電氣控制及PLC習題及答案

1、習題及答案電氣控制及PLC應用第一部分電氣控制部分項目一 電動機正反轉控制線路1電路中FU、KM、KA、FR和SB分別是什么電器元件的文字符號？答：熔斷器、接觸器、繼電器、熱繼電器、按鈕2鼠籠型異步電動機是如何改變旋轉方向的？答：改變電動機三相電源的相序即可改變電動機的旋轉方向，而改變三相電源的相序只需任意調換電源的兩根進線3什么是互鎖（聯(lián)鎖）？什么是自鎖？試舉例說明各自的作用。答：自鎖：典型的應用是用自己的常開觸點與開啟按鈕并聯(lián)，鎖定回路。即使開啟按鈕彈開了，由于有自鎖觸點的連接，仍可形成回路。這種接法就叫做“自鎖”。 互鎖：典型的應用是將繼電器A的常閉觸點串聯(lián)在其他回路當中，而其他回路中繼

2、電器B的常閉觸電串聯(lián)在繼電器A的回路中。當繼電器A的線圈先得電時，它的常閉觸電會斷開繼電器B的回路。相反，如果繼電器B的線圈先得電時，它的常閉觸電會斷開繼電器A的回路。這樣互相牽制，起到一定的邏輯作用。這種接法就叫“互鎖”。 4低壓電器的電磁機構由哪幾部分組成?答：電磁系統(tǒng)主要由線圈、鐵芯（靜鐵芯）和銜鐵（動鐵芯）3部分組成5熔斷器有哪幾種類型？試寫出各種熔斷器的型號。熔斷器在電路中的作用是什么？答：熔斷器按結構形式分為半封閉插入式、無填料封閉管式、有填料封閉管式、螺旋自復式熔斷器等。其中，有填料封閉管式熔斷器又分為刀形觸點熔斷器、螺栓連接熔斷器和圓筒形帽熔斷器。瓷插式RC螺旋式RL有填料式R

3、T無填料密封式RM快速熔斷器RS熔斷器的作用：熔斷器是在控制系統(tǒng)中主要用作短路保護的電器，使用時串聯(lián)在被保護的電路中，當電路發(fā)生短路故障，通過熔斷器的電流達到或超過某一規(guī)定值時，以其自身產生的熱量使熔體熔斷，從而自動分斷電路，起到保護作用。6熔斷器有哪些主要參數(shù)？熔斷器的額定電流與熔體的額定電流是不是一樣？（1）額定電壓（2）額定電流（3）分斷能力（4）時間電流特性不一樣，熔斷器的額定電流與熔體的額定電流是兩個不同的概念，通常一個額定電流等級的熔斷器可以配用若干個額定電流等級的熔體，但熔體的額定電流不能大于熔斷器的額定電流。7熔斷器與熱繼電器用于保護交流三相異步電動機時能不能互相取代？為什么？

4、答：不能，熔斷器短路保護，熱繼電器過載保護8交流接觸器主要由哪幾部分組成？簡述其工作原理。答：1）電磁機構   電磁機構由線圈、動鐵心(銜鐵)和靜鐵心組成，其作用是將電磁能轉換成機械能，產生電磁吸力帶動觸點動作。    （2）觸點系統(tǒng)   包括主觸點和輔助觸點。主觸點用于通斷主電路，通常為三對常開觸點。輔助觸點用于控制電路，起電氣聯(lián)鎖作用，故又稱聯(lián)鎖觸點，一般常開、常閉各兩對。   （3）滅弧裝置   容量在10A以上的接觸器都有滅弧裝置，對于小容量的接觸器，常采用雙斷口觸點滅弧、電動

5、力滅弧、相間弧板隔弧及陶土滅弧罩滅弧。對于大容量的接觸器，采用縱縫滅弧罩及柵片滅弧。（4）其他部件    包括反作用彈簧、緩沖彈簧、觸點壓力彈簧、傳動機構及外殼等。電磁式接觸器的工作原理如下：線圈通電后，在鐵芯中產生磁通及電磁吸力。此電磁吸力克服彈簧反力使得銜鐵吸合，帶動觸點機構動作，常閉觸點打開，常開觸點閉合，互鎖或接通線路。線圈失電或線圈兩端電壓顯著降低時，電磁吸力小于彈簧反力，使得銜鐵釋放，觸點機構復位，斷開線路或解除互鎖。9試說明熱繼電器的工作原理和優(yōu)缺點。工作原理：熱繼電器是由兩種不同熱膨脹系數(shù)的金屬片壓制組合構成，在通過電流時，造成該雙金屬體發(fā)熱膨脹，

