電氣控制與PLC應用 習題答案

習題答案 項目一 習題及思考題 用于照明或電熱負載時，負荷開關的額定電流等于或大于被控制電路中各負載額定電流之和。 用于電動機負載時，開啟式負荷開關的額定電流一般為電動機額定電流的 3 倍；封閉式負荷開關的額定電流一般為電動機額定電流的 。 熔斷器主要由熔體、安裝熔體的熔管和熔座三部分組成。當被保護電路的電流超過規(guī)定值，并經過一定時間后，由熔體自身產生的熱量熔斷熔體，使電路斷開，從而起到保護的作用。 熔管用于安放熔體。 根據(jù)使用場合，選擇按鈕的型號和型式。 按工作狀態(tài)指 示和工作情況的要求，選擇按鈕和指示燈的顏色。 按控制回路的需要，確定按鈕的觸點形式和觸點的組數(shù)。 按鈕用于高溫場合時，易使塑料變形老化而導致松動，引起接線螺釘間相碰短路，可在接線螺釘處加套絕緣塑料管來防止短路。 帶指示燈的按鈕因燈泡發(fā)熱，長期使用易使塑料燈罩變形，應降低燈泡電壓，延長使用壽命。 流接觸器有電磁機構、觸點機構和滅弧系統(tǒng)等組成。 中間繼電器：用于繼電保護與自動控制系統(tǒng)中，以增加觸點的數(shù)量及容量。它用于在控制電路中傳遞中間信號。中間繼電器的結構和原理與交流接觸器基本相同，與 接觸器的主要區(qū)別在于：接觸器的主觸頭可以通過大電流，而中間繼電器的觸頭只能通過小電流。所以，它只能用于控制電路中。 它一般是沒有主觸點的，因為過載能力比較小。所以它用的全部都是輔助觸頭，數(shù)量比較多。 熱繼電器是利用電流熱效應原理進行工作的保護電器，可用作電動機長期過載、斷相及電流不均衡的運行保護，但它由于熱慣性，當電路短路時不能立即使電路斷開，因此不能作短路保護。 圖形符號如下： 熔斷器 復合按鈕 通電延時型時間繼電器： 接觸器： 中間繼電器： 8. 答： 組合開關：額定電壓 380V；控制電動機則額定電流 (可取 250A。 接觸器：額定電壓 380V；接觸器的額定電流應大于或等于所控制電路的額定電流。對于電動機負載可按經驗公式 計算：故額定電流可選 20A，吸引線圈工作電壓 22080V。 熔斷器：額定電壓 380V；額定電流 25A 或 32A，保護一臺異步電動機時，考慮電動機沖擊電流的影響，熔體的額定電流可按下式計算 (N，故熔體額定電流為 25A 熱繼電器：額定電壓 380V；額定電流 20A，熱元件額定電流一般可按下式 ，故熱元件額定電流為 16A 項目 二 習題及思考題 1. 答 ： 一般可用起動按鈕和接觸器的常開觸點并聯(lián) ,然后再和接觸器的線圈串聯(lián)可得 。 當按下起動按鈕后 ，可實現(xiàn)長動 ， 它又具有失壓保護功能 。 將兩個接觸器的常閉觸點分別串聯(lián)到對方的線圈回路中 ， 即可得到互鎖 。 它用來防止兩個接觸器同時得電 。 熱繼電器是利用電流的熱效應原理來切斷電路的保護電器 ， 主要用于電動機或其他負載的過載保護 。電機過載導 致熱繼電器動作后， 熱繼電器由于熱慣性 ， 其雙金屬片彎曲 變形還沒復位，仍處于斷開狀態(tài)，這時馬上按下啟動按鈕，不能讓控制電機啟動的接觸器線圈通電，不能實現(xiàn)開車。 8：答 9. 答：從熔斷器的保護特性曲線可看出，流過熔體的電流越大，熔斷所需的時間越短，當電路過載不是很嚴重時，熔斷器要很長時間熔斷甚至不熔斷；而在電路發(fā)生短路或嚴重過載時，它的熔體能自動迅速熔斷，因此熔斷器是一種短路保護元件，不能作過載保護。熱繼電器是利用電流熱效 應原理進行工作的保護電器，可用作電動機長期過載、斷相及電流不均衡的運行保護，但它由于熱慣性，當電路短路時不能立即使電路斷開，因此不能作短路保護。從上面的分析可知熔斷器和熱繼電器的保護功能不同，兩者不能互相替代，當電動機主回路沒有其他短路保護元件時必須要同時裝設熔斷器和熱繼電器。 10. 答： 欠壓是指電路電壓沒有達到 設備 額定 電壓 ， 零壓保護是指當電源斷電或電壓嚴重降低時，接觸器的線圈失電， 欠壓可用 欠電壓繼電器 來保護，而失壓可用 接觸器 來保護。 當設備正常工作時，欠電壓繼電器銜鐵與鐵芯吸合，常開觸點閉合，當電壓低于某 個設定值時，銜鐵與鐵芯分開，常開觸點復位，切斷電路，保護設備。當電路失壓時，接觸器銜鐵與鐵芯分開，自鎖觸點復位，實現(xiàn)失壓保護，必須重新按下啟動按鈕才能啟動設備。 項目三 習題及思考題 電接觸器是用導線有規(guī)則的連接來反映元器件間邏輯關系的，而可編程控制器是通過程序來表達元器件間邏輯關系的。對于繼電接觸器來說，忽略電磁滯后及機械滯后，同一個繼電器的所有觸點的動作是和它的線圈通電或斷電同事發(fā)生的。但在 ，由于指令的分時掃描執(zhí)行，同一個器件的線圈工作和它的各個觸點的動作并不同事發(fā)生。這就是繼電接觸 器系統(tǒng)的并行工作方式和 串行工作方式的差別。 要有 儲器、輸入輸出單元、電源和編程器幾部分組成。