第一章习题 PLC应用技术要点与题解.docx

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第一章习题PLC应用技术要点与题解

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PLC应用技术要点与题解

第一章习题（P8）

（第二节习题详解）

I-l简述接触器、继电器各有什么特点？

其主要区别是什么？

答：

接触器是利用电磁力的作用使主触点接通或断开电动机或其他负载主电路的控制电器。

接触器具有比工作电流大数倍的接通能力和分断能力，可以实现频繁的远距离操作。

接触器最主要的用途是控制电动机的启动、正反转、制动和调速等。

继电器是一种根据特定形式的输入信号的变化而动作的自动控制器。

它与接触器不同，

主要用于反映控制信号变化，其触点通常接在控制电路中。

继电器与接触器的主要区别：

（1）接触器感应固定的电压信号；继电器可感应多种输入信号的变化，包括电压、电

流、速度、时间、温度、压力等。

（2）接触器主触点容量大，用于控制主电路；继电器则主要用来实现各种逻辑控制。

（3）接触器均带有灭弧装置，继电器则没有。

1-2交流电磁线圈中通入直流电会发生什么现象？

答：

交流电磁线圈的特点是匝数少、电阻小，靠感抗限制线圈电流，通入直流电后因感

抗为零，将会造成线圈电流过大而烧毁。

1-3直流电磁线圈中通入交流电会发生什么现象？

答：

直流电磁线圈的特点是匝数多、电阻大，靠电阻限流，而铁心由整块工程纯铁制

成，这样通人交流电后，将在铁心中严生较大的磁滞和涡流损耗，间接造成线圈过热而烧毁。

1-4带有交流电磁机构的接触器，线圈通电后衔铁被卡住，会发生什么现象？

为什么？

答：

根据交流电磁机构的特性可知，交流电磁铁的线圈电流，与工作气隙a成正比，如

果线圈通电后衔铁被卡住，工作气隙a-直很大，因此电磁线圈的电流J也一直很大，电磁线圈将被烧毁。

1-5带有直流电磁机构的接触器是否允许频繁操作？

为什么？

答：

带有直流电磁机构的接触器适于频繁操作，根据直流电磁机构吸力特性可知，直流

电磁机构线圈的电流l与工作气隙d无关，因此线圈电流J的大小不受衔铁状态的影响，所以带有直流电磁机构的接触器频繁操作时，不会造成线圈过热。

1-6交流电磁铁的铁心端面上为什么要安装短路环？

答：

根据交流电磁机构的吸力特性可知，电磁吸力F随时间周期变化，且每周期有两次过零点，也就是说F有两次小于机械负载反力Fr，衔铁有两次“拍合”铁心的现象，引起电磁噪声，因此在铁心端面的2/3处安装短路环，从而产生相差一个相位的两个磁通Φ1和Φ2，Φ1和Φ2分别产生两个分力F1和F2，其合力F=F1+F2总大于反力，这样就消除了电磁噪声。

1-7交流接触器能否串联使用？

为什么？

答：

交流接触器不能串联使用．即使外加电压是两个线圈额定电压之和，也是不允许的，因为每个线圈上所分配到的电压与线圈阻抗成正比，而两个电器的动作总是有先有后，不可能同时吸合。

假如一个接触器先吸合，则其磁路闭合，线圈电感显著增加，因而在该线圈上的电压降也相应增大，使另一个接触器的线圈电压达不到动作电压，从而使工作气隙δ一直很大，由于交流电磁铁的线圈电流I与工作气隙δ成正比，将造成线圈过热而烧毁。

1-8直流电磁式时间继电器的延时原理是怎样？

如何整定延时范围？

答：

直流电磁式时间继电器断电延时原理是利用楞次定律，方法有如下两种：

（1）阻尼铜套法：

当线圈通电时，衔铁处于释放位置，气隙大，磁阻大，磁通小，所以阻尼铜套的作用很小，可不计延时作用；而当线圈断电时，由于电流瞬间减小，根据楞次定律，阻尼铜套中将产生一个感应电流，阻碍磁通的变化，维持衔铁不立即释放，直至磁通通过阻尼铜套电阻消耗逐渐使电磁吸力不足以克服反力时，衔铁释放，从而产生了断电延时。

