《电气控制与S7-1200 PLC应用技术》课后习题参考答案

《电气控制与S7-1200PLC应用技术》课后习题参考答案《电气控制与S7-1200PLC应用技术》（王明武，机械工业出版社）课后习题参考答案说明：本书配套官方习题答案在机工教育服务网（\h）教师资源专区，需要教师账号下载；下面是网上整理的各章经典习题答案（第1版/第2版通用）第1章低压电器基础1-1简述常用低压电器如何分类？答：按电压等级：高压电器、低压电器；按动作原理：手动电器、自动电器；按工作原理：电磁式电器、非电量控制电器；按用途：配电电器、控制电器、保护电器、主令电器、执行电器、信号电器。1-2低压断路器主要由哪几部分组成，各种脱扣器又是如何工作的？答：

组成：操作机构、触点系统、灭弧系统、保护脱扣装置。过电流脱扣器：线圈串入主电路；短路/严重过载时，电流超过整定值，电磁吸力吸合衔铁，触发自由脱扣机构跳闸，短路保护，瞬动。热脱扣器：热元件串入主电路，利用双金属片受热弯曲；长时间过载时，双金属片变形推动机构跳闸，用于过载保护，反时限。失压（欠压）脱扣器：线圈并联电源；电压过低/失电，吸力不足，衔铁释放，断路器跳闸，失压保护。1-3交流接触器由哪些部分组成？简述工作原理答：

结构：电磁机构（线圈、铁芯、衔铁）、触点系统（主触点+辅助触点）、灭弧装置、反力弹簧。

原理：线圈通电，铁芯产生电磁吸力吸合衔铁，带动主触点闭合，接通主回路；线圈断电，电磁吸力消失，弹簧复位，触点断开，切断主电路。辅助触点用于控制回路自锁、互锁。1-4熔断器的作用是什么？有哪些类型？答：作用：短路保护，严重过载保护。

类型：瓷插式、螺旋式、无填料封闭管式、有填料封闭管式、快速熔断器。1-5热继电器能否做短路保护？为什么？答：不能。热继电器依靠双金属片发热变形动作，有明显热惯性；短路时电流瞬间极大，但热元件来不及迅速动作，无法快速切断短路故障，只能做长期过载保护，短路保护需要熔断器或断路器。第2章继电器-接触器电气控制线路2-1电气控制线路原理图绘制原则主电路粗线，控制、信号回路细线；按功能分区，从上到下、从左向右绘制；电器元件按国家标准图形符号绘制，同一元件（接触器、继电器）线圈、触点可分开画，但文字标号必须一致；触点按“无电、未动作”状态绘制；编号：主电路三相L1/L2/L3，控制回路按顺序编号。2-2什么是自锁？什么是互锁？作用是什么自锁：接触器辅助常开触点并联在启动按钮两端。按下启动按钮接触器吸合，辅助触点闭合，松开按钮线圈仍然保持通电；作用：实现电机连续运行。互锁：两个接触器的辅助常闭触点互相串入对方线圈回路。一个接触器吸合，就切断另一个接触器的线圈回路；作用：防止正反转两个接触器同时吸合造成电源相间短路。2-3简述三相异步电机“点动控制”，点动为什么不需要自锁？答：按下点动按钮，接触器线圈通电，电机运转；松开按钮，线圈断电，电机停止。

不需要自锁：点动要求按住才转，松手即停。如果加上自锁触点，松开按钮后线圈持续得电，电机持续运行，失去点动功能。2-4行程控制的原理，行程开关作用答：利用机械运动部件碰撞行程开关，把机械位置信号转为电信号，实现自动限位、自动往返。行程开关属于主令电器，检测机械位置，用于限位保护、自动换向。2-5简述X62W铣床主轴电气控制特点主轴电机可以正反转，由机械离合器换向，电机单向运转；主轴有制动：电磁离合器断电制动；主轴启动后，进给回路才能通电，顺序联锁；设有多处急停、限位保护。第3章PLC基础与S7-1200硬件3-1PLC的定义，PLC有哪些特点答：PLC是可编程逻辑控制器，专为工业环境设计的数字运算电子系统。