6、因膨脹系數(shù)不同，致該雙金屬變形、彎曲，從而斷開常閉接點或接通常開接點，起到自動控制的作用。在電動機控制回路中，主要應用熱繼電器的常閉接點，其常閉接點串入電動機主控制回路接觸器的電磁線圈，通過調節(jié)熱繼電器的動作電流，在電動機超過額定工作電流時，熱繼電器雙金屬片能夠正常動作，斷開接觸器電磁線圈，從而斷開電動機電源，起到了保護電動機的目的優(yōu)缺點：目前使用得比較普遍的還是熱繼電器。熱繼電器是上個世紀五十年代初從前蘇聯(lián)引進的金屬片機械式電動機過載保護器。它結構簡單，價格低廉，在保護電動機過載方面具有反時限特性。但它的保護功能少，無斷相保護，對電機發(fā)生通風不暢、掃膛、堵轉、長期過載、頻繁啟動等故障也不能起

7、保護作用。此外，熱繼電器還存在重復性能差、大電流過載或短路故障后不能再次使用、調整誤差大、易受環(huán)境溫度的影響誤動或拒動、功耗大、耗材多、性能指標落后等缺陷。10圖1-29所示是兩種在控制電路實現(xiàn)電動機順序控制的電路(主電路略)，試分析說明各電路有什么特點，能滿足什么控制要求。圖1-29 習題10電路圖答：第一個圖順序啟動，KM1必須自鎖才能啟動KM2，同時停止第二個圖順序啟動，KM1必須自鎖才能啟動KM2，其中KM1的自鎖與控制KM2的常開觸點是分開的，停止時按下SB12可以同時停，按下SB22KM2停止，而KM1正常運行。11試設計一個控制一臺電動機的電路，要求：可正、反轉；正、反向點動；具

8、有短路和過載保護 。項目二 Z3050搖臂鉆床電氣控制1解釋Z3050型的含義2QS、FU、KM、FR、KT、2QS、FU、KM、FR、KT、SB、SQ是什么電器元件？畫出這些電器元件的圖形符號，并寫出中文名稱2QS、FU、KM、FR、KT、SB、SQ是什么電器元件？畫出這些電器元件的圖形符號，并寫出中文名稱。2QS、FU、KM、FR、KT、SB、SQ是什么電器元件？畫出這些電器元件的圖形符號，并寫出中文名稱。2QS、FU、KM、FR、KT、SB、SQ是什么電器元件？畫出這些電器元件的圖形符號，并寫出中文名稱。2QS、FU、KM、FR、KT、SB、SQ是什么電器元件？畫出這些電器元件的圖形符號

9、，并寫出中文名稱。3電流繼電器在電路中的作用是什么？它和熱繼電器有何異同？電流繼電器在電路中作為電動機或線路過載保護或短路保護；熱繼電器在電路中作為電動機過載保護，但不能作為短路保護用； 電流繼電器是根據(jù)電流的電磁效應原理工作的，熱繼電器是根據(jù)電流的熱效應原理工作的； 電流繼電器的是瞬時動作的，熱繼電器是反時限動作的。4既然在電動機的主電路中裝有熔斷器，為什么還要裝熱繼電器?裝有熱繼電器是否就可以不裝熔斷器？為什么？ 熔斷器作為電動機線路的短路保護，熱繼電器作為電動機的過載保護；當電動機過載電流小，熔體熔斷所需用的時間就較長，甚至不會熔斷，故熔斷器不能作為電動機的過載保護；當線路短路時，熱繼電

