電氣控制與PLC

1、第一章1-2單相交流電磁鐵的短路環(huán)斷裂或脫落后，在工作中會出現(xiàn)什么現(xiàn)象？為什么？短路環(huán)斷裂時(shí)不能形成回路，F(xiàn)2=0則會產(chǎn)生振動(dòng)。當(dāng)短路環(huán)脫落后，會振動(dòng)和噪音。1-8熱繼電器與熔斷器的作用有何不同？熱繼電器用于過載保護(hù)，當(dāng)過載時(shí)觸頭斷開，還可以繼續(xù)使用；可以有兩相和三相結(jié)構(gòu)，一相過載時(shí)，可以切斷三相。熔斷器用于短路保護(hù)，當(dāng)镕體斷后就必須更換；一相過載時(shí)就會镕斷一相。1-11感應(yīng)式速度繼電器怎樣實(shí)現(xiàn)動(dòng)作的？用于什么場合？主要由轉(zhuǎn)子、定子和觸頭組成。轉(zhuǎn)子是一個(gè)圓柱形永久磁鐵，定子是一個(gè)籠型空心圓環(huán)，由硅鋼片疊成，并裝有籠型的繞組。速度繼電器的轉(zhuǎn)軸應(yīng)與被控電動(dòng)機(jī)的軸相聯(lián)接，當(dāng)電動(dòng)機(jī)軸旋轉(zhuǎn)時(shí)，速度繼電器

2、的轉(zhuǎn)子隨之轉(zhuǎn)動(dòng)。這樣定子圓環(huán)內(nèi)的繞組便切割轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)磁場，產(chǎn)生使圓環(huán)偏轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)矩。偏轉(zhuǎn)角度與電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速成正比。當(dāng)轉(zhuǎn)速使定子偏轉(zhuǎn)到一定角度時(shí)，與定子圓環(huán)連接的擺錘推動(dòng)觸頭，使常閉觸頭分?jǐn)?，?dāng)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速進(jìn)一步升高后，擺錘的繼續(xù)偏轉(zhuǎn)，使動(dòng)觸頭與靜觸頭的常開觸頭閉合。當(dāng)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速下降時(shí)，圓環(huán)偏轉(zhuǎn)角度隨之下降，動(dòng)觸頭在簧片作用下復(fù)位（常開觸頭斷開，常閉觸頭閉合）。當(dāng)電動(dòng)機(jī)制動(dòng)轉(zhuǎn)速下降到一定值時(shí)，由速度繼電器切斷電動(dòng)機(jī)控制電路。1-13接觸器的作用是什么？根據(jù)結(jié)構(gòu)特征如何區(qū)分交、直流接觸器？接觸器是一種用于頻繁地接通或斷開交直流主電路、大容量控制電路等大電流電路的自動(dòng)切換電器。在功能上接觸器除能自動(dòng)切換外，

3、還具有手動(dòng)開關(guān)所缺乏的遠(yuǎn)距離操作功能和失壓（或欠壓）保護(hù)功能，但沒有自動(dòng)開關(guān)所具有的過載和短路保護(hù)功能。接觸器生產(chǎn)方便，成本低，主要用于控制電動(dòng)機(jī)、電熱設(shè)備、電焊機(jī)、電容器組等。是電力拖動(dòng)自動(dòng)控制線路中應(yīng)用最廣泛的電器元件。交流接觸器鐵心為雙E型，由硅鋼片疊成。在靜鐵心端面上嵌入短路環(huán)。對于CJO、CJ10系列交流接觸器,大都采用銜鐵作直線運(yùn)動(dòng)的雙E直動(dòng)式或螺管式電磁機(jī)構(gòu)。而CJ12、CJ12B系列交流接觸器，則采用銜鐵繞軸轉(zhuǎn)動(dòng)的拍合式電磁機(jī)構(gòu)。線圈做成短而粗的形狀，線圈與鐵心之間留有空隙以增加鐵心的散熱效果。直流接觸器所不同的是除觸頭電流和線圈電壓為直流外，其觸頭大都采用滾動(dòng)接觸的指形觸頭，

