电气控制与plc习题

第二章习题答案

1．电气系统图主要有哪些？各有什么作用和特点 ？ 答：电气原理图：电器布置图 电气安装接线图。

电气原理图：根据控制线图工作原理绘制，具有结构简单，层次分明。主要用于研究和分析电路工作原理。

电气布置安装图：主要用来表明各种电气设备在机械设备上和电气控制柜中的实际安装位置，为机械电气在控制设备的制造、安装、维护、维修提供必要的资料。

电气安装接线图：是为了进行装置、设备或成套装置的布线提供各个安装接线图项目之间电气连接的详细信息，包括连接关系，线缆种类和敷设线路。

2．电气原理图中电QS、FU、KM、KA、KT、KS、FR、SB、SQ分别代表什么电气元件的文字符号？

答：QS 刀开关、FU 熔断器、KM 接触器、KA 中间继电器、KT 时间继电器、KS 速度继电器、FR 热继电器、SB 按钮、SQ 行程开关。 3．电气原理图中，电器元件的技术数据如何标注？

答：（1）电气元件明细表：元器件名称、符号、功能、型号、数量等 （2）用小号字体注在其电气原理图中的图形符号旁边。

4．什么是失电压、欠电压保护？采用什么电器元件来实现失电压，欠电压保护？ 答：由接触器本身的电磁机构来实现，当电源电压严重过低或失压时，接触器的衔铁自行释放，电动机失电而停机。 接触器

5．点动、长动在控制电路上的区别是什么？试用按钮、转换开关、中间继电器、接触器等电器，分别设计出既能长动又能点动的控制线路。

答：点动与长动在电气控制上的区别是：点动按钮两端没有并接接触器的常开触电；长动按钮两端并接接触器的常开触电。

6．在电动机可逆运行的控制线路中，为什么必须采用联锁环节控制？有的控制电路已采用

了机械联锁，为什么还要采用电气联锁？若两种触头接错，线路会产生什么现象？ 答：（1）联锁控制是在控制线路中一条支路通电时保证另一条支路断电。

（2）双重互锁，此种控制线路工作可靠性高，操作方便，为电力拖动系统所常用。电气互锁控制过程为从一个运行状态到另一个运行状态必须经过停止既“正-停-反”。双重互锁从一个运行状态到另一个运行状态可以直接切换既“正-反-停”。

8．什么叫直接启动？直接启动有何优缺点？在什么条件下可允许交流异步电动机直接启动？

答：所谓的直接启动把电源电压直接加到电动机的接线端，这种控制线路结构简单，成本低，仅适合于实践电动机不频繁启动，不可实现远距离的自动控制。

满足此式可以直接启动以下电动机可以直接启动。

，否则不允许。在一般情况下，7.5KW

9．什么叫减压启动？有哪几种方法？各有什么特点及适用场合？

答：所谓减压起动是指利用起动设备将电压适当降低后加到电动机的定子绕组上进行起动，待电动机起动运转后，再使其电压恢复到额定值正常运行。

减压起动方法有四种：（1）定子绕组中串接电阻降压起动（2）Y/△减压起动（3）自耦变压器减压起动（4）延边三角形减压起动。

第四章

4-1、简述可编程控制器的基本组成及各部分功能。 答：PLC基本的组成：

1、中央处理器（CPU）：接收并存储器和数据；用扫描的方式接收现场输入设备的状态和数据；自诊断；完成用户程序中规定的逻辑、算术运算任务。 2、存储器：有三种RAM、EPROM、EEPROM EPROM：存放系统程序，只读存储器，不可更改。

RAM：存放I/O映像和各类软设备，是一种读写存储器，存放速度快，由锂电池支持。 EEPROM：是一种电可擦写的只读存储器。

3、输入/输出（I/O）接口：是CPU与现场I/0装置或其他外部设备之间的连接部件。 输出方式有：继电器方式 晶体管方式 晶闸管方式

4、电源：为PLC提供工作电能。有+5V、±15V直流电源；高电压大电流的功率电源；锂电池及充电电源

5、编程器是用于用户程序的编制、编辑、调试检查和监视。还可以通过其键盘去调用和显示PLC的一些内部状态和系统参数。

编程器分为简易性和智能型两类。前者只能连机编程而后者即可连机编程又可脱机编程。不同档次的PLC产品应选配相应的编程器。

4-2、简述可编程控制器的几种程序设计语言及各自特点。 答：梯形图、布尔助记符、高级语言。

梯形图程序设计语言是用梯形图的图形符号来描述程序的一种程序设计语言。 梯形图程序设计语言的特点是：

1）与电气操作原理图相对应，具有直观性和对应性。

2）与原有继电器逻辑控制技术相一致，对电气技术人员来说，易于掌握和学习。 3）与原有的继电器逻辑控制技术的不同点是，梯形图中的能流（Power FLow）不是实际意义的电流，内部的继电器也不是实际存在的继电器，因此，应用时，需与原有继电器逻辑控制技术的有关概念区别对待。

布尔助记符程序设计语言是用布尔助记符来描述程序的一种程序设计语言。 布尔助记符程序设计语言具有下列特点：

1）采用布尔助记符来表示操作功能，具有容易记忆，便于撑握的特点。

2）在编程器的键盘上采用布尔助记符表示，具有便于操作的特点，可在无计算机的场合进行编程设计。

3）与梯形图有一一对应关系。其特点与梯形图语言基本类同。

功能表图（Sepuential Function Chart）程序设计语言是用功能表图来描述程序的一种高级程序设计语言。它是近年来发展起来的一种程序设计语言。 功能表图程序设计语言的特点是：

