电气控制与PLC解答

一、填空题1、选择接触器时应从其工作条件出发，控制交流负载应选用（交流接触器）；控制直流负载则选用（直流接触器）。

2、接触器选用时，其主触点的额定工作电压应（大于）或（等于）负载电路的电压，主触点的额定工作电流应（大于）或（等于）负载电路的电流，吸引线圈的额定电压应与控制回路（相一致）。

3、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）。

4、试举出两种手动不频繁地接通和分断电路的开关电器：（刀开关）、（组合开关）。

5、试举出两种主令电器：（按钮）、（行程开关）。

6、试举出组成继电器接触器控制电路的两种电器元件：（接触器）、（中间继电器）。

7、当电路正常工作时，熔断器熔体允许长期通过1.2倍的额定电流而不熔断。

当电路发生（短路）时，熔体熔断切断电路。

8、熔断器熔体允许长期通过1.2倍的额定电流，当通过的（电流）越大，熔体熔断的（时间）越短。

9、凡是继电器感测元件得到动作信号后，其触头要（延时）一段时间才动作的电器称为（时间）继电器。

10、当接触器线圈得电时，使接触器（常开触点）闭合、（常闭触点）断开。

11、热继电器在电路中主要用作三相异步电动机的（过载保护）。

12、PLC输出继电器的触点与输出端子相连，输出端提供一对继电器（常开）触点用于接通负载以。

13、PLC是通过一种周期扫描工作方式来完成控制的，每个扫描周期包括（输入采样）、（程序执行）和（输出刷新）三个阶段。

14、说明下列指令意义。

MOV（数据传送）A(逻辑与)ON(逻辑或非) LD（逻辑取）=（输出）R（逻辑置位）15、下面是电机正反转的梯形图一部分。

若停止按钮I0.2常闭，按动正转按钮I0.0，则输出线圈的逻辑输出值为（0）；若I0.2常开，按动I0.0，则输出线圈的逻辑输出值为（1）。

15、电气控制图一般分为（主）电路和（控制）电路两部分。

16、按国标规定，“停止”按钮必须是（红）色，“启动”按钮必须是（绿）色。

17、笼型异步电动机降压起动控制方式有（星-三角），（自偶补偿）和（延边三角形）起动。

18、笼型异步电动机常用的电气制动方式有（能耗制动）和（反接制动）。

19、热继电器是对电动机进行（过载）保护的电器；熔断器是用于供电线路和电气设备的（短路）保护的电器。

20．S7-200PLC 的输入/输出继电器区标识符为（I/Q ），它们可以按（位）进行寻址，也可以按（字节、字或双字）进行寻址，定时器/计数器区标识符为（T/C ），其按照（编号）进行寻址。

二、指出下列电路有何错误？应如何改进？1、停止按钮SB1不能停止接触器KM 。

理由：当按动启动按钮 SB2，接触器KM 线圈通电自锁。

此时由于SB1与接触器KM 辅助触点KM 并联，不能断开线圈KM 。

改进如下：2、请分析下图所示的笼型异步电动机的正反转控制电路： （1）指出下面的主电路中各电器元件的作用；（2）根据电路的控制原理，找出主电路中的错误，并改正（用文字说明）；KM（3）根据电路的控制原理，找出控制电路中的错误，并改正（用文字说明）。

答：三相笼式异步电动机的正反转控制电路中：（1）电路中各电器元件的作用。

刀开关QF—隔离电源，KM1—正转接触器，KM2—反转接触器，热继电器FR—过载保护。

（2）主电路中的错误与改正（用文字说明）。

主电路没有短路保护——Q与KM1之间需增设熔断器FU；电动机不能反转（KM1与KM2接通时电源相序相同）——KM2与FR之间的连线任意调换两相。

（3）控制电路中的错误与改正（用文字说明）没有电气互锁，会引起电源短路——KM1线圈前串联KM2常闭辅助触点，KM2线圈前串联KM1常闭辅助触点。

不能实现过载保护——KM1、KM2线圈后应串联FR的常闭触点。

3.请分析下图所示笼型异步电动机的Y-∆降压起动控制电路：（1）指出下面的电路中各电器元件的作用。

（2）根据电路的控制原理，找出主电路中的错误，并改正（用文字说明）。

（3）根据电路的控制原理，找出控制电路中的错误，并改正（用文字说明）答：三相笼式异步电动机的Y -∆降压起动控制电路中： （1） 电路中各电器元件的作用。

刀开关Q —隔离电源，KM1—电源接触器，KM2—△连接接触器，KM3—Y 连接接触器， 热继电器FR —过载保护，时间继电器KT —延时实现Y-△切换。

（2）主电路中的错误与改正（用文字说明）。

主电路没有短路保护——Q 与KM1之间需增设熔断器FU ；电动机不能△连接（定子绕组的U2、W2位置互换）——调换定子绕组的U2、W2位置。

（3） 控制电路中的错误与改正（用文字说明）KM2、KM3没有电气互锁，会引起电源短路——KM3线圈前串联KM2常闭辅助触点，KM2线圈前串联KM3常闭辅助触点。

KT 将长时间通电——在KT 线圈前面串联KM2常闭辅助触点。

不能实现过载保护——线圈后应串联FR 的常闭触点后再接电源。

三、写出下图指令系统 答： 1、 LDN I0.0 O Q0.0LD I0.1 ON I0.2ALD O T35= Q0.0LD I0.3AN I0.1 LDN I0.0 A I0.2 OLDTON T35,+4LD I0.4LPSAN I0.0= Q0.0LPPA I0.5= Q0.22、答：TON T37,+10LD T37TON T38,+20LD T37O M0.0A I0.0O I1.1= Q0.0LD I1.0O M0.0A I0.0= M0.0LD I0.0AN M0.0O I1.1= Q0.7四、简答题1、试比较交流接触器与中间继电器的相同及不同之处，并说明如果采用PLC控制，还需要中间继电器吗？答：二者在结构上相同，都是由电磁机构、触点系统组成。