10、器熱元件發(fā)熱來不及傳遞給雙金屬片，而使熱繼電器不能動作，故熱繼電器的能作為線路的短路保護，所以裝有熱繼電器不可以不裝熔斷器。5是否可用過電流繼電器來作電動機的過載保護？為什么？電流繼電器不能作為電動機過載保護。 只有流過電流繼電器的電流等于它的動作電流時，電流繼電器才會動作，而電動機在起動時，起動電流等于額定電流的47倍，為了躲過電動機的起動電流，電流繼電器的動作值應整定在電動機額定電流的47倍，當電動機過載時，過載電流不足以使電流繼電器動作，而電動機會因過載而燒毀，因此電流繼電器不能作為電動機的過載保護。6Z3050型搖臂鉆床搖臂不能上升的原因有哪些？Z3050型搖臂鉆床搖臂不能上升的原因有

11、：（1）當控制電路正常時，搖臂升降電機壞。（2）搖臂不能放松，放松電路有問題，或機械部分卡死等原因造成搖臂不能上升。（3）當搖臂能放松時，搖臂上升控制電路有問題。（4）在涉及到控制電路有問題時，有線路的導線連接松動，電路元器件損壞，電氣元件觸點接觸不良等原因。7位置開關與按鈕開關的作用有何異同位置開關與按鈕都是靠外力的作用來使觸點動作的，按鈕是靠人主觀操作，是主令控制；位置開關是靠被控制機械裝置來操作，按照預先設定的位置來使觸點動作，是位置控制。8有2臺電動機M1和M2，要求（1）M1先啟動，經過10 s后M2啟動；（2）M2啟動后，M1立即停止。試設計其控制線路。項目三 臥式鏜床電

12、氣控制線路1什么是降壓啟動？三相鼠籠式異步電動機常采用哪些降壓啟動方法？所謂降壓啟動，就是利用某些設備或者采用電動機定子繞組換接的方法，降低啟動時加在電動機定子繞組上的電壓，而啟動后再將電壓恢復到額定值，使之在正常電壓下運行。三相籠型異步電動機常用的降壓啟動方法有定子串電阻（或電抗）、降壓、自耦變壓器啟動幾種，雖然方法各異，但目的都是為了減小啟動電流。2T68型臥式鏜床與X62W型銑床的變速沖動有什么不同，T68型臥式鏜床在進給時能否變速？T68型臥式鏜床.變速沖動控制:   主電動機M1都是以低速起動，便于齒輪嚙合。然后過渡到新先定的轉速下運行。若因頂齒而使手柄

13、無法推回時，可來回推動手柄，能過手柄運動中壓合，釋放行程開關SQ2，使電動機M1瞬間得電、斷電，產生沖動，使齒輪在沖動過程在很快嚙合，手柄推上。這時變速沖動結束，主軸電動機M1是新選定的轉速下轉動X62W型銑床的變速沖動主軸變速沖動主軸變速是通過改變齒輪的傳動比進行的主軸電動機作瞬時點動，使齒輪系統(tǒng)抖動一下，達到良好嚙合；在改變工作臺進給速度時，為使齒輪易于嚙合，也需要使進給電動機瞬時點動一下。3T68型臥式鏜床能低速啟動，但不能高速運行，試分析故障的原因。MI能低速啟動，但置“高速”擋時，不能高速運行而自動停機。M1能低速啟動，說明接觸器KM3、KM1、KM4工作正常；而低速啟動后不能換成高

14、速運行且自動停機，又說明時間繼電器KT是工作的，其動斷觸點（1320）能切斷KM4線圈支路，而動合觸點（1322）不能接通KM5線圈支路。因此，應重點檢查KT的動合觸點（1322）；此外，還應檢查KM4的互鎖動斷觸點（2223）。按此思路，接下去還應檢查KM5有無故障。4雙速電動機高速運行時通常先低速啟動而后轉入高速運行，為什么?在高速運行時，先低速起動，后高速（YY）運行，以減少啟動電流5簡述速度繼電器的結構、工作原理及用途。速度繼電器又稱反接制動繼電器。它的主要結構是由轉子、定子及觸點三部分組成。速度繼電器工作原理：速度繼電器轉子的軸與被控電動機的軸相連接，而定子空套在轉子上。當電動機轉動

