下起动。待电动机转速接近额定转速时，KT延与其他减压起动方法比，星-三角减压起动电路简单、操作方便、价格低，在机床电动机控制中得到了普遍应用。星-三角减压起动时，加到定子绕组上的起动电压降至额定电压的1/√3,起动电流降为三角形联结直接起动时的1/3,从而限制了起动电流，但由于起动转矩也降低到了原来的1/3,所以该起动方法仅适用于轻载或空载起动的场合。19.某机床由两台三相笼型异步电动机M1与M2拖动，其电气控制要求如下，试设计2)M1起动10s后方允许M2直接起动。3)M2停车后方允许M1停车制动。5)设置必要的电气保护环节。答：可编程逻辑控制器(ProgrammableLogicController),简称PLC。是一种专门答：发展概况：20世纪60年代末，PLC生产于美国马萨诸塞州。PLC崛起于20世纪70年代，首先在汽车流水线上大量应用。20世纪90年代是PLC发展最快的时期，PLC在系统结构上，从单机向多CPU和分布式及远程控制系统发展；PLC在编程语言上，图形化在应用范围和水平上得到了全方位的提高。20世纪90年代至今，PLC走进了一个开放性和发展趋势：PLC通信的网络化和无线化，开放性和编程软件标准化、平台化，体积小软PLC的发展。答：低档PLC具有逻辑运算、定时、计数、移位以及自诊断、监控等基本功能还有少控制或少量模拟量控制的单机系统。中档PLC除了低档PLC的基本功能外，还具有较强的功能，还可以增设中断控制、PID控制等功能，适用于复杂控制系统。高档PLC除了具有中档PLC的功能外，还增加了带符号算数运算、矩阵运算、位逻辑运算、二次方根运算及其他特殊功能函数的运算、制表及表格传送功能。高档PLC具有更强的通信联网功能，可答：PLC的硬件主要由中央处理器、存储器、输5.简述PLC输入接口、输出接口电路的作用。换为控制器件所能接收的电压、电流信号以驱6.PLC开关量输出接口按输出开关器件的种类不同，有哪几种形式?7.PLC控制系统与传统的继电器控制系统有何区别?受到很大限制。而PLC采用了计算机技术，其控制逻辑是以程序的方式存放在存储器中，耗小，而且PLC所谓“软继电器”实质上是存储器单元的状态，所以“软继电器”的触点触点还会出现抖动问题。而PLC通过程序指令控制半导体电路来实现控制的，速度快，程种工作方式称为并行工作方式。而PLC的用户程序是按一定顺序循环执行，所以各软继电继电器的延时时间易受环境温度和温度变化的影响，定时精度不高。而PLC采用半导体集序中设定定时值，修改方便，不受环境的影响，且PLC具有计数功能，而电器控制系统一电弧烧伤等，寿命短，系统的连线多，所以可靠性和可维护性较差。而PLC大量的开关动作由无触点的半导体电路来完成，其寿命长、可靠性高，PLC还具有自诊断功能，能查出8.梯形图与继电器控制电路图存在哪些差异?(1)组成器件不同继电器控制线路是由许多真正的硬件继电器组成的。而PLC是由许多“软继电器”组成的，这些“继电器”实际上是存储器中的(2)触点的数量不同硬继电器的触点数有限，一般只有4至8对；而“软继电器”可供编程的触点数有无限(3)控制方法不同继电器控制是通过元件之间的硬接线来实现的，因此其控制功能就固定在线路中了，因此功能专一，不灵活；而PLC控制是通过软件编程来解决的，只要程序改变，功能可跟着改变，控制很灵活。又因PLC是通过循环扫描工作的，不存在继电器控制线路中的联锁(4)工作方式不同该断的断。而在PLC的梯形图中，各“软继电器”都处于周期性循环扫描接式是并行的，而PLC的工作方式是串行的。9.PLC的工作原理是什么?简述PLC的扫描工作过程。PLC的扫描工作过程可分为三个部分，第一初始化处理等。第二部分是主要工作过程。PLC上电处理完成以后进入主要工作过程。