电气控制与PLC课程习题

《电气控制与PLC》课程习题

第1章习题

1-1 试述单相交流电磁铁短路环的作用。

1-2 低压电器常用的灭弧方法有那些？

1-3 试比较刀开关与负荷(铁壳)开关的差异及各自的用途。

1-4 选择接触器时，主要考虑交流接触器的那些主要额定参数？

1-5 两个110V的交流接触器同时动作时，能否将其两个线圈串联接到220V电路上?为什么？

1-6 中间继电器与交流接触器有什么差异？在什么条件下中间继电器也可以用来启动电动机？

1-7画出断电延时时间继电器电磁线圈和各种延时触点的图形和文字符号。

1-8 热继电器主要由哪几部分电气符号？用途与熔断器是否相同？直流电机的保护电路能否使用热继电器？

1-9 空气式时间继电器的延时时间如何调节？JS7-A型时间继电器触头有哪几类？

1-10试比较交流接触器线圈通电瞬间和稳定导通电流的大小，并分析其原因。

1-11 组合开关与万能转化开关的结构有何异同？各有什么用途？

1-12 叙述熔断器的额定电流和熔体额定电流的不同之处。

1-13 过流继电器能否用于绕线式交流异步电动机的过载和短路保护？鼠笼式交流异步电机的过载和短路保护使用过流继电器吗？为什么？

1-14 两台电动机不同时起动，一台电动机额定电流为14.8A，另一台电动机额定电流为6.47A，试选择同时对两台交流电机进行短路保护的熔断器额定电流及熔体的额定电流。

1-15 在电动机主回路装有DZ20系列断路器，电动机主回路是否可以不装熔断器？分析断路器与刀开关控制、保护方式的不同特点。

1-16 电动机的起动电流很大，在电动机起动时，能否按电动机的额定电流整定热继电器的动作电流？为什么？

1-17 说明熔断器和热继电器保护功能的不同之处。

1-18 一台长期工作的三相交流异步电动机的额定功率13Kw，额定电压380V，额定电流25.5A，试按电动机额定工作状态选择热继电器型号、规格，并说明热继电器整定电流的