15、時，速度繼電器的轉子隨之轉動，定子內的短路導體便切割磁場，產生感應電動勢，從而產生電流。此電流與旋轉的轉子磁場作用產生轉矩，于是定子開始轉動，當轉到一定角度時，裝在定子軸上的擺錘推動簧片動作，使常閉觸點斷開，常開觸點閉合。當電動機轉速低于某一值時，定子產生的轉矩減小，觸點在彈簧作用下復位。6一臺電動機接法，允許輕載啟動，設計滿足下列要求的控制電路。（1）采用手動和自動控制降壓啟動。（2）實現(xiàn)連續(xù)運轉和點動工作，并且當點動工作時要求處于降壓狀態(tài)工作。（3）具有必要的聯(lián)鎖和保護環(huán)節(jié)。7有一皮帶廊全長40 m，輸送帶采用55 kW電動機進行拖動，試設計其控制電路。設計要求如下。（

16、1）電動機采用降壓啟動控制。（2）采用兩地控制方式。（3）加裝啟動預告裝置。（4）至少有一個現(xiàn)場緊停開關。8控制電路工作的準確性和可靠性是電路設計的核心和難點，在設計時必須特別重視。試分析圖3-23是否合理？如果不合理，試改之。設計本意：按下SB2，KM1得電，延時一段時間后，KM2得電運行，KM1失電。按下SB1，整個電路失電。圖3-23 題8圖項目四 X62W萬能銑床電氣控制線路 1電磁離合器主要由哪幾部分組成？工作原理是什么？電磁離合器是由：勵磁線圈、滑環(huán)、磁軛、銜鐵、傳動軸套、摩擦片組、外連接件組成。 電磁離合器的工作原理：電磁離合器的主動部分和從動部分借接觸面的摩擦作用，或是用液體作

17、為介質（液力偶合器），或是用磁力傳動（電磁離合器）來傳動轉矩，使兩者之間可以暫時分離，又逐漸接合，在傳動過程中又允許兩部分相互轉動。 2銑床在變速時，為什么要進行沖動控制？銑床是通過改變齒輪來改變傳動比的，在變速時，換了不同的齒輪后，需要使齒輪沖動一下，以利于齒輪與齒輪間有良好的嚙合。3X62W型萬能銑床具有哪些聯(lián)鎖和保護？為何要有這些聯(lián)鎖與保護？銑床的保護有：短路保護、過載保護、失壓欠壓保護、電氣聯(lián)鎖保護、機械聯(lián)鎖保護。 銑床有六個方向的機械運動，由一臺進給電動機作正反拖動控制，在上下、左右、前后兩個相反方向運動的聯(lián)鎖保護是靠接觸器的電氣聯(lián)鎖來實現(xiàn)的。在左右、上下前后三個座標上的聯(lián)鎖保護是由

18、機械操作手柄壓合行程開關以及機械上的聯(lián)鎖來同時實現(xiàn)的。4X62W型萬能銑床工作臺運動控制有什么特點？在電氣與機械上是如何實現(xiàn)工作臺運動控制的？銑床工作臺有六個方向的運動，由十字形手柄 銑床有六個方向的機械運動，由一臺進給電動機作正反拖動控制，在上下、左右、前后兩個相反方向的聯(lián)鎖保護是靠接觸器的電氣聯(lián)鎖來實現(xiàn)的。在上下、左右、前后三個座標上的聯(lián)鎖保護是由機械操作手柄壓合行程開關以及機械上的聯(lián)鎖來同時實現(xiàn)的。5簡述X62W萬能銑床圓工作臺電氣控制的工作原理。將控制開關SA2扳至“接通”的位置，此時SA22接通而SA21與SA23斷開。在主軸電動機M1啟動的同時，KM3線圈經/p>

19、72325）的路徑通電，使M2正轉，帶動圓工作臺旋轉運動（圓工作臺只需要單向旋轉）。由KM3線圈的通電路徑可見，只要扳動工作臺進給操作的任何一個手柄，SQ3SQ6其中一個行程開關的動斷觸點斷開，都會切斷KM3線圈支路，使圓工作臺停止運動，這就實現(xiàn)了工作臺進給和圓工作臺運動的聯(lián)鎖關系。6分析銑床工作臺能向前、向后、向上、向下進給，但不能向左、向右進給的故障。故障只可能出現(xiàn)在行程開關SQ5與SQ6的常閉觸點沒接觸好，或27、29、19號線上。第二部分PLC應用部分項目五 工作臺自動往返PLC控制系統(tǒng)習題及答案1PLC的特點是什么？PLC主要應用在哪些領域？答：PLC的特點1）可靠性高、抗干擾能力強