先处于STOP模式时，转入执行自诊断检查。当CPU处于RUN模式时，完成用户程序执行和输出处理后，再转入执行自诊断检查。第三部分是出错处理。PLC每扫描一次，等是否异常或出错，当检查出异常时，CPU器中会存入出错代码。当出现致命错误时，CPU被强制为STOP模式，所(1)输入电路的滤波时间，它由RC滤波电路的时间常数决定。改变时间常数可调整(2)输出电路的之后时间，它与输出电路的输出方式有关。继电器输出方式的之后时间为10ms左右；双向晶闸管输出方式，在接通负载时之后时间为1ms,切断负载时之后时间小于10ms;晶闸管输出方式的滞后时间小于1ms。(4)用户程序中语句的安排。习题与思考题1.简述S7-200SMART控制系统的基本构成答：一个最基本的S7-200SMARTPLC控制系统由基本单元(S7-200SMARTCPU模块)、个人计算机、STEP7-Micro/WIN编程软件及通信网络设备构成。2.S7-200SMART标准型CPU有哪些型号?各型号之间有什么差异?答：标准型CPU有SR20/ST20、SR30/ST30、SR40/ST40、SR60/ST60。主要差异在于用户程序存储器容量、I/O(数字量与模拟量)数量、最大脉冲输出频率、脉冲捕获输入点数。3.画出CPUSR40AC/DC/继电器模块的外部端子接线图。答：见教材图4-3。4.S7-200SMART数字量输出有哪两种类型?分别画出它们的外部端子接线图。答：晶体管输出和继电器输出两种类型，外部端子接线图见教材图4-5。5.S7-200SMART模拟量扩展模块的性能指标有哪些?画出模拟量输入与输出模块的外部端子接线图。答：S7-200SMART模拟量扩展模块的性能指标包括输入/输出类型与端口数量、输入/输出的电压/电流范围、模拟量与数字量之间的转换时间、分辨率、对DC5V与传感器电源的消耗电流值等。外部端子接线图见教材图4-14。6.用于测量温度(0~99℃)的变送器输出信号为4~20mA,模拟量输入模块将0~20mA转换为数字0~27648,试求当温度为40℃时，转换后得到的二进制数N?7.S7-200SMART的信号板有哪几种类型?8.S7-200SMART标准型CPU扩展配置时，应考虑哪些因素?I/O是如何编址的?答：要考虑主机能够扩展的模块数量、数字量输入/输出映像区的大小、模拟量输入/输出映像区的大小、内部电源的负载能力。编址原则：(1)S7-200SMARTCPU配置扩展模块后，扩展模块的起始地址根据其在不同的槽位而有所不同，所有模块的I/O地址由编程软件中“系统块”统一自动分配，不可更改。(2)数字量I/O点的编址以字节B(8位)为单位，采用存储区标识符(I或Q)、字节号和位号的组成形式，在字节号和位号之间以点分隔。(3)模拟量I/O点的编址以字长W(16位)为单位。在读/写模拟量信息时，模拟量小于S7-200SMART主机DC5V电源供电能力1400mA,1.S7-200系列PLC的基本数据类型有哪些?2.立即I/O指令有何特点?它应用于什么场合?答：立即I/O指令允许对物理输入点和输出点进行快速直接存取，不受PLC循环扫描工作方式的影响。使用立即I/O指令可以加3.逻辑堆栈指令有哪些?各用于什么场合?组的串联编程。OLD指令用于两个或两个以上的触点组的并联编程。执行LPS指令时，复制栈顶的值并将这个值压入栈顶的下一层，原堆栈中各层栈值依次下压一层，栈底值丢失。LPS指令用于分支电路的开始，即用于生成一条新的左母线。执行LPP指令时，将原堆栈各层的值依次上弹一层，堆栈第2层的值成为新的栈顶值，原来栈顶的值从栈中消失。LPP指令用于分支电路的结束，即新母线结束，返回原母线。