1）以功能为主线，条理清楚，便于对程序操作的理解和沟通。

2）对大型的程序，可分工设计，采用较为灵活的程序结构，可节省程序设计时间和调试时间。

3）常用于系统的规模校大，程序关系较复杂的场合。

4）只有在活动步的命令和操作被执行，对活动步后的转换进行扫描，因此，整个程序的扫描时间较其他程序编制的程序扫描时间要大大缩短。

4-3 PLC对用户程序的执行过程是通过CPU的周期循环扫描并采用集中采样、集中输出的工作方式来完成的。当PLC开始运行时，首先清除输入输出寄存器状态表的原有内容，然后进行自诊断，自检CPU及I/O组件，确认其工作正常后，开始循环扫描。

当PLC投入运行后，其工作过程一般分为三个阶段，即输入采样、用户程序执行和输出刷新三个阶段。完成上述三个阶段称作一个扫描周期。在整个运行期间，PLC的CPU以一定的扫描速度重复执行上述三个阶段。输入采样阶段、 用户程序执行阶段、 输出刷新阶段. 4-4、简述可编程控制器的工作原理，如何理解可编程控制器的循环扫描工作过程： 答：一、PLC的特点

PLC之所以高速发展，除了工业自动化的客观需要外，还有许多适合工业控制的独特的优点，它较好地解决了工业控制领域中普遍关心的可靠、安全、灵活、方便、经济等问题，其主要特点如下： 1．高可靠性

2．丰富的I/O接口模块 3．采用模块化结构 4．编程简单易学 5．安装简单，维修方便

第一章习题答案

1-1、如何区分直流电磁系统和交流电磁系统？如何区分电压线圈和电流线圈 答：

直流电磁铁铁心由整块铸铁铸成，而交流电磁铁的铁心则用硅钢片叠成，以减小铁损。实际应用中，由于直流电磁铁仅有线圈发热，所以线圈匝数多、导线细，制成细长形，且不设线圈骨架，铁心与线圈直接接触，利于线圈的散热。而交流电磁铁由于铁心和线圈均发热，所以线圈匝数少，导线粗，制成短粗形，吸引线圈设有骨架，且铁心与线圈隔离，利于铁心与线圈的散热。 1-2、 接触器的主要结构有哪些？交流接触器和直流接触器如何区分？ 答：接触器的结构主要由电磁系统，触头系统，灭弧装置和其他部件等组成。

直流接触器的结构和工作原理基本上与交流接触器相同。在结构上也是由电磁机构、触头系统和灭弧装置等部分组成。但也有不同之处，在电磁机构方面采用衔铁绕棱角转动的拍合式结构；主触头方面常采用滚动接触的指形触头，通常为一对或两对；灭弧装置采用磁吹式灭弧。 1-3 、中间继电器的作用是什么？中间继电器与接触器有何区别？

答：中间继电器的作用是将一个输入信号变成多个输出信号或将信号放大即增大触头容量的继电器。

中间继电器和接触器的区别：中间继电器的触头对数多，触头容量较大（额定电流5A～10A），动作灵敏。其主要用途是当其它继电器的触头对数或触头容量不够时，可借助中间继电器来扩大触头数目，起到中转或变换作用；接触器触点有主触点和辅助触点之分，而中间继电器没有主、辅助触点之分。

1-4、对于星形联接的三相异步电动机能否用一般三相结构热继电器做断相保护？为什么？对于三角形联结的三相异步电动机必须使用三相具有断相保护的热继电器，对么？

答：可以。因为星形接法相线电流相等，当缺相时，流过热继电器的电流增大，一段时间后热继电器动作，能起断路保护。对于三角形接法的电动机必须选用断相保护的热继电器。 1-6 、在电动机的控制电路中，热继电器与熔断器各起什么作用？

答：电动机的控制电路中热继电器是专门用来对连续运行的电动机实现过载及断相保护，以防电动机因过热而烧毁的一种保护电器。熔断器是低压配电系统和电力拖动系统中起短路保护作用的电器。

1-7、低压断路器具有哪些拖扣装置？试分别说明其功能。

答：自由脱扣机构、过电流脱扣器、失压脱扣器、过电流脱扣器、热脱扣器的

自动开关的主触头是靠操作机构手动或自动合闸，主触头闭合后，自由脱扣机构将主触头锁在合闸位置上。过电流脱扣器的线圈和热脱扣器的热元件与主电路串联，失压脱扣器的线圈与电路并联。当电路发生短路或严重过载时，过电流脱扣器的衔铁被吸合，使自由脱扣机构动作；当电路过载时，热脱扣器的的热元件产生的热量增加，加热双金属片，使之向上弯曲，推动自由脱扣机构动作。当电路失压时，失压脱扣器的衔铁释放，也使自由脱口机构动作。自由脱扣机构动作时自动脱扣，使开关自动跳闸，主触头断开分断电路。分励脱扣器则作为远距离控制分断电路之用。

1-8、按钮与行程开关有何异同点？

答：按钮与行程开关的工作原理相同，区别在于：行程开关不是靠手的按压，而是利用生产机械运动部件的挡铁碰压而使触头动作。