20、2）編程簡單，使用方便：梯形圖3）功能強、 速度快，精度高，有邏輯運算，定時，計數(shù)等功能， 4） 通用性好：許多PC制成模塊式，可靈活組合5）V小，G輕，功能強，消耗底，環(huán)境適應性強，不需專門機房和空調PLC主要應用：用于邏輯控制：順序控制 最基本用途：運動控制：機器人、電梯、機械手閉環(huán)控制：工業(yè)自動化過程控制：數(shù)據(jù)處理：加減乘除通信聯(lián)網：2PLC有哪幾種輸出類型，哪種輸出形式的負載能力最強？輸出繼電器為什么分組？（1）PLC有三種輸出方式：繼電器輸出、晶體管輸出、晶閘管輸出（2）繼電器輸出形式的負載能力最強 (3)輸出繼電器分組是因為：不同的分組可以使用不同的電源和規(guī)格。3PLC的工作原理是

21、什么？PLC對用戶程序的執(zhí)行過程是：通過CPU的周期性的循環(huán)掃描的作方式PLC執(zhí)行程序分為3個階段：1、輸入處理：2、程序執(zhí)行： 3、輸出處理：4CPU226的PLC內部主要由哪幾部分組成？（1）輸入單元（2）輸出單元（3）中央處理器CPU（4）存儲器（5）電源部分（6）編程器或電腦5梯形圖與繼電-接觸器控制原理圖有哪些相同和不同？ 相同： 1、 結構形式 大致相同：梯形圖 2 、梯形圖大致沿用了繼電器電路中元件名稱和符號，僅個別不 同 3、從信號I/O形式及功能看，二者也是相同的。 不同： 1、器件組成不同：硬、軟 2、工作方式不同：并、串行 3、實施控制方式不同：硬連，編程 4、

22、觸點數(shù)量不同：有限、無限。 6編譯快捷鍵按鈕的功能是什么？編譯快捷按鈕對程序進行編譯，經編譯后在顯示器下方的輸出窗口顯示編譯結果，并能明確指出錯誤的網絡段，可以根據(jù)錯誤提示對程序進行修改，然后再次編譯，直至編譯無誤。7簡述網絡程序段的復制方法。程序復制分為單個元件復制和網絡復制兩種。單個元件復制是在光標含有編程元件時單擊復制項。網絡復制可通過在復制區(qū)拖動光標或使用Shift及上下移位鍵，選擇單個或多個相鄰網絡，網絡變黑選中后單擊復制。光標移到粘貼處后，可以用已有效的粘貼按鈕進行粘貼。8S7-200 PLC有哪幾種定時器？執(zhí)行復位指令后，定時器的當前值和位的狀態(tài)是什么？1)延時通定時器 ： 1

23、ms T 32、T 96 10 ms T 33T 36 T 97T 100 100 ms T 37T 63 T 101T 2552)保持型CPU 2161 ms : T 0、T 64 10 ms: T 1T 4 T 65T 68 100 ms T 5T 31 T 69T 95 執(zhí)行復位指令后，定時器的當前值和位的狀態(tài)置09S7-200 PLC有哪幾種計數(shù)器？執(zhí)行復位指令后，計數(shù)器的當前值和位的狀態(tài)是什么？1)加計數(shù)器2）減計數(shù)器（3）加減計數(shù)器執(zhí)行復位指令后，計數(shù)器的當前值和位的狀態(tài)是010用S、R跳變指令設計滿足如圖5-55所示波形的梯形圖。11試設計電動機點動-長車的PLC控制程