各部分的作用如下： 系統(tǒng)程序的控制下，完成邏輯運算、數(shù)學運算，協(xié)調系統(tǒng)內部各部分工作等任務。 存儲器：用于存放系統(tǒng)程序、用戶程序及運算數(shù)據(jù)。 I/O 單元：用于接受生產過程的各種參數(shù)和送出 制器運算后得出的控制信息。 電源：為各工作單元提供電源 編程器：用于編程、調試、監(jiān)控 工作過程由公共處理階段、輸入采樣階段、程序執(zhí)行階段和輸出刷新階段組成。程序執(zhí)行時，從用 戶程序存儲區(qū)的第一條用戶指令開始，在無中斷或跳轉控制的情況下，按存儲地址號遞增的方式順序逐條掃描用戶程序，并順序執(zhí)行，直至程序結束，完成一個掃描周期。然后再從頭開始執(zhí)行程序，并周而復始的重復。 工作過程內部處理階段、通訊處理階段、輸入采樣階段、程序執(zhí)行階段和輸出刷新階段組成。這五個階段在一個運行周期中按順序執(zhí)行，在輸入采樣階段， 序采集所有輸入端子的信息，并把采集到的輸入信息存入輸入映像寄存器，然后進入程序執(zhí)行階段。下一次的輸入采樣要到下一周期才執(zhí)行，因此，進入程序執(zhí)行階段后，本周期內 輸入映像寄存器的狀態(tài)不會發(fā)生變化。 輸入輸出滯后時間又稱為系統(tǒng)響應時間，是指 部輸入信號發(fā)生變化的時刻起至它控制的有關外部輸出信號發(fā)生變化的時刻止之間的時間間隔。它由輸入電路的濾波時間、輸出模塊的滯后時間和因掃描工作方式產生的滯后時間三部分所組成。 影響輸入 /輸出滯后的主要原因有：輸入濾波器的慣性；輸出繼電器的慣性；程序執(zhí)行的時間；程序設計不當?shù)母郊佑绊懙?。對于用戶來說，選擇一個合理的 理的編制程序是縮短響應的關鍵。 項目四 習題及思考題 1. 答： 6答： 1）按下啟動按鈕 ，接觸器 時間繼電器 圈均得電吸合，并自鎖， 觸點閉合，此時電動機 別與三相電源 通，此時電動機低俗運行，當時間繼電器 圈得電達到設定時間后， 輔助延時閉合的常開觸點閉合，而 輔助延時斷開的常閉觸點斷開，接觸器 圈斷電， 觸點斷開，而 常閉互鎖觸點閉合，因此接觸器 圈同時得電， 主觸點閉合， 電動機 過 主觸點短接，電動機 2 與三相電源 通，此時電動機告訴運行。 當按下停止安鈕 過載 有元件的線圈斷電， 觸點斷開，電動機自由停車。 2） I/O 端口連接圖 項目五 習題及思考題 （答案不唯一，僅供參考） 輸入輸出分配 I： 啟動按鈕 停止按鈕 Y： 機 機 機 答案不唯一，僅供參考） 輸入輸出分配 I： 啟動按鈕 停止按鈕 Y： 裝料電磁閥 電機前進接觸器 卸料電磁閥 電機后退接觸器 答案不唯一，僅供參考） 輸入輸出分配 D D 0 1 D D D D D D 目六 習題及思考題 項目七 習題及思考題 能指令 也叫 應用 指令，主要用于數(shù)據(jù)的傳送、運算、變換及程序控制等功能。 功能指令主要分為 程序流控制功能指令 、 傳遞和比較功能指令 、 運算功能指令 和 其他功能指令 。 位元件用于存放 1 個二進制數(shù)，字元件用于存放 1 個 16位的二進制數(shù) 。占用的存儲單元位數(shù)不一樣，存儲的數(shù)值大小不一樣。 需要的時候，字元件也可以用位元件進行組合使用，以 形式表示，稱為“位組合元件 ”。 示 3 ， 4 個輸入繼電器的組合。 位元件 、 字元件 、 位元件 、 3 組成 、 字元件 、 位元件 、 7 組成 、 位元件。 功能指令 在梯形圖中用功能框圖表達 。 為功能代號 (每條功能指令都有一固定的編號， 能指令代號從 為助記符。功能指令的助記符是該條指令的英文縮寫詞。 為數(shù)據(jù)長度 (D)指示。功能指令中大多數(shù)涉及到數(shù)據(jù)運算和操作，而數(shù)據(jù)的表示以字長表示有 16 位和 32 位之分。因此有 (D)表示為 32 位數(shù)據(jù)操作指令，無 (D) 則表示為 16 位數(shù)據(jù)操作指令。 為脈沖連續(xù)執(zhí)行指令標志 (P)。功能指令中若帶有 (P)，則為脈沖執(zhí)行指令，即當條件滿足時僅執(zhí)行一個掃描周期。若指令中沒有 (P)則為連續(xù)執(zhí)行指令。 為某些特殊指令連續(xù)執(zhí)行的符號。如圖 7示加 1 指令，該指令為連續(xù)執(zhí)行的加 1 指令，每一掃描周期數(shù)據(jù)源 (內容都發(fā)生變化。 為操作數(shù)。操作數(shù)即為功能指令所涉及的參數(shù) (或稱數(shù)據(jù) )，操作數(shù)按功能分 為 源操作數(shù)、目標操作數(shù)和其他操作數(shù)；按組成形式分 為 位元件、字元件和常數(shù)。 輸 入 輸 出 器 件 說 明 器 件 說 明 止按鈕 0 正轉接觸器 1 正轉啟動