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电气控制与PLC 课后习题及答案

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? 【电气控制与PLC】课后习题及答案 第一章课后习题参考答案

2、何谓电磁机构的吸力特性与反力特性?吸力特性与反力特性之间应满足怎样的配合关系?

答:电磁机构使衔铁吸合的力与气隙长度的关系曲线称作吸力特性;电磁机构使衔铁释放(复位)的力与气隙长度的关系曲线称作反力特性。 电磁机构欲使衔铁吸合,在整个吸合过程中,吸力都必须大于反力。反映在特性图上就是要保持吸力特性在反力特性的上方且彼此靠近。 3、单相交流电磁铁的短路环断裂或脱落后,在工作中会出现什么现象?为什么?

答:在工作中会出现衔铁产生强烈的振动并发出噪声,甚至使铁芯松散得到现象。

原因是:电磁机构在工作中,衔铁始终受到反力Fr的作用。由于交流磁通过零时吸力也为零,吸合后的衔铁在反力Fr作用下被拉开。磁通过零后吸力增大,当吸力大于反力时衔铁又被吸合。这样,在交流电每周期内衔铁吸力要两次过零,如此周而复始,使衔铁产生强烈的振动并发出噪声,甚至使铁芯松散。

5、接触器的作用是什么?根据结构特征如何区分交、直流接触器? 答:接触器的作用是控制电动机的启停、正反转、制动和调速等。 交流接触器的铁芯用硅钢片叠铆而成,而且它的激磁线圈设有骨架,使铁芯与线圈隔离并将线圈制成短而厚的矮胖型,这样有利于铁芯和线圈的散热。

直流接触器的铁芯通常使用整块钢材或工程纯铁制成,而且它的激磁线圈制成高而薄的瘦高型,且不设线圈骨架,使线圈与铁芯直接接触,易于散热。

8、热继电器在电路中的作用是什么?带断相保护和不带断相保护的三相式热继电器各用在什么场合?

答:热继电器利用电流的热效应原理以及发热元件热膨胀原理设计,可以实现三相电动机的过载保护。

三角形接法的电动机必须用带断相保护的三相式热继电器;Y形接法的电动机可用不带断相保护的三相式热继电器。 9、说明热继电器和熔断器保护功能的不同之处。

答:热继电器在电路中起过载保护的作用,它利用的是双金属片的热膨

胀原理,并且它的动作有一定的延迟性;熔断器在电路中起短路保护的作用,它利用的是熔丝的热熔断原理,它的动作具有瞬时性。 11、中间继电器与接触器有何异同?

答:相同点:输入信号都是电压;都是利用电磁机构的工作原理。 不同点:中间继电器用于小电流控制电路中,起信号传递、放大、翻转和分路等作用,主要用于扩展触点数量,实现逻辑控制;

接触器用于频繁远距离接通或分断电动机主电路或其他负载电路,是执行电器,分主、辅助触点,大多有灭弧装置

第二章作业参考答案

1、三相笼型异步电动机在什么条件下可直接启动?试设计带有短路、过载、失压保护的三相笼型异步电动机直接启动的主电路和控制电路,对所设计的电路进行简要说明,并指出哪些元器件在电路中完成了哪些保护功能?

答:小容量的三相笼型异步电动机(<10kW)

可以采用直接启动。

在该电路中,闭合自动开关QA0,按下启动 按钮SF2,接触器接触器KM线圈通电,其常开主 触点闭合,电动机接通电源开始全压启动,同时 接触器KM的辅助常开触点闭合,使接触器KM

线圈有两条通电路径。这样当松开启动按钮SB2后, 接触器KM线圈仍能通过其辅助触点通电并保持 吸合状态。按停止按钮SB1,接触器KM线圈失电, 则其主触点断开。切断电动机三相电源,电动机M 自动停车,同时接触器KM自锁触点也断开,控制

回路解除自锁。松开停止按钮SB1,控制电路又 回到启动前的状态。

其中,起短路保护作用的是熔断器FA;起过载 保护作用的是热继电器BB;起失压和欠压保护作用 的是接触器 KM。

3、某三相笼型异步电动机单向运转,要求启动电流不能过大,制动时要快速停车。试设计主电路和控制电路,并要求有必要的保护。 答:

5、星形-三角形降压启动方法有什么特点并说明其适合场合?

答:特点:星形启动电流降为原来三角形接法直接启动时的1/3,启动电流约为电动机额定电流的2倍左右,启动电流特性好、结构简单、价格低,但是启动转矩也相应降为原来三角形直接启动时的1/3,转矩特性差。

适合场合:电动机空载或轻载启动的场合。

7、三相笼型异步电动机有哪几种电气制动方式?各有什么特点和适合场合?

答:1)反接制动,特点是制动迅速、效果好,但冲击大,通常仅适用于10kW以下的小容量电动机。

2)能耗制动,特点是能耗制动比反接制动消耗的能量少,其制动电流也比反接制动电流小得多,但能耗制动不及反接制动明显,且需要一个直流电源,控制线路相对比较复杂。适用于电动机容量较大和启动、制动频繁的场合。

8、三相笼型异步电动机的调速方法有哪几种?