执行LDS指令时，复制堆栈中的第n层的值到栈顶，栈底值丢失，原堆栈中各层栈值依次下压一层。4.定时器有几种类型?各有何特点?与定时器相关的变量有哪些?梯形图中如何表示这些变量?答：定时器有三种类型：接通延时定时器(TON)、有记忆接通延时定时器(TONR)、断开延时定时器TOF。TON的特点：当输入端接通或“能流”通过时，定时器位为OFF,当前值从0开始计数，当当前值等于或大于设定值时，该定时器位被置位为ON,当前值仍继续计数，一直计到最大值32767,当输入端断开时，定时器立即复位，当前值为0;TONR直计数到最大值32767,当输入端断开，当前值保持不变，定时器的位不变；TOF的特点：当输入端由ON到OFF时，定时器开始计时，当前值从0开始增加，当累计当前值等于设定值时，定时器位为OFF,并停止计时。与定时器有关的变量有定时器的当前值和定时器于使用的指令：位操作数指令存取定时器的位，5.计数器有几种类型?各有何特点?与计数器相关的变量有哪些?梯形图中如何表示这些变量?的特点：首次扫描时，位为OFF,当前值为0,当CU端有一个计数脉冲的上升沿信号时，当前值从0开始递增计数，直至最大值32767时停止计数，当当前值等于或大于设定值时，位为ON;CTD的特点：首次扫描时，位为OFF,当前值为设定值，当CD端有一个计数脉冲的上升沿信号时，当前值从设定值开始递减计数，直至当前值为0时停止计数，同时计数器位被置位。CTUD的特点：首次扫描时，计数器位为OFF,当前值为0,当CU端有一个计数脉冲的上升沿信号时，当前值加1,当CD端有一个计数脉冲的上升沿信号时，,当前值减1,当当前值等于或大于设定值时，计数器位被置位。与计数器相关的变量有：计数器6.不同分辨率的定时器的当前值是如何刷新的?7.写出图5-60所示梯形图的语句表程序。OO二SR8.写出图5-61所示梯形图的语句表程序。9.用定时器指令设计一个周期为5s,脉宽可调的脉冲串信号发生程序。))10.设计一个计数范围为50000的计数器程序。|设计一个计数范围为50000的计数器RR11.试设计一个2h30min的长延时电路程序。R12.用置位、复位指令设计一台电动机的起、停控制程序。名称名称输入信号启动按钮SB1输出信号停止按钮SB2风机自动轮流地打开和关闭，轮换时间间隔为1名称名称输入信号启动按钮SB1输出信号接触器KM1停止按钮SB2接触器KM2接触器KM3定时1h)14.用移位寄存器指令(SHRB)设计一个路灯照明系统的控制程序，四台路灯按H1→H2→H3→H4的顺序依次点亮。各路灯之间点亮的间隔时间为10名称名称输入信号启动按钮SB1输出信号停止按钮SB2/0-INSP))1SSR4不15.用移位寄存器指令(SHRB)设计一组景观彩灯控制程序，8路彩灯串按H1→H2→H3…→H8的顺序依次点亮，且不断重复循环。各路彩灯之间的间隔名称名称输入信号启动按钮SB1输出信号彩灯H1~H8停止按钮SB216.指出图5-64a和图5-64b所示梯形图中的语法错误，并改正。1)T39的PT值40000>32767,超出定时器PT值范围，可以改为+30000;3)Q1.1不能直接连接左母线，可Q1.1线圈前加上触点指令或者SM0.0;4)M0.9>0.7,超出范围，M0.9可改为M0.1-M0.7中的任一。2)计时器T32改为T37,分辨率为100ms;3)中间一行调下一行；4)???设定值要有数据。17.图5-65是脉冲宽度可调电路的梯形图及输入时序图，试分析梯形图执行过程，并画出Q1.0输出时序图。18.试设计满足图5-66时序图的梯形图程序。19.试用SCR指令设计满足5.7.10中三台电动机顺序起动、逆序停止的控制要求的梯形图程序(I/O地址和接线图参考教材内容)。