現代電氣控制及PLC應用技術王永華 第二版 課後答案

2022-12-09 23:15:01 字數 4568 閱讀 5851

第一章作業參***

2、何謂電磁機構的吸力特性與反力特性?吸力特性與反力特性之間應滿足怎樣的配合關係?

答:電磁機構使銜鐵吸合的力與氣隙長度的關係曲線稱作吸力特性;電磁機構使銜鐵釋放(復位)的力與氣隙長度的關係曲線稱作反力特性。

電磁機構欲使銜鐵吸合,在整個吸合過程中,吸力都必須大於反力。反映在特性圖上就是要保持吸力特性在反力特性的上方且彼此靠近。

3、單相交流電磁鐵的短路環斷裂或脫落後,在工作中會出現什麼現象?為什麼?

答:在工作中會出現銜鐵產生強烈的振動並發出雜訊,甚至使鐵芯鬆散得到現象。

原因是:電磁機構在工作中,銜鐵始終受到反力fr的作用。由於交流磁通過零時吸力也為零,吸合後的銜鐵在反力fr作用下被拉開。

磁通過零後吸力增大,當吸力大於反力時銜鐵又被吸合。這樣,在交流電每週期內銜鐵吸力要兩次過零,如此周而復始,使銜鐵產生強烈的振動並發出雜訊,甚至使鐵芯鬆散。

5、接觸器的作用是什麼?根據結構特徵如何區分交、直流接觸器?

答:接觸器的作用是控制電動機的啟停、正反轉、制動和調速等。

交流接觸器的鐵芯用矽鋼片疊鉚而成,而且它的激磁線圈設有骨架,使鐵芯與線圈隔離並將線圈製成短而厚的矮胖型,這樣有利於鐵芯和線圈的散熱。

直流接觸器的鐵芯通常使用整塊鋼材或工程純鐵製成,而且它的激磁線圈製成高而薄的瘦高型,且不設線圈骨架,使線圈與鐵芯直接接觸,易於散熱。

8、熱繼電器在電路中的作用是什麼?帶斷相保護和不帶斷相保護的三相式熱繼電器各用在什麼場合?

答:熱繼電器利用電流的熱效應原理以及發熱元件熱膨脹原理設計,可以實現三相電動機的過載保護。

三角形接法的電動機必須用帶斷相保護的三相式熱繼電器;y形接法的電動機可用不帶斷相保護的三相式熱繼電器。

9、說明熱繼電器和熔斷器保護功能的不同之處。

答:熱繼電器在電路中起過載保護的作用,它利用的是雙金屬片的熱膨脹原理,並且它的動作有一定的延遲性;熔斷器在電路中起短路保護的作用,它利用的是熔絲的熱熔斷原理,它的動作具有瞬時性。

11、中間繼電器與接觸器有何異同?

答:相同點:輸入訊號都是電壓;都是利用電磁機構的工作原理。

不同點:中間繼電器用於小電流控制電路中,起訊號傳遞、放大、翻轉和分路等作用,主要用於擴充套件觸點數量,實現邏輯控制;

接觸器用於頻繁遠距離接通或分斷電動機主電路或其他負載電路,是執行電器,分主、輔助觸點,大多有滅弧裝置

第二章作業參***

1、三相籠型非同步電動機在什麼條件下可直接啟動?試設計帶有短路、過載、失壓保護的三相籠型非同步電動機直接啟動的主電路和控制電路,對所設計的電路進行簡要說明,並指出哪些元器件在電路中完成了哪些保護功能?

答:小容量的三相籠型非同步電動機(<10kw)

可以採用直接啟動。

在該電路中,閉合自動開關qa0,按下啟動

3、某三相籠型非同步電動機單向運轉,要求啟動電流不能過大,制動時要快速停車。試設計主電路和控制電路,並要求有必要的保護。

答: 5、星形-三角形降壓啟動方法有什麼特點並說明其適合場合?

答:特點:星形啟動電流降為原來三角形接法直接啟動時的1/3,啟動電流約為電動機額定電流的2倍左右,啟動電流特性好、結構簡單、**低,但是啟動轉矩也相應降為原來三角形直接啟動時的1/3,轉矩特性差。

適合場合:電動機空載或輕載啟動的場合。

7、三相籠型非同步電動機有哪幾種電氣制動方式?各有什麼特點和適合場合?

答:1)反接制動,特點是制動迅速、效果好,但衝擊大,通常僅適用於10kw以下的小容量電動機。

2)能耗制動,特點是能耗制動比反接制動消耗的能量少,其制動電流也比反接制動電流小得多,但能耗制動不及反接制動明顯,且需要乙個直流電源,控制線路相對比較複雜。適用於電動機容量較大和啟動、制動頻繁的場合。

8、三相籠型非同步電動機的調速方法有哪幾種?

答:改變極對數p的變極調速、改變轉差率s的降壓調速和改變電動機供電電源頻率f1的變頻調速。

12、某工具機主軸由一台三相籠型非同步電動機拖動,潤滑油幫浦由另一台三相籠型非同步電動機拖動,均採用直接啟動,工藝要求有;

(1)主軸必須在潤滑油幫浦啟動後,才能啟動;

(2)主軸為正向運轉,為除錯方便,要求能正、反向點動;

(3)主軸停止後,才允許潤滑油幫浦停止;;

(4)具有必要的電氣保護。

按動sf1使qa2得電自鎖,則潤滑油幫浦ma2啟動,再按動sf2,可使qa1得電自鎖,主軸電動機ma1正向啟動。按sf3可使qa1得電,即主軸電動機ma1正向點動;按sf4可使qa3得電,即主軸電動機ma1反向點動。當潤滑油幫浦要停轉時,必須先使主軸電動機先停止,即qa1常開斷開,再按動sf6。

14、設計乙個控制線路,要求第一台電動機啟動10s後,第二台電動機自行啟動;執行5s後,第一台電動機停止並同時使第三台電動機自行啟動;再執行10s,電動機全部停止。

15、設計一小車執行控制線路,小車由非同步電動機拖動,其動作程式如下:

(1)小車由原位開始前進,到終端後自動停止;

(2)在終端停留2 min後自動返回原位停止;

(3)要求能在前進或後退途中任意位置都能停止或啟動。

第三章作業參***

5、plc有什麼特點?