数值。

第2章习题

2-1 叙述“自锁”、“互锁”电路的定义。

2-2 什么是保护接地？什么是保护接零？

2-3 在电气控制线路中采用低压断路器作电源引入开关，电源电路是否还要用熔断器作短路保护？控制电路是否还要用熔断器作短路保护？

2-4 分别写出电机正、反转控制电路中两个接触器线圈通电的逻辑表达式。

2-5 在接触器正反转控制电路中，若正、反向控制的接触器同时通电，会发生什么现象？

2-6 利用断电延时型时间继电器设计三相交流异步电动机的Y－Δ起动控制线路。

2-7 用控制流图分析图2.3.4所示自耦补偿起动控制电路的工作原理。

2-8 分别叙述多地控制和多条件控制电路的特点和不同之处，并分别叙述其用途。

2-9 分析图2.7.3 电液控制电路采用中间继电器KA3的原因。

2-10简述图2.8.2的工作原理，叙述起动过程中过载保护器件不会产生误动作的原因。

2-11 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。

2-12 设计一个采用按钮控制双速电机由低速起动3秒后再切换到高速起动和运行的控制电路。电路具有高、低速起动运行控制和过载保护等功能

2-13 画出一台电动机起动后经过一段时间，另一台电动机就能自行起动的控制电路。

2-14画出两台电机能同时启动和同时停止，并能分别启动和分别停止的控制电路原理图。

2-15某生产机械要求由M1、M2两台电动机拖动，M2能在M1启动一段时间后自行起动，但M1、M2可单独控制起动和停止。

2-16设计一个小车运行的控制线路，小车由三相交流异步电动机拖动，其动作要求如下：

1）小车由原位开始前进，到终端后自动停止。

2）在终端停留3秒钟后自动返回原位停止。

3）要求能在前进或后退途中任意位置都能停止或起动。

第3章习题

3-1 电气原理图常用什么分析方法？简述机床电气原理图的分析步骤。

3-2 机床设备控制电路常用哪些的保护措施？

3-3 叙述C650车床反向起动过程和反转停车过程。

3-4 试分析M7120平面磨床电气控制电路有哪些电气联锁？电磁吸盘为什么要采用欠流保护，请分析该保护原理。

3-5 分析XA6132 万能铣床摇臂升降的控制过程，并说明上刀制动原理。

3-6 叙述T68卧式镗床变极调速的方法和电路的控制过程。

3-7 结合图3.6.6组合机床的液压动力滑台自动循环控制线路，分析各个行程开关的控制作用。

3-8 在10t桥式起重机控制电路中，为什么不采用熔断器和热继电器作短路和过载保护？过流继电器在电路中起什么作用？

3-9 桥式起重机如何以最低速提升重物？分析其操作方法。

3-10 桥式起重机有哪几种下放重物的方法？如何操作？

第4章习题

4-1 简述电气原理图的设计原则。

4-2 简述电气安装位置图的用途，以及与电气接线图的关系。

4-3 简述应用导线二维标注法，电气接线图绘制的基本思想。

4-4 简述电气接线图的绘制步骤。

4-5 简述电气接线图和电气互连图有什么不同之处？

4-6 绘制配电盘的打孔位置图时，应综合考虑哪些因素？

4-7 为了确保电动机正常而安全运行，电动机应具有哪些综合保护措施？

4-8 为什么电器元件的电流线圈要串接于负载电路中，电压线圈要并接于被测电路的两端？

4-9 用铝线从车间向150米处的临时工地送电，已知车间电压为220V AC，线路中通过的电流是20A，铝的电阻率ρ＝0.026*10－6Ω?m。试选择输电线路的截面积，计算输电线路的内阻和损耗各为多少？临时工的电压是多少？

4-10 已知三相交流异步电动机的参数为P N＝22KW，U N=380V，I N=43.9A，n N=1460r/m，

设计一台Y－Δ起动控制电路、选择元器件参数、列写元器件清单、绘制电气安装图、电气接线图，写出简要说明。

4-11 控制电路原理如习题2-14所示，已知两台三相交流异步电动机的数据均为P N＝7.5KW，U N=380V，I N=15.4A，n N=1440r/m，请选择电器元件、列写元器件清单，并绘制电气接线图。