不同点：1)接触器的触点系统有主触点，辅助触点和灭弧装置，主要用在主电路中控制电机；2中间继电器触点系统触点数量较多，但无主触点和灭弧装置，用在控制电路中增加控制回路或放大信号。

如果采用PLC控制，就不需要中间继电器。

它可由PLC内部软中间继电器M替代。

2、按下列逻辑表达式画出它所表征的电路图。

KM = [SB·KA1 + KM（KA1 + KA2）]·FR答：3、电气控制中，熔断器和热继电器的保护作用有什么不同？为什么？答：熔断器在低压配电电路中主要起短路保护作用。

由于熔体是由低熔点材料制成，当通过熔断器的电流超过一定数值并经过一定时间后，电流在熔体上产生的热量使熔体某处熔化而分段电路。

热继电器对连续运行的电动机起过载保护作用。

热继电器内部有热元件，串接在电动机定子绕组中，当电机过载时，流过热元件的电流增大，经过一定的时间，热元件产生的热量使双金属片弯曲超过一定程度带动触点动作。

4、动合触点串联或并联，在电路中起什么样的控制作用？动断触点串联或并联起什么控制作用？答：在控制电路中，动合触点串联、动断触点并联起多条件控制作用；动合触点并联、动断触点串联起多地控制作用。

5、试说出交流接触器与中间继电器的相同及不同之处。

答：（与题1重复）。

6、在复杂的电气控制中，采用PLC控制与传统的继电器控制有哪些优越性？答：采用PLC控制较传统的继电器控制有以下特点：抗干扰能力强，可靠性高；控制系统结构简单，通用性强；编程简单，易于使用；功能完善，不仅可以处理开关信号，还可以处理模拟信号；设计、施工、调试的周期短；体积小，维护操作方便。

7、什么是可编程控制器？它的特点是什么？答：可编程控制器是一种数字运算操作的电子装置，专为在工业环境下应用而设计。

它采用可编程序的存贮器，用来在其内部存贮执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令，并通过数字量、模拟量的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。

可编程序控制器及其有关设备，都应按易于与工业控制系统形成一个整体，易于扩充其功能的原则设计。

特点见题6.8、可编程控制器梯形图编程规则的主要内容是什么？答：梯形图编程采用触点、线圈或指令盒等元素。

触点代表电流（能量流）的控制开关，线圈代表由电流充电的中继或输出；指令盒代表能量流到达此框时执行指令盒的功能。

梯形图排布规则为：网络必须从触点开始，以线圈或框盒结束。

每个用户程序，一个线圈或指令盒只能使用一次，并且不允许多个线圈串联使用。

9、PLC执行程序是以循环扫描方式进行的，请问每一扫描过程分为哪几个阶段？答：三个阶段：输入采样、程序执行、输出刷新。

10LD I0.0 答：AN T38TON T37,+20LD T37TON T38,+10LD T37= Q0.0五、电气控制设计题1、设计控制一台电动机正反转的电气控制电路。

要求：（1）可正反转；（2）有短路和过载保护。

请画出主电路和控制电路。

答：略。

2、一台三相异步电动机其起动和停止的要求是：当起动按钮按下后，电动机立即得电直接起动，并持续运行工作；当按下停止按钮后，需要等待20s电动机才会停止运行。

请设计满足上述要求的主电路与控制线路图（电路需具有必要的保护措施）。

答：主电路与控制电路如下图所示：3～3、用继电接触器设计三台交流电机相隔3秒顺序起动同时停止的控制线路。

答：控制电路如下图所示：KM1KM28、试设计一小车运行的继电接触器控制线路，小车由三相异步电动机拖动，其动作程序如下：⑴小车由原位开始前进，到终点后自动停止；⑵在终点停留一段时间后自动返回原位停止；⑶在前进或后退途中任意位置都能停止或启动。

答：KM1KT KA六、PLC 控制设计题1、PLC 控制电机循环正反转：控制要求：用基本指令编程，控制电动机循环正反转。

电动机正转5秒，停3秒。

电动机反转5秒，停3秒。

循环2次，停止。

（1）写出 I/O 分配表（2）电机工作时序图（3）梯形图并作注释。

答：I/O 分配表如下：启动按钮SB1接I0.0；正转线圈KM1接Q0.0，反转线圈KM2接Q0.1。

时序图如下：梯形图程序如下：2、试将以上第7题的控制线路的功能改由PLC控制，画出PLC的I/O端子接线图，并写出梯形图程序。

答：I/O分配各如下：（电路图见五-7）7路数字输入总停止按钮 SB1 I0.0KM1启动按钮 SB3 I0.1KM1停止按钮 SB2 I0.2KM2启动按钮 SB5 I0.3KM2停止按钮 SB4 I0.4FR1常闭触点 FR1 I0.5FR2常闭触点 FR2 I0.62路数字输出KM1线圈 Q0.0KM2线圈 Q0.23、试将以上第8题的控制线路的功能改由PLC控制，画出PLC的I/O端子接线图，并写出梯形图程序。

答：(电路图见五8)I/O分配表如下：6路数字输入 2路数字输出总停止按钮SB1 I0.0 KM1线圈 Q0.0正向启动按钮SB2 I0.1 KM2线圈 Q0.1反向启动按钮SB3 I0.2限位开关SQ1 I0.3限位开关SQ2 I0.4FR I0.5梯形图程序如下：4、设计两台电动机顺序控制PLC系统。