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1、.第一章课后习题参考答案2、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。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
2、下被拉开。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。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铆而成,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。8、热继电器在电路中的作用是什么？带断相保护和不带断相
3、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；Y形接法的电动机可用不带断相保护的三相式热继电器。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。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流控制电路中,起信号传递、放大、
4、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QA0,按下启动按钮SF2,接触器接触器KM线圈通电,其常开主触点闭合,电动机接通电源开始全压启动,同时接触器KM的辅助常开触点闭合,使接触器KM线圈有
5、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。3、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：5、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
6、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。7、三相笼型异步电动机有哪几种电气制动方式？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。8、三相笼型异步电动机的调速方法有哪几种？答
7、：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f1的变频调速。12、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,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。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MA1正向启动。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MA1反向点动。当润滑油泵要停转时,必须先使主轴电动机先
8、停止,即QA1常开断开,再按动SF6。14、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。15、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。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；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
9、。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
10、,所以属于串行工作方式。3可靠性和可维护性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定时控制继电器控制逻辑利用时间继电器进行时间控制。时间继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
11、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
12、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。在程序执行阶段,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
13、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Q、通用辅助继电器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、定时器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AC。第五章作业10、
14、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。11、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。12、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。第六章作业参考答案5、用功能图方法完成第5章节应用举
15、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。2梯形图两种编程方法在设计顺序控制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6-19a为人行道和马路的信号灯系统。当人过
16、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6-19b中形式工作。在工作期间,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2梯形图第七章作业参考答案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；4M0.0为1时,计数器加计数；M0.0为0时,计数器减计数
17、；5计数器的计数值通过连接在QB0上的7段数码管显示。11、某一过程控制系统,其中一个单极性模拟量输入参数为AIW0采集到PLC中,通过PID指令计算出的控制结果从AQW0输出到控制对象。PID参数表起始地址为VB100。试设计一段程序完成下列任务：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。电气控制与PLC应用技术习题答案第二章、继电-接触控制电路的基本环节2-11、指出图2-29所示的Y-减压启动控制电路中的错误,并画出正确的电路。2-12：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
18、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M1、M2,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同时停止。试画出其电气原理图。2-15、三台电动机MAl、MA2,MA3,要求按起动按钮SB1时,按下列顺序起动：MAlMA2MA3。当停止时,按起动停止SB2时,则按照相反的
19、顺序停止,即MA3MA2MA1。起动和停止的时间间隔均为10S。试画出其电气原理图。2、题目分解：该系统要使用三个交流接触器QA1、QA2、QA3来控制三台电动机启停。有一个启动按钮SF1和一个停止按钮SF2,另外要用四个时间继电器 KF1、KF2、KF3和KF4。其定时值依次为T1、T2、T3和T4。工作顺序如图2-34所示。图234、三台电动机工作顺序3、解题分析1、从图2-34中可以看出：MAl的启动信号为SF1,停止信号为KF4计时到；MA2的启动信号为KF1计时到,停止信号为KF3计时到；MA3的启动信号为KF2计时到,停止信号为SF2。在设计时,考虑到启/停信号要用短信号,所以要注
20、意对定时器及时复位。2、该电气控制系统的主电路如图2-35所示。图2 -35a三台电动机顺序启/停控制电路主电路3、该系统的电气控制线路原理图如图2-35所示。三台电动机顺序启/停控制电路图2-35中的KF1,KF2线圈上方串联了接触器QA2和QA3的常闭触点,这是为了得到启动短信号而采取的措施；KF2、KF1线圈上的常闭触点KF3和KF4的作用是为了防止QA3和QA2断电后,KF2和KF1的线圈重新得电而采取的措施。因为若T2T3或T1T4时,有可能造成QA3和QA2重新启动。设计中的难点是找出KF3,KF4开始工作的条件,以及KF1、KF2的逻辑。本例中没有考虑时间继电器触点的数量是否够用
21、的问题,实际选型时必须考虑这一点。BB1BB3分别为三台电动机的热继电器常闭触点,它是为了防止过载而采取的措施。若对过载没有太多要求,则可把它们去掉。2-16、某台水泵由一台电动机拖动,按下列要求设计电气控制电路；1、采用Y-减压起动。2、三处控制电动机的起动和停止。3、有短路、过载和欠压保护。2-17、某机床有主轴电动机M1,液压泵电动机M2,均采用直接起动。生产工艺要求：主轴电动机M1必须在液压泵电动机M2起动后方可起动；主轴电动机M1要求正、反转,但为测量方便,要求能实现正、反点动；主轴电动机M1停止后,才允许液压泵电动机M2停止；电路要求有短路、过载、失压保护。试设计电气控制线路。解：
22、梯形图的编程顺序X0：总台复位按钮 Y0：总台音响 M0：公共控制触点继电器 M4：音响启动信号继电器X1X5：分台按钮 Y1Y5：各台灯 M1：应答时间辅助继电器 T1：应答时限10sX10：总台开始按钮 Y14总台灯 M2：抢答辅助继电器 T2：答题时限30sM3：答题时间辅助继电器 T3：音响时限1s输入器件输出器件其它机内器件X0：总台复位按钮Y0：总台音响X1X5：分台按钮Y1Y5：各台灯X10：总台开始按钮4-184.19、3台电动机每隔10S起动,各运行15S停止,循环往复。试用比较指令完成程序设计。4-20、试用比较指令设计一个密码锁控制程序。密码锁为8键输入K2X000,若所
23、拨数据与密码设定值H65相等,则4S后开照明灯；若所拨数据与密码设定值H87相等,则5S后开空调。4-21、试用比较传送指令设计一个自动控制小车运动方向的系统,如图4-96所示。请根据要求设计程序,工作要求如下：1、K2X000：小车所停位置；K2X010：呼叫位置；K2X000K2X010：Y000=1小车左行K2X010K2X000：Y000=1小车右行高速计数器表一一相无启动/复位一相带启动/复位C235C236C237C238C239C240C241C242C243C244C245X0U/DU/DU/DX1U/DRRX2U/DU/DU/DX3U/DRRX4U/DU/DX5U/DRX6SX7S高速计数器表二一相2输入双向二相输入A-B相型C246C247C248C249C250C251C252C253C254C255X0UUUAAAX1DDDBBBX2RRRRX3UUAAX4DDBBX5RRRRX6SSX7SS注：U：加计数输入端；D：减计数输入端；R：复位输入端；S：启动输入端；A：A相输入端；B：B相输入端。FX2N型PLC存储器分配图12 / 12