特点：可靠性高、抗干扰强；编程简单；硬件模块化；维护方便；功能丰富（逻辑、定时、计数、模拟量、通信）。3-2PLC硬件由哪几部分组成CPU模块、存储器、数字量/模拟量输入模块、数字量/模拟量输出模块、电源模块、通信接口。3-3PLC的扫描工作过程，三个阶段输入采样→程序执行→输出刷新，循环扫描。输入采样：一次性读取所有输入端子状态，存入输入映像区；本扫描周期内输入映像区数据不变；程序执行：从上到下、从左到右执行用户梯形图程序，读写映像区；输出刷新：将输出映像区的状态一次性送到输出端子，驱动外部负载。重点：程序执行阶段，外部输入端子变化不会影响本次扫描，要等下一轮输入采样。3-4S7-1200CPU型号标识含义：CPU1215CAC/DC/RLYAC：CPU供电为交流AC220V；

DC：数字量输入是直流24V；

RLY：继电器型输出（无源触点，可以接交流/直流负载）。3-5S7-1200有哪几种编程语言（博途TIA）梯形图LAD、功能块图FBD、结构化控制语言SCL、顺序功能图SFC。3-6映像寄存器的概念，输入/输出映像区输入映像I：存放本次扫描读到的外部输入信号；

输出映像Q：程序运算的输出结果，只在输出刷新阶段送到外部端子。

好处：程序统一读取映像，减少I/O硬件访问，提升运行速度。第4章S7-1200基本指令（LAD）4-1常开、常闭触点工作原理常开触点：I地址为1（ON），触点导通；

常闭触点：I地址为0（OFF），触点导通。注意：PLC程序内的常闭触点不等于硬件按钮常闭，要区分硬件接线和程序触点。4-2S7-1200定时器类型TON接通延时、TOF断开延时、TONR保持型接通延时。

定时器使用IEC定时器，必须绑定背景DB。4-3加计数器CTU，复位端R作用CU：计数上升沿；R复位端=1时，计数器当前值清零，输出位Q复位。4-4上升沿检测指令P触点功能检测RLO由0→1的上升沿，产生一个扫描周期的脉冲。第5章S7-1200程序结构：OB、FC、FB、DB5-1OB、FC、FB区别OB：组织块，循环中断、启动中断，由PLC操作系统调用，不能被程序调用，主循环OB1是用户主程序。FC：功能，无自带背景存储区；调用完成，临时变量数据丢失；适合简单逻辑。FB：功能块，自带静态变量（Static），调用时自动生成背景DB；静态变量的值多次调用可以保持，适合带状态的功能（电机启停、PID）。5-2全局DB和背景DB的区别背景DB：和FB绑定，结构由FB接口定义，存放FB静态变量；一个FB调用对应一个背景DB；全局DB：独立数据块，结构用户自定义，所有OB/FC/FB都可以读写，存放项目公共数据。第6章S7-1200模拟量与PID6-1模拟量输入模块作用，A/D转换采集现场电压/电流模拟信号，A/D转换成数字量，送给CPU。S7-1200模拟量信号常用0\10V、4\20mA。6-2PID控制的三个参数：比例P、积分I、微分DP比例：快速减小偏差；P越大响应越快，过大容易振荡；I积分：消除稳态静差；积分时间越小积分作用越强；D微分：提前预判偏差变化，抑制超调，改善动态响应。第7章顺序控制SFC7-1顺序功能图组成要素步、转换条件、有向连线、动作。

每一步代表系统一个稳定状态；满足转换条件，从当前步切换到下一步，上一步动作停止。第8章人机界面HMI8-1HMI和S7-1200通信方式以太网通信，在博途里组态PLC和HMI在同一子网，建立变量连接。

HMI功能：监控变量、设定参数、按钮操作、报警、趋势曲线。第9章S7-1200以太网通信9-1OSI七层模型物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层、应用层。9-2双绞线以太网最大传输距离单段双绞线最大100米；超过100米，中间增加交换机中继。9-3两台S7-1200PLC之间以太网通信步骤硬件：网线直连两台PLC网口，或者接入同一交换机；博途硬件组态，分别设置两台PLC的IP，同一网段（例：[0](0)和[1](1)，掩码[]()）；创建通信DB块作为收发缓冲区；使用PUT/GET通信指令编写数据读写程序；下载