4、輔助觸頭則采用點(diǎn)接觸的橋形觸頭。鐵心由整塊鋼或鑄鐵制成，線圈制成長而薄的圓筒形。為保證銜鐵可靠地釋放，常在鐵心與銜鐵之間墊有非磁性墊片。1-17畫出下列電器元件的圖形符號，并標(biāo)出其文字符號。第二章習(xí)題解答2-4有二臺電動(dòng)機(jī)，試擬定一個(gè)既能分別起動(dòng)、停止，又可以同時(shí)起動(dòng)、停車的控制線路。使用中間繼電器使用復(fù)合按鈕2-5試設(shè)計(jì)某機(jī)床主軸電動(dòng)機(jī)的主電路和控制電路。要求：（1）Y/起動(dòng);（2）能耗制動(dòng)；（3）電路具有短路、過載和失壓保護(hù)。2-6設(shè)計(jì)一個(gè)控制電路，要求：第一臺電機(jī)起動(dòng)運(yùn)行3S后，第二臺電機(jī)才能自行起動(dòng)，運(yùn)行8S后，第一臺電機(jī)停轉(zhuǎn)，同時(shí)第三臺電機(jī)起動(dòng)，運(yùn)行5S后，電動(dòng)機(jī)全部斷電。2-7設(shè)計(jì)

5、一個(gè)鼠籠型電動(dòng)機(jī)的控制電路，要求：（1）既能點(diǎn)動(dòng)又能連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)；（2）停止時(shí)采用反接制動(dòng)；（3）能在兩處進(jìn)行起動(dòng)和制動(dòng)。2-8試設(shè)計(jì)一個(gè)往復(fù)運(yùn)動(dòng)的主電路和控制電路。要求：（1）向前運(yùn)動(dòng)到位停留一段時(shí)間再返回；（2）返回到位立即向前；（3）電路具有短路、過載和失壓保護(hù)。第四章習(xí)題解4- 4某電動(dòng)機(jī)要求只有在繼電器KA1KA2KA3中任何兩個(gè)動(dòng)作時(shí)才能運(yùn)轉(zhuǎn)，而在其他條件下都不運(yùn)轉(zhuǎn)，試用邏輯設(shè)計(jì)法設(shè)計(jì)其控制線路KM0KA1KA2KA3KA1KA2KA3KA1KA2KA300011110KM=KA1KA2KA3+KA1KA2KA3+KA1KA2KA3KA1KA2KA3+KA1(KA2KA3+KA2KA3

6、)4-5設(shè)計(jì)一個(gè)小型吊車的控制線路。小型吊車有3臺電動(dòng)機(jī)，橫梁電機(jī)M1帶動(dòng)橫梁在車間前后移動(dòng)，小車電機(jī)M2帶動(dòng)提升機(jī)構(gòu)在橫梁上左右移動(dòng)，提升電機(jī)M3升降重物。3臺電機(jī)都采用直接起動(dòng)，自由停車。要求:（1）3臺電動(dòng)機(jī)都能正常起、保、停；(2)在升降過程中，橫梁與小車不能動(dòng);(3)橫梁具有前、后極限保護(hù)，提升有上、下極限保護(hù)。SB2-FSB4-FSB6-F橫梁電機(jī)M1:前KM1,后KM2停止按鈕SB1,前啟動(dòng)按鈕SB2-Z,后啟動(dòng)按鈕小車電機(jī)M2:左KM3,右KM4,停止按鈕SB3，左啟動(dòng)按鈕SB4-Z,右啟動(dòng)按鈕提升電機(jī)M3:上KM5,下KM6停止按鈕SB5,上啟動(dòng)按鈕SB6-Z,下啟動(dòng)按鈕行程

7、幵關(guān)：SQ前，SQ后,SQ上，SQ下fKM=(X關(guān)主+X關(guān)約)(X開主X開約+KM增加互鎖環(huán)節(jié)：KM1與KM2互鎖，KM3與KM4互鎖，KM5與KM6互鎖KM5,KM6與KM1,KM2,KM3,KM互鎖增加極限保護(hù)：在KM1線路中增加SQ前，在KM2線路中增加SQ后在KM5線路中增加SQ上，在KM6線路中增加SQ下在KM5線路中增加SQ上，在KM6線路中增加SQ下KM6RFR1FR1SB1SB2-FKM5KM6SB3FR2SB2-zSQ前|KM12-F|戶、KM2p>xy孑SQsb4KM3ISB4-F汁嚴(yán)KM4KM2/KM1AKM1KM2M正轉(zhuǎn)M反轉(zhuǎn)KM4KM3*KM5M點(diǎn)動(dòng)正轉(zhuǎn)KM5路