5-5 准备功能G指令与辅助功能M指令在数控机床程序编制中的作用如何？

5-6 设OA为第一象限直线, 终点坐标为x a=4，y a =4, 试用逐点比较法加工直线OA。

5-7 设AB为第一象限顺圆弧，起点为A（0，5），终点为B（5，0），试用逐点比较法加工圆弧AB。

5-8 数控机床闭环或半闭环伺服系统中常用的位置检测装置有哪些？各有何特点？

5-9 试分析XH714立式加工中心数控系统与伺服系统是如何连接的。

5-10 试分析XH714立式加工中心的换刀控制。

5-11 试比较数控机床电气控制与一般生产机械电气控制的不同之处。

第6章习题

1－1 简述可编程控制器的定义。

1－2 可编程控制器的主要特点有哪些？

1－3 可编程控制器有哪几种分类方法？

1－4 小型PLC的发展方向有哪些？

2－1 PLC由哪几部分组成？

2－2 PLC I/O接口电路分别有哪几种形式？

2－3 PLC的主要技术指标有哪些？

3－1S7系列PLC有哪些子系列？

3－2 S7-22X系列PLC有哪些型号的CPU？

3－3 S7-200 PLC有哪些输出方式？各适应于什么类型的负载？

3－4 S7-22X系列PLC的用户程序下载后存放在什么存储器中，掉电后是否会丢失？

3－5 S7-200 CPU的1个机器扫描周期分为哪几个阶段？各执行什么操作？

3－6 S7-200 CPU有哪些工作模式？在脱机时如何改变工作模式？联机操作时，改变工作模式的最佳方法是什么？

3－7 S7-200有哪两种寻址方式？

3－8 S7-200 PLC有哪些内部元器件？各元件地址分配和操作数范围怎么确定？

3－9 S7-200有哪几类扩展模块？最大可扩展的I/O地址范围是多大？

3－10 梯形图程序能否转换成语句表程序？所有语句表程序是否均能转换成梯形图程序？

4－1 对变化缓慢的输入信号能否采用数字滤波？数字滤波设置的最大延时时间为多少？

4－2 输入脉冲过窄时（小于1个机器扫描周期），采用什么方法可以不丢失脉冲？

4－3 编译快捷按钮的功能是什么？

4－4 SIMATIC指令与IEC指令的设置方法？

4－5 简述网络段程序的拷贝方法。

4－6 用帮助系统查找STEP7-Micro/WIN32编程软件主要支持那些快捷键？

4—7 简述系统块配置中脉冲截取位的功能，以及脉冲截取的原理。

第7章习题

5－1 写出下面梯形图程序对应的语句表指令。

5－2 根据下列语句表程序，写出梯形图程序。

LD I0.0 A I0.6

AN I0.1 = Q0.1

LD I0.2 LPP

A I0.3 A I0.7

O I0.4 = Q0.2

A I0.5 A I1.1

OLD = Q0.3

LSP

5－3 使用置位、复位指令，编写两套电动机（两台）的控制程序，两套程序控制要求如下：

（1）启动时，电动机M1先启动，才能启动电动机M2，停止时，电动机M1、M2同时停止。

（2）启动时，电动机M1、M2同时启动，停止时，只有在电动机M2停止时，电动机M1才能停止。

5－4 设计周期为5S，占空比为20％的方波输出信号程序（输出点可以使用Q0.0）。

5－5 编写断电延时5S后，M0.0置位的程序。

5－6 运用算术运算指令完成下列算式的运算。

（1）［（100＋200）×10］/3。

（2）6的78次方。

（3）求SIN65o的函数值。

5－7 用逻辑操作指令编写一段数据处理程序，将累加器AC0与VW100存储单元数据实现逻辑与操作，并将运算结果存入累加器AC0。

5－8 编写一段程序，将VB100开始的50个字的数据传送到VB1000开始的存储区。

5－9 分析寄存器移位指令和左、右移位指令的区别。

5－10 编写一段程序，将VB0开始的256个字节存储单元清零。

5－11 编写出将IB0字节高4位和第4位数据交换，然后，送入定时器T37作为定时器预置值的程序段。

5－12 写出能循环执行5次程序段的循环体梯形图。

5－13使用顺序控制程序结构，编写出实现红、黄、绿三种颜色信号灯循环显示程序（要求循环间隔时间为一秒），并划出该程序设计的功能流程图。

5－14 编写一段输出控制程序，假设有8个指示灯，从左到右以0.5S速度依次点亮，到达最右端后，再从左到右依次点亮，如此循环显示。

6－1 用数据类型转换指令实现100英寸转换成厘米。

6－2 编程输出字符A的七段显示码。

6－3 编程实现将VD100中存储的ASCⅡ码字符串37，42，44，32转换成16进制数，并存储到VW200中。

6－4 编程实现定时中断，当连接在输入端I0.1的开关接通时，闪烁频率减半；当连接在输入端I0.0的开关接通时，又恢复成原有的闪烁频率。

6－5 编写一个输入输出中断程序，实现从0到255的计数。当输入端I0.0为上跳沿时，程序采用加计数；输入端I0.0为下跳沿时，程序采用减计数。

6－6 用高速计数器HSC1实现20KHz的加计数。当计数值等于100时，将当前值清零。

6－7 编程实现脉冲宽度调制PWM的程序。

要求：周期固定为5s，脉宽初始值为0.5s，脉宽每周期递增0.5 s。当脉宽达到设定的最大值4.5 s时，脉宽改为每周期递减0.5 s，直到脉宽为0为止。以上过程周而复始。

第8章习题

7－1 PLC应用控制系统的硬件和软件的设计原则和内容是什么？

7－2 选择PLC机型的主要依据是什么？

7－3 用功能流程图的的方法分析图7-6的PLC控制程序。

7－4 在选取择输出模块时，应如何考虑其驱动能力？

现有三条运输皮带，每条皮带都由一台电动机拖动。按下启动按钮以后，3号运输皮带开始运行。5S以后，2号运输皮带自动启动，再过5S以后，1号运输皮带自动启动。停机

的顺序与启动的顺序正好相反，间隔时间仍为5S。试设计出该系统的PLC接线图以及相应的梯形图程序。

7－5 某自动生产线上，使用有轨小车来运转工序之间的物件，小车的驱动采用电动机拖动，其行驶示意图如图所示。电机正转，小车前进；电机反转，小车后退。

反向运行

正向运行

小车行驶示意图

控制过程为：

（1）小车从原位A出发驶向1#位，抵达后，立即返回原位；

（2）接着直向2#位驶去，到达后立即返回原位；

（3）第三次出发一直驶向来3#位，到达后返回原位；

（4）必要时，小车按上述要求出发三次运行一个周期后能停下来；

（5）根据需要，小车能重复上述过程，不停地运行下去，直到按下停止按钮为止。

要求：按PLC控制系统设计的步骤进行完整的设计。

部分习题解

1-5两个同型号的交流接触器，线圈额定电压为110V，试问能不能串联后接于220V交流电源？

答：不能串联。否则，将因衔铁气隙的不同，线圈交流阻抗不同，电压不会平均分配，导致电器不能可靠工作。

2-2什么是保护接地？什么是保护接零？

答：（1）保护接地：在三相三线制电力系统中，将电力设备的外壳与大地作可靠地金属连接称为保护接地。

（2）保护接零：在三相四线制电力系统中，将电力设备的外壳与零线可靠地连接称为保护接零。

2-11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。

（2）输电线路的内阻R

R=2ρl

S=2×0.026×10-6×150×6×106=1.3（Ω）

（3）输电线路的损耗PR

PR=I2R=202×1.3=520(W)

（4）临时工地的电压U2

UR=IR=20×1.3=26(V)

U2=U1-UR=220-26=194(V)

补充：

2-17

3-4：用控制流图简述摇臂下降过程电气控制电路的工作原理。