答:改变极对数p的变极调速、改变转差率s的降压调速和改变电动机供电电源频率f1的变频调速。

12、某机床主轴由一台三相笼型异步电动机拖动,润滑油泵由另一台三相笼型异步电动机拖动,均采用直接启动,工艺要求有; (1)主轴必须在润滑油泵启动后,才能启动;

(2)主轴为正向运转,为调试方便,要求能正、反向点动; (3)主轴停止后,才允许润滑油泵停止;; (4)具有必要的电气保护。

按动SF1使QA2得电自锁,则润滑油泵MA2启动,再按动SF2,可使QA1得电自锁,主轴电动机MA1正向启动。按SF3可使QA1得电,即主轴电动机MA1正向点动;按SF4可使QA3得电,即主轴电动机MA1反向点动。当润滑油泵要停转时,必须先使主轴电动机先停止,即QA1

常开断开,再按动SF6。

14、设计一个控制线路,要求第一台电动机启动10S后,第二台电动机自行启动;运行5S后,第一台电动机停止并同时使第三台电动机自行启动;再运行10S,电动机全部停止。

15、设计一小车运行控制线路,小车由异步电动机拖动,其动作程序如下:

(1)小车由原位开始前进,到终端后自动停止; (2)在终端停留2 min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启动。

第三章作业参考答案

5、PLC有什么特点? 答:PLC的主要特点有:

(1)抗干扰能力强,可靠性高; (2)控制系统结构简单,通用性强; (3)编程方便,易于使用; (4)功能强大,成本低;

(5)设计、施工、调试的周期短; (6)维护方便。

6、PLC与继电器控制系统相比有哪些异同?

答:PLC的梯形图与传统的电气原理图非常相似,信号的输入/输出形式及控制功能基本上也是相同的;

它们的不同之处主要表现在:

(1)控制逻辑——继电器控制逻辑采用硬接线逻辑,利用继电器机械触点的串联或并联,及时间继电器等组合成控制逻辑,其接线多而复杂、体积大、功耗大、故障率高,灵活性和扩展性很差。而PLC采用存储器逻辑,其控制逻辑以程序方式存储在内存中,灵活性和扩展性都很好。 (2)工作方式——继电器控制线路中各继电器同时都处于受控状态,属于并行工作方式。而PLC的控制逻辑中,各内部器件都处于周期性循环扫描过程中,各种逻辑、数值输出的结果都是按照在程序中的前后顺序计算得出的,所以属于串行工作方式。

(3)可靠性和可维护性——继电器控制逻辑使用了大量的机械触点,连线也多,可靠性和可维护性差。而PLC采用微电子技术,大量的开关动作由无触点的半导体电路来完成,PLC还配有自检和监督功能,可靠性和可维护性好。

(4)控制速度——继电器控制逻辑依靠触点的机械动作实现控制,工作频率低,且机械触点还会出现抖动问题。而PLC是由程序指令控制半

导体电路来实现控制,属于无触点控制,速度极快,且不会出现抖动。 (5)定时控制——继电器控制逻辑利用时间继电器进行时间控制。时间继电器存在定时精度不高,定时范围窄,且易受环境湿度和温度变化的影响,调整时间困难等问题。PLC使用半导体集成电路做定时器时基脉冲由晶振产生,精度相当高,且定时时间不受环境的影响,定时范围广,调整时间方便。

(6)设计和施工——使用继电器控制逻辑完成一项工程,其设计、施工、调试必须依次进行,周期长、而且修改困难。而用PLC完成一项控制工程,在系统设计完成后,现场施工和控制逻辑的设计可以同时进行,周期短,且调试和修改都很方便。 11、PLC是按什么样的工作方式进行工作的?它的中心工作过程分哪几个阶段?在每个阶段主要完成哪些控制任务? 答:PLC是按集中输入、集中输出,周期性循环扫描的方式进行工作的。它的中心工作过程分输入采样阶段、程序执行阶段、输出刷新阶段。 在输入采样阶段,首先扫描所以输入端子,并将各输入状态存入相对应的输入映像寄存器中,此时输入映像寄存器被刷新,它与外界隔离,其内容保持不变,直到下一个扫描周期的输入采样阶段。

在程序执行阶段,PLC按从左到右、从上到下的步骤顺序执行程序。 在输出刷新阶段中,元件映像寄存器中所有输出继电器的状态一起转存到输出锁存器中,通过一定方式集中输出,最后经过输出端子驱动外部负责,在下一个输出刷新阶段开始之前,输出锁存器的状态不会改变。

12、一般来说,PLC对输入信号有什么要求?

答:要求:输入信号的宽度奥大于一个扫描周期,或者说输入信号的频率不能太高,否则很可能造成信号的丢失。

第四章作业参考答案

4、PLC中的内部编程资源(即软元件)为什么被称作软继电器?某主要特点是什么?

答:软元件是PLC内部的具有一定功能的器件,实际上是由电子电路和寄存器及存储器单元等组成。它们都具有继电器特性,但没有机械性的触点。为了把这种元器件与传统电气控制电路中的继电器区别开来,把它们称做软继电器。

其主要特点是:

(1)软元件是看不见、摸不着的,也存在物理性的触点;

(2)每个软元件可提供无限多个常开触点和常闭触点,即它们的触点可以无限次使用;

电气控制与PLC 课后习题及答案

?【电气控制与PLC】课后习题及答案第一章课后习题参考答案2、何谓电磁机构的吸力特性与反力特性?吸力特性与反力特性之间应满足怎样的配合关系?答:电磁机构使衔铁吸合的力与气隙长度的关系曲线称作吸力特性;电磁机构使衔铁释放(复位)的力与气隙长度的关系曲线称作反力特性。电磁机构欲使衔铁吸合,在整个吸合过程中,吸力都必须大于反力。反映在特性图上就是要保持吸力
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