24、序。12試設計工作臺自動往返在兩邊延時5s的PLC控制程序。13試設計兩臺電動機順序啟動、逆序停止的PLC控制程序。13試設計兩臺電動機順序啟動、逆序停止的PLC控制程序。14根據(jù)圖5-56所示的指令表程序，寫出梯形圖程序。 圖5-55 題10梯形圖 圖5-56 題14指令表15寫出如圖5-57所示梯形圖的程序。(a)(b)(c)(d)圖5-57 題15梯形圖項目六 晝夜報時器PLC控制系統(tǒng)1試用PLC實現(xiàn)異步電動機的正反轉降壓啟動控制。2設計一個周期為10 s、占空比為50%的方波輸出信號。3畫出圖6-14中M0.0、M0.1、M0.2的波形。圖6-14 題3梯形圖 4畫出圖6-1

25、5中M0.0、M0.1、Q0.0的波形。圖6-15 題4梯形圖5用比較指令控制路燈的定時接通和斷開，20：00時開燈，06：00時關燈，設計PLC程序。6為了擴大延時范圍?，F(xiàn)需采用定時器和計時器來完成這一任務，試設計一個定時電路。要求在I0.0接通以后延時1 400 s，再將Q0.0接通。7試用PLC設計一個控制系統(tǒng)，控制要求如下。（1）開機時，先啟動M1電動機，5 s后才能啟動M2電動機。（2）停止時，先停止M2電動機，2 s后才能停止M1電動機。8某通風機運轉監(jiān)視系統(tǒng)，如果3臺通風機中有2臺在工作，信號燈就持續(xù)發(fā)亮；如果只有1臺通風機工作，信號燈就以

26、0.5 Hz的頻率閃亮；如果3臺通風機都不工作，信號燈就以0.25 Hz頻率閃亮；如果運轉監(jiān)視系統(tǒng)關斷，信號燈就停止運行。試設計PLC控制程序。項目七 全自動洗衣機的PLC控制系統(tǒng)1順序控制功能圖編程一般應用于什么場合？順序控制功能圖（SFC）主要用于設計具有明顯階段性工作順序的系統(tǒng)。2順序控制功能圖中狀態(tài)器的三要素是什么？（1）驅動有關負載（2）指定轉移條件（3）轉移方向（目標）3步進指令包含哪幾條指令，具體代表什么含義？LSCR S_bit：裝載順序控制繼電器（Load Sequence Control Relay）指令，用來表示一個SCR（即順序功能圖中的步）的開始。

27、SCRT S_bit：順序控制繼電器轉換（Sequence Control Relay Transition）指令，用來表示SCR段之間的轉換，即活動狀態(tài)的轉換。SCRE：順序控制繼電器結束（Sequence Control Relay End）指令，用來表示SCR段的結束。4選擇順序控制功能圖如圖7-22所示，畫出對應的梯形圖和語句表。 5并行順序控制功能圖如圖7-23所示，畫出對應的梯形圖和語句表。6畫出圖7-24的梯形圖7如圖7-25所示，小車開始停在左邊，限位開關I0.0為1狀態(tài)。按下啟動按鈕后，小車按圖中的箭頭方向運行，最后返回并停在限位開關I00處。畫出順序控制功能圖和梯形圖。項目

28、八：廣告牌循環(huán)彩燈PLC控制系統(tǒng)1使用傳送指令設計當I0.0動作時，Q0.0Q0.7全部輸出為1。2分析霓虹燈項目中是如何實現(xiàn)隔燈點亮和熄滅的。隔燈點亮通過使用SHRB指令，把I0.0(為1)每隔1S移入Q0.0Q0.7隔燈熄滅通過使用SHRB指令，把I1.0(為0)每隔1S移入Q0.7Q0.0如圖中所示。3編寫一段程序，檢測傳輸帶上通過的產品數(shù)量，當產品數(shù)達到100時，停止傳輸帶進行包裝。產品經過時動作4當I0.1動作時，使用0號中斷，在中斷程序中將0送入VB0。試設計程序。主程序 中斷程序5用定時器T32進行中斷定時，控制接在Q0.0Q0.7的8個彩燈循環(huán)左移，每秒移動一次，設計程序。主程序 中斷程序6編寫一段程序，用定時中斷0實現(xiàn)每隔4s時間VB0加1。主程序 中斷程序7編寫一段程序，用Q0.0發(fā)出10 000個周期為50 ms的PTO脈沖。主程序：子程序：