（2）短接线圈法：

当电磁线圈断电时，立即将线圈短接，根据楞次定律，线圈中将产生一个阻碍磁通变化的感应电流，维持衔铁不立即释放，从而产生断电延时。

延时范围的调整：

1）改变释放弹簧的松紧度：

释放弹簧越紧，释放磁通越大，延时越短。

2）改变非磁性垫片厚度：

垫片厚度增加，延时增加。

3）力增大断电延时，对带阻尼套的时间继电器可兼用短接线圈法。

1-9交流电压继电器与直流电压继电器在结构上有什么不同？

答：

二者均为电压线圈，但有交流和直流之分。

交流电压线圈的特点是匝数少、电阻

小，靠感抗限制线圈电流，铁心由硅钢片叠铆而成；直流电压线圈的特点是匝数多、电阻大，靠电阻限流，铁心由整块工程纯铁制成。

1-10直流电压继电器与直流电流继电器在结构上有什么不同？

答：

直流电流继电器的线圈是电流线圈，它与负载串联以反映负载电流的变化，故它的

线圈匝数少而导线粗；直流电压继电器的线圈是电压线圈，导线细、电阻大、与负载并联以

反映电路电压的变化。

1-11Y形接法的三相异步电动机能否采用两相结构的热继电器作为断相和过载保护？

△接法的三相异步电动机为什么要采用带有断相保护的热继电器？

答：

电动机为Y接时，若任一相发生断相，另外两相电流增大，由于线电流等于相电

流，流过绕组的电流与流过热元件的电流增加比例相同，因此采用普通两相式热继电器即可实现断相保护；若供电线路严重不平衡或电动机绕组内部发生短路或绝缘不良等故障时，就可能使绕组某一相电流比其他两相高，若恰好在这一相中没有热元件，则不能起到保护作用。

此时须采用兰相结构的热继电器。

电动机为△接时，若发生断相故障，流过绕组的电流与流过热元件的电流不相同，而热继电器按线电流整定，整定值比绕组相电流大，因此故障线电流达到动作值以前，绕组电流就已超过额定电流，使绕组过热烧毁。

因此必须采用带断相保护的热继电器。

1-12试设计可以从两地控制一台电动机，能实现点动工作和连续运转工作的控制线路。

解：

设SB1、SB1’为两地停止按钮，SB2、SB2’为两地启动按钮，SB3、SB37为两地点

动按钮，则控制线路如图l一10所示。

1-13在没有时间继电器的情况下，设计一个用按钮和接触器控制电动机串电阻降压启动的控制线路。

解：

设SB1为停止按钮，SB2为串电阻启动按钮，SB3为切电阻按钮，则控制线路如图1-11所示。

1-14试设计一控制线路，要求：

按下按钮后，KM1通电，经10s后，KM2通电，经5s后，KM2释放，同时KM3通电，再经15s，KM1、KM3同时释放，在任何时刻，按停止按钮线路停止工作。

解：

设SB1为停止按钮，SB2为启动按钮，则控制线路如图1-12所示。

1-15试设计一绕线式异步电动机的控制线路，要求：

①用按钮实现单方向运转；

②按时间原则串电阻三级启动。

．

解：

设SB1为停止按钮，SB2为启动按钮，则控制线路如图1-13所示。

启动结束后，通过KM4动合触点将KT1切除，使KT1、KT2、KT3、KM2、KM3均断电，只有KM1、KM4维持通电。

1-16图114所示TPH31系列滑环式异步电动机通用屏能实现几级调速？

线路有哪些保护，分别是哪些元件实现的？

当主令控制器的手柄在第二位时，有哪些线圈通电？

答：

TPH31系列滑环式异步电动机通用屏能实现三级调速；有4种保护：

短路保护（Q、Ql）、过载保护（KA1、KA2、KA3）、失压保护（KV、KM1、KM2、KM3）、零位保护（KV、SA）；当主令控制器的手柄在第二位时，线圈KV、KM1、

KM2、KB、YB、KA1、KA2、KA3通电。

1-17试设计一小车运行的控制线路，小车由异步电动机拖动，其动作过程如下：

①小车由原位开始前进，到终点自动停止。

②小车在终点停留2min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启动和停止。

解：

设SB1为停止按钮，SB2为启动按钮，SQ1、SQ2分别为起点和终点的行程位置检测开关，KM1、KM2为电机正、反向控制接触器，KT为2min时间继电器，则控制线路如图l-15所示。