SS1.将一个16位有符号整数(2800)转换成(0.0~1.0)之间的实数、结果存入VD200。12RR2.将一个实数0.75转换成一个有符号整数(INT),结果存入AQW16。3.用整数除法指令将VW100中的(240)除以8后存放到ACO中。1程序段注释仅在第一个扫描周期时接通或NN22-N5.半径(<10000的整数)在VW10中，取圆周率为3.1416,用数学运算指令计算圆周长，运算结果四舍五入转换为整数后，存放在VW20中。答：参考程序如图：6.用循环移位指令设计一个彩灯控制程序，8路彩灯串按H1→H2→H3→.的顺序依次点亮，且不断重复循环。各路彩灯之间的间隔时间为1秒。答：参考程序如图：2SM0.1N4R37.有一个20层的电梯，轿厢所在楼层数存放于VW100中，将之转换成BCD码，并在电梯外显示楼层数。答：参考程序如图：8.用循环指令设计程序，在I0.0的上升沿，求地址VD100开始存放的10个实数的和，结果存放于VD200。答：参考程序如图：符号ADD_RADD_RADD_RADD_RADD_RADD_RADD_RPSM⁰.0SENENo→eII程序注释1y11.用时钟指令控制路灯的定时接通和断开，18:00时开灯，06:30时关灯。||程序注释-Ny7-22读取实时时钟406:30关灯R71)每100ms中断一次，执行中断程序；2)在中断程序中完成对AIWO的采集、转换及标准化处理，并将PID回路输出值转换答：主程序段1调用初始化子程序子程序段0.75-IN0.3-IN25.0-IN中断程序段1采集模拟量并标准化0UT-AC072在10.0=1时使用PID控制不不0-LOOP不3不3将PID输出标准量恢复为正常的数字量输出y13.PID输出中的积分部分的作用是什么?增大积分时间对系统的性能有什么影响?14.PID输出中的微分部分的作用是什么?控制滞后系统时，用PI控制还是用PID控制?应曲线变化迟缓，超调量反而增大。如果控制滞后系统时，因为PID控制器中的微分部分作用起到了超前控制的效果，能在误差出现前就反映消除。所以，采用PID控制器可以使16.怎样确定PID控制的采样周期?信号频谱中最高频率的2倍。采样率越高，恢复出的波形就越接近原信号。但是对系统的要采样周期让系统工作。但是由于PID控制程序是周期性执行的，执行周期即为采样周期，采样周期越小，采样值越能反映被控对象的变化情况。如果相邻两次采样的差值几乎为0,将使PID控制器的微分部分接近零，所以也不宜将采样周期取得过小。17.启动PID参数自整定应满足什么条件?答：启动PID参数自整定应满足以下条件：所以在PID自整定前，首先用PID向导生成控制程序(PIDx_Gain)。同时，控制程序(PIDx_Gain)需下载到S7-200SMART的CPU中。2)硬件方面的工作。如果采用实际工业被控对象，则需要准备系统回路连接。如果以学习为目的PID自整定实验，采用实际工业被控对象则往往功率过大、整定周期过长。答：定时中断按指定的周期时间循环产生周期性中断事件，以1ms为增量，周期时间为1~255ms,通过特殊存储器SMB34和SMB35分别设置定时中断0和定时中断1的周期时间。1.S7-200SMARTPLC高速计数器定义了哪几种工作模式?每种模式有哪几种工作状态?答：S7-200SMARTPLC高速计数器定义了八种计数器工作模式(模式0、1、3、4、6、7、9和10):1)单相计数器(内部方向控制(模式0、模式1))。其中模式0是在内部方向控制信号为1时，相应的高速计数器为增计数模式；模式1是在内部方向控制信号为0时，相应的高2)单相计数器(外部方向控制(模式3、模式4))。