8、和控制線路如下KM3KM4M正轉(zhuǎn)M反轉(zhuǎn)KM6M點(diǎn)動(dòng)反轉(zhuǎn)解:主電第五章部分習(xí)題解5- 8試分析圖5-17所示梯形圖的工作過程，為什么能形成周而復(fù)始振蕩的？并畫出波形圖。解:因程序中使用了一個(gè)時(shí)間繼電器T5及一個(gè)輸出繼電器Y005。當(dāng)X005=1時(shí),T5每延時(shí)5秒就自復(fù)位一次，并觸發(fā)Y005接通，斷幵，反復(fù)交替進(jìn)行，形成周期為1秒的振蕩器。波形如下:第六章部分習(xí)題解6- 3定時(shí)器和計(jì)數(shù)器各有哪些使用要素？如果梯形圖線圈前的觸點(diǎn)是工作條件，定時(shí)器和計(jì)數(shù)器工作條件有什么不同？定時(shí)器和計(jì)數(shù)器的使用要素有地址、設(shè)定值和當(dāng)前值寄存器。并通過十進(jìn)制常數(shù)K和數(shù)據(jù)寄存器的內(nèi)容設(shè)定設(shè)定值。定時(shí)器前的觸點(diǎn)為ON則開始

9、定時(shí)，計(jì)數(shù)器前的觸點(diǎn)為ON則計(jì)數(shù)器的當(dāng)前值加1;高速計(jì)數(shù)器前的觸點(diǎn)是用來啟動(dòng)或復(fù)位的。65畫出與下列語句表對應(yīng)的梯形圖66寫出圖6-74所示梯形圖對應(yīng)的指令表6- 7寫出圖675所示梯形圖對應(yīng)的指令表解:解:LDX000LDIX005ANDX011LDIX015ANIX001NDX006ORIX012ANIX016ORM100ORBANBLDY000ANDX002ANIX007LDIX013ANDX014LDX003O)RBANDM100ORBANDX004LDIX010ORBANBvtOUTM100rOUTY0006-8寫出圖6-76所示梯形圖對應(yīng)的指令表解:解:ORY001MPP圖6%題6

10、-9程序ORY000LDX005IX001MPSAND*MO0TORANIX010YM101M206(1100000X011OUTMPSANDM101OUTLDX02IMRDOUTMPPANBM100M101Y000Y002解:ANIX0Y003X000216- 9畫出圖6-77中M206的波形6-10畫出圖6-78中Y0的波形611用主控指令畫出圖679的等效電路，并寫出指令表程序PLCPLC6-12.設(shè)計(jì)一個(gè)四組搶答器，任一組搶先按下按健后，顯示器能及時(shí)顯示該組的編號并使蜂鳴器發(fā)出響聲，同時(shí)鎖住搶答器，使其它組按下按鍵無效。搶答器有復(fù)位開關(guān)，復(fù)位后可重新?lián)尨?，設(shè)計(jì)其程序。解:梯形圖程序如下

11、:613設(shè)計(jì)一個(gè)節(jié)日禮花彈引爆程序。禮花彈用電阻點(diǎn)火引爆器引爆。為了實(shí)現(xiàn)自動(dòng)引爆，以減輕工作人員頻繁操作的負(fù)擔(dān)，保證安全，提高動(dòng)作的準(zhǔn)確性，采用PLC控制，要求編制以下兩種控制程序。(1) 112個(gè)禮花彈，每個(gè)引爆間隔為；1314個(gè)禮花彈，每個(gè)引爆間隔為。(2) 16個(gè)禮花彈引爆間隔，引爆完后停10s，接著712個(gè)禮花彈引爆，間隔，引爆完后又停10s，接著1318個(gè)禮花彈引爆，間隔，引爆完后再停10s，接著1924個(gè)禮花彈引爆，間隔。引爆用一個(gè)引爆啟動(dòng)開關(guān)控制。解:X000嚴(yán)Y000-IT200K10T201-Y001T201-K10-"Y004二$rT204-K10T206-IPT