答:plc的主要特點有:

(1)抗干擾能力強,可靠性高;

(2)控制系統結構簡單,通用性強;

(3)程式設計方便,易於使用;

(4)功能強大,成本低;

(5)設計、施工、除錯的周期短;

(6)維護方便。

6、plc與繼電器控制系統相比有哪些異同?

答:plc的梯形圖與傳統的電氣原理圖非常相似,訊號的輸入/輸出形式及控制功能基本上也是相同的;

它們的不同之處主要表現在:

(1)控制邏輯——繼電器控制邏輯採用硬接線邏輯,利用繼電器機械觸點的串聯或併聯,及時間繼電器等組合成控制邏輯,其接線多而複雜、體積大、功耗大、故障率高,靈活性和擴充套件性很差。而plc採用儲存器邏輯,其控制邏輯以程式方式儲存在記憶體中,靈活性和擴充套件性都很好。

(2)工作方式——繼電器控制線路中各繼電器同時都處於受控狀態,屬於並行工作方式。而plc的控制邏輯中,各內部器件都處於週期性迴圈掃瞄過程中,各種邏輯、數值輸出的結果都是按照在程式中的前後順序計算得出的,所以屬於序列工作方式。

(3)可靠性和可維護性——繼電器控制邏輯使用了大量的機械觸點,連線也多,可靠性和可維護性差。而plc採用微電子技術,大量的開關動作由無觸點的半導體電路來完成,plc還配有自檢和監督功能,可靠性和可維護性好。

(4)控制速度——繼電器控制邏輯依靠觸點的機械動作實現控制,工作頻率低,且機械觸點還會出現抖動問題。而plc是由程式指令控制半導體電路來實現控制,屬於無觸點控制,速度極快,且不會出現抖動。

(5)定時控制——繼電器控制邏輯利用時間繼電器進行時間控制。時間繼電器存在定時精度不高,定時範圍窄,且易受環境濕度和溫度變化的影響,調整時間困難等問題。plc使用半導體積體電路做定時器時基脈衝由晶振產生,精度相當高,且定時時間不受環境的影響,定時範圍廣,調整時間方便。

(6)設計和施工——使用繼電器控制邏輯完成一項工程,其設計、施工、除錯必須依次進行,周期長、而且修改困難。而用plc完成一項控制工程,在系統設計完成後,現場施工和控制邏輯的設計可以同時進行,周期短,且除錯和修改都很方便。

11、plc是按什麼樣的工作方式進行工作的?它的中心工作過程分哪幾個階段?在每個階段主要完成哪些控制任務?

答:plc是按集中輸入、集中輸出,週期性迴圈掃瞄的方式進行工作的。它的中心工作過程分輸入取樣階段、程式執行階段、輸出重新整理階段。

在輸入取樣階段,首先掃瞄所以輸入端子,並將各輸入狀態存入相對應的輸入映像暫存器中,此時輸入映像暫存器被重新整理,它與外界隔離,其內容保持不變,直到下乙個掃瞄週期的輸入取樣階段。

在程式執行階段,plc按從左到右、從上到下的步驟順序執行程式。

在輸出重新整理階段中,元件映像暫存器中所有輸出繼電器的狀態一起轉存到輸出鎖存器中,通過一定方式集中輸出,最後經過輸出端子驅動外部負責,在下乙個輸出重新整理階段開始之前,輸出鎖存器的狀態不會改變。

12、一般來說,plc對輸入訊號有什麼要求?

答:要求:輸入訊號的寬度奧大於乙個掃瞄週期,或者說輸入訊號的頻率不能太高,否則很可能造成訊號的丟失。

第四章作業參***

4、plc中的內部程式設計資源(即軟元件)為什麼被稱作軟繼電器?某主要特點是什麼?

答:軟元件是plc內部的具有一定功能的器件,實際上是由電子電路和暫存器及儲存器單元等組成。它們都具有繼電器特性,但沒有機械性的觸點。

為了把這種元器件與傳統電氣控制電路中的繼電器區別開來,把它們稱做軟繼電器。

其主要特點是:

(1)軟元件是看不見、摸不著的,也存在物理性的觸點;

(2)每個軟元件可提供無限多個常開觸點和常閉觸點,即它們的觸點可以無限次使用;

(3)體積小、功耗低、壽命長。

5、s7-200系列plc中有哪些軟元件?

答:輸入繼電器i、輸出繼電器q、通用輔助繼電器m、特殊繼電器sm、變數儲存器v、區域性變數儲存器l、順序控制繼電器s、定時器t、計數器c、模擬輸入映像暫存器ai、模擬輸出映像暫存器aq、高速計數器hc、累加器ac。

第五章作業

10、試設計乙個照明燈的控制程式。當接在i0.0上的聲控開關感應到聲音頻號後,接在q0.

0上的照明燈可發光30s。如果在這段時間內聲控開關又感應到聲音頻號,則時間間隔從頭開始。這樣可確保最後一次感應到聲音頻號後,燈光可維持30s的照明。

11、試設計有乙個搶答器電路程式。出題人提出問題,3個答題人按動按鈕,僅僅是最早按的人面前的訊號的亮。然後出題人按動復位按鈕後,引出下乙個問題。

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