其中模式3是在外部方向控制信号为1时，相应的高速计数器为增计数模式；模式4是在外部方向控制信号为0时，相应的3)双相增/减计数器(双脉冲输入(模式6、模式7))。其中模式6是在增时钟作用下，高速计数器当前值增加；模式7是在减时钟作用下，高速计数器当前值减小。4)A/B相正交脉冲输入计数器1倍速(模式9、模式10)。其中模式9是输入的A相脉冲相位超前B相脉冲90°时，相应的高速计数器当前值以1倍速增加；模式10是输入的A相脉冲相位滞后B相脉冲90°时，相应的高速计数器当前值以1倍速减小。5)A/B相正交脉冲输入计数器4倍速(模式9、模式10)。其中模式9是输入的A相脉冲相位超前B相脉冲90°时，相应的高速计数器当前值以4倍速增加；模式10是输入的A相脉冲相位滞后B相脉冲90°时，相应的高速计数器当前值以4倍速减小。2.脉宽调制(PWM)输出如何实现对电动机的速度控制?得所需要波形(含形状和幅值)。高电平时间占周期时间的比值称为占空比。占空比越大，3.S7-200SMARTPLC最多支持几个轴控制电动机，有哪些功能?1)提供高速脉冲输出，频率从每秒20个脉冲到每秒100000个脉冲(20Hz~100kHz)。2)提供可组态的测量系统，既可以使用工程单位也可以使用脉冲数。3)提供可组态的反冲补偿。4)支持绝对、相对和手动控制方式。5)提供连续操作。6)提供多达32组移动曲线，每组最多可有16步，即每个曲线最多有16中速度。7)提供4种不同的参考点寻找模式，每种模式都可对起始的寻找方向和最终的接近方4.调用运动控制指令的基本原则有哪些?1)AXISx_CTRL指令使用SM0.0的常开触点调用，且在所有运动指令之前调用。2)要使用绝对定位功能，必须首先使用AXISx_RSEEK或AXISx_LDPOS指令建立零3)AXISx_GOTO可以实现按照指定速度运动到指定位置(绝对运动)或运动指定距离(相对运动)。4)要运行位置控制向导组态的运动曲线，请使用AXISx_RUN指令。6)调用指令块时，AXISx_CTRL需要一直调用，其他指令块不能同时激活，同一个7)要确认一个指令的功能是否完成，可以使用指令块Done位的上升沿来判断。备。变频器主要由整流(交流变直流)、滤波、逆变(直流变交流)、制动单元、驱动单元、根据电动机的实际需要来提供其所需要的电源电压，进而达到节能和6.为什么高速计数器计数不受PLC循环扫描的影响?速脉冲准确计数，即高速计数器计数的脉冲输入频率比PLC扫描频率高得多。7.试用S7-200SMARTPLC控制变频器G120C,实现对电动机的多段控制。答：参考实验10和课程设计相关内容。1.请根据图9-3所示的时序图和顺序功能图编写梯形图程序。答：程序如图：P1S///PTR1S)2.请用顺序功能图法编写图9-2所示运料小车的控制程序，要求设计顺序功能图，梯形图。T37=15s或I0.1T38=10s或I0.22输入注释)))//44输入注释5输入注释//)3.请根据图9-42所示的顺序功能图编写相应的梯形图程序。答：梯形图如下：11程序段注释/2输入注释/3输入注释14.请根据图9-43所示的顺序功能图编写相应的梯形图程序。答：梯形图程序如下：5.分别采用移位寄存器(SHRB)指令和SCR指令设计彩灯控制程序，要求设计顺序功能图，梯形图。四路彩灯按“HL1HL2---HL2HL3---HL3HL4---HL4HL1---….”顺序重复循环上述过程，一个循环周期为2S,使四路彩灯轮番发光，形似流水。顺序功能图：2输入注释4-NPP不不P4-N输入注释)程序段汪释程序段汪释)输入注释输入注释423651)))13输入注释14输入注释输入注释输入注释17输入注释7.设计一个居室安全系统的控制程序，使户主在度假期间，四个居室的百叶窗和照明灯