12、207Hb、廠Y007T207花'Y010-_T208-T208K10K10T209T210K10T210Y013T211T卜亍21廠二一K20T212Hl-Y014二一.T212.-K20一.Y015ENDT200T202T卜T203T卜I,L1203二.-_K10T204T206T卜T207T卜T208-"Y00r'>K10I2T208K10U011I7209K10615設(shè)計(jì)3分頻、6分頻功能的梯形圖。'Y013"K1000第七章部分習(xí)題解SQ1時(shí),7-2有一小車運(yùn)行過程如圖7-35所示。小車原位在后退終端，當(dāng)小車壓下后限位開關(guān)按下啟動(dòng)按鈕

13、SB,小車前進(jìn)。當(dāng)運(yùn)行至料斗下方時(shí)，前限位開關(guān)SQ2動(dòng)作，此時(shí)打開料斗給小車加料，延時(shí)8s后關(guān)閉料斗。小車后退返回，碰撞后限位開關(guān)SQ1動(dòng)作時(shí)，打開小車底門卸料，6s后結(jié)束，完成一次動(dòng)作。如此循環(huán)。請用狀態(tài)編程思想設(shè)計(jì)其狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖。7- 6選擇性分支狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖如圖7-36所示。請繪出狀態(tài)梯形圖并對其進(jìn)行編程。78并行分支狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖如圖7-38所示。請繪出狀態(tài)梯形圖并對其進(jìn)行編程。7-10有一狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖如圖740所示。請繪出狀態(tài)梯形圖并對其進(jìn)行編程。712試?yán)L出圖7-30按鈕式人行橫道交通燈控制SFC圖的狀態(tài)梯形圖解:M8002K300車道黃燈K100車道紅燈車道綠燈人行道紅燈綠燈K150K5人

14、行道K50對狀態(tài)S33（閃爍的點(diǎn)）T4一一暗/亮S33動(dòng)作次數(shù)計(jì)數(shù)的計(jì)數(shù)器觸點(diǎn)C（在5次計(jì)數(shù)時(shí)動(dòng)作C0T5S32C0-T5人行道綠燈K5K5S34T6S0M8002Y002S22-S23Hll-S30TinS31Hlf-S32OES33-S34T卜CZ>K100T1HFT2Hl-T3HHT4Hl-C0T541IHSETS23Y001.Y005Y006SETS31SETS32SETS33Y006.C0K5-T5-K5S32Y005RSTC0SETS347-14圖7-42所示是用計(jì)數(shù)器控制循環(huán)操作次數(shù)的的狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖，試畫出它的STL圖，并寫出其程序。7- 15四臺電動(dòng)機(jī)動(dòng)作時(shí)序如圖7-43所

15、示。M1的循環(huán)動(dòng)作周期為34s,M1動(dòng)作10s后M2M3啟動(dòng)，M1動(dòng)作15s后，M4動(dòng)作，M2M3M4的循環(huán)動(dòng)作周期為34s，用步進(jìn)順控指令，設(shè)計(jì)其狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖，并進(jìn)行編程。第八章部分習(xí)題及思考題8- 10某化工設(shè)備設(shè)有外應(yīng)急信號，用以封鎖全部輸出口，以保證設(shè)備的安全。試用中斷方法設(shè)計(jì)相關(guān)梯形圖。8-11設(shè)計(jì)一個(gè)時(shí)間中斷子程序，每20ms讀取輸入口K2X000數(shù)據(jù)一次，每1s計(jì)算一次平均值,并送D100存儲。8-13用CMP旨令實(shí)現(xiàn)下面功能：X000為脈沖輸入，當(dāng)脈沖數(shù)大于5時(shí)，Y001為ON反之，Y000為ON編寫此梯形圖。8-14三臺電機(jī)相隔5S起動(dòng)，各進(jìn)行10S停止，循環(huán)往復(fù)。使用傳送比較

16、指令完成控制要求。解:4H65正確后2S,開照明；按8-15試用比較指令，設(shè)計(jì)一密碼鎖控制電路。密碼鎖為四鍵，若按H87正確后3S,開空調(diào)。8- 20試編寫一個(gè)數(shù)字鐘的程序。要求有時(shí)、分、秒的輸出顯示，應(yīng)有起動(dòng)、清除功能。進(jìn)可考慮時(shí)間調(diào)整功能。HL1HL4四燈分別8-21試用SFTL位左移指令構(gòu)成移位寄存器，實(shí)現(xiàn)廣告牌字的閃耀控制。用照亮“歡迎光臨”四個(gè)字。其控制流程要求如表8-99所示。每步間隔1s。表8-99廣告牌字閃耀流程><12345678HL1XXXHL2XXXHL3XXXHL4XXX8-22如何用雙按鈕控制5臺電動(dòng)機(jī)的ONKOFF。8-23試用DECO旨令實(shí)現(xiàn)某噴水池花

17、式噴水控制。第一組噴嘴4s二組噴嘴2s宀均停1s宀重復(fù)上述過程。第九章部分習(xí)題及思考題9- 4設(shè)計(jì)控制3臺電機(jī)M1、M2M3的順序啟動(dòng)和停止的程序?？刂埔笫牵喊聪聠?dòng)按鈕1秒后M1啟動(dòng)，M1運(yùn)行5秒后M2啟動(dòng)，M2運(yùn)行3秒后M3啟動(dòng)。停車時(shí)，按下停車按鈕1秒后，M3停止，M3停止3秒后，M2停止，M2停止5秒后，M1停止。解：(1)輸入/輸出接點(diǎn)分配輸入接點(diǎn)分配輸出接點(diǎn)分配啟動(dòng)按鈕X000電機(jī)M1Y001停止按鈕X001電機(jī)M2Y002電機(jī)M3Y003(2)程序設(shè)計(jì)9- 5有一運(yùn)輸系統(tǒng)由四條運(yùn)輸帶順序相連而成，分別用電動(dòng)機(jī)M1、M2M3M4拖動(dòng)，控制要求是：(1) 按下啟動(dòng)按鈕后，M4先啟動(dòng)

18、，經(jīng)過10秒M3啟動(dòng)，再過10秒M2啟動(dòng)，再過10秒M1啟動(dòng)。(2) 按下停止按鈕時(shí)，電動(dòng)機(jī)的停止順序與啟動(dòng)順序相反，間隔時(shí)間仍為10秒。(3) 當(dāng)某運(yùn)輸帶電機(jī)過載時(shí)，該運(yùn)輸帶及前面運(yùn)輸帶立即停止，而后面的運(yùn)輸帶電機(jī)待運(yùn)完料后才停止。例如，M2電機(jī)過載，M1、M2立即停止，經(jīng)過10秒，M4停止，再經(jīng)過10秒，M3停止。試設(shè)計(jì)出滿足以上要求的梯形圖程序。解:(1)輸入/輸出接點(diǎn)分配(2)程序設(shè)計(jì)9-6某液壓動(dòng)力滑臺在初始狀態(tài)時(shí)停在最左邊，行程開關(guān)X000接通時(shí)，按下啟動(dòng)按鈕X005,動(dòng)力滑臺的進(jìn)給動(dòng)力如圖9-13所示。工作一個(gè)循環(huán)后，返回初始位置?？刂聘麟姶砰y的Y001Y004在各工步的狀態(tài)如表9-4所示。畫出狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖，并用基本指令、移位指令、步進(jìn)指令寫出步進(jìn)梯形圖。解：(1)輸入/輸出接點(diǎn)分配輸入接點(diǎn)分配輸出接點(diǎn)分配原點(diǎn)行程開關(guān)X000電磁閥1Y001工進(jìn)1行程開關(guān)X001電磁閥3Y002工進(jìn)2行程開關(guān)X002電磁閥3Y003終點(diǎn)行程開關(guān)X003電磁閥4Y004啟動(dòng)按鈕X005(2)程序設(shè)計(jì)邏輯設(shè)計(jì)法基本指令編程態(tài)轉(zhuǎn)移圖、梯形圖。9-7輸入接點(diǎn)分配輸出接點(diǎn)分配啟