1-18设计预警启动线路，要求：

按下启动按钮后，电铃响，10s后KM1启动，再过10s后电铃停。

解：

设SB1为停止按钮，SB2为启动按钮，KT1、KT2为两个10s时间继电器，则控制线路如图116所示。

1-19两台电机连锁启停控制线路，要求：

Ml启动后，M2才启动；M2停止后，M1才停止。

解：

设SB1为停止按钮，SB2为启动按钮，则控制线路如图1-17所示。

1-20设计闪光电源控制线路。

要求线路发生故障（KA闭）时，信号灯HL亮2s，灭1s，周而复始，直到按下解除按钮。

解：

设SB为解除按钮，KT1为2s时间继电器，KT2为1s时间继电器，则控制线路如图1-18所示。

第三节综合练习

1．选择题

（1）接触器按____可分为交流接触器和直流接触器。

A．线圈电流的性质；B．主触点流过电流的性质；

C.辅助触点流过电流的性质;D．电磁机构。

（2）直流电磁铁的电磁吸力____。

A.与气隙成正比;B．与气隙成反比；

C．与气隙的平方成反比；D．与气隙无关。

（3）交流电磁铁的电磁吸力____。

A．与气隙成正比；B．与气隙成反比；

C．与气隙的平方成反比；D.与气隙无关。

（4）直流电磁铁的线圈电流____。

A．与气隙成正比；B．与气隙成反比；

C．与气隙的平方成反比；D．与气隙无关。

（5）交流电磁铁的线圈电流____。

A与气隙成正比；B．与气隙成反比；

C．与气隙的平方成反比；D．与气隙无关。

（6）____当衔铁被卡住或频繁操作时，会造成线圈过热而烧毁。

A．直流接触器；B．交流接触器；

C．直流电磁铁；D交流电磁铁。

（7）直流接触器通常采用____。

A．电动力灭弧;B．栅片灭弧；

C．多点灭弧；D．磁吹灭弧。

（8）在桥式触点中存在____。

A．电动力灭弧；B．栅片灭弧；

C．多点灭弧；D．磁吹灭弧。

（9）灵敏度是继电器动作的____。

A．最小时间；B．最小电压；

C．最小电流；D．最小功率。

（10）交流过电流继电器的动作值一般调整为____。

A．额定电压的110%~115%；B．额定电流的110%～400%;

C额定电压的5%～35%；．n额定电流的70%～300%。

（11）直流过电流继电器的动作值一般调整为____。

A．额定电压的110%—115%；B．额定电流的110%～400%;

C．额定电压的5%～35%；D．额定电流的70%～300%。

（12）欠压继电器的动作值一般调整为____。

A．额定电压的110%—115%；B．额定电流的110%～400%;

C．额定电压的5%～35%；D．额定电流的70%～300%。

（13）零压继电器的动作值一般调整为____。

A．额定电压的110%—115%；B．额定电流的110%～400%;

C．额定电压的5%～35%；D．额定电流的70%—300%。

（14）为了在不影响吸合值的情况下提高电压继电器的返回值，可以____。

A．增加非磁性垫片厚度；B．减小非磁性垫片厚度；

C．增加反力弹簧强度；D．减小反力弹簧强度。

（15）_________接触器允许频繁操作。

A．交流；B.直流

C．带交流电磁机构的；D．带直流电磁机构的。

（16）Y型接法的交流异步电动机可采用____热继电器进行断相保护。

A．一相式；B二相式；

C．三相式；D．任意一种。

（17）凸轮控制器可用于直接控制____工作。

A．一个接触器；B.多个接触器

C．一台电机；D.多台电机。

（18）通常把熔断管内能装入的最大的熔体额定电流称为____。

A.熔体的额定电流B.熔断器的额定电流

C．熔断器的工作电流；D.最大故障电流

（19）自动空气开关的额定电流是指____。

A．过流脱扣器的额定电流；B负载额定工作电流；

C．分励脱扣器的额定电流；D.最大短路电流。

2．填空题

（1）接触器按____分为交流接触器和直流接触器。

（2）指形触点在动、静触点的接触过程中有一个滚动过程，可使触点表面的____脱落，所以接触电阻小，可以通过较大的电流。

（3）为减少电弧的危害，常采用____，使电弧迅速熄灭。

（4）电磁机构由____、铁心和衔铁组成。

（5）交流电磁铁在铁心中存在____，引起铁心发热。

（6）为了减少磁滞和涡流损耗，交流电磁铁的铁心用____而成。

（7）交流电磁铁线圈电流I与气隙δ____。

（8）直流电磁铁线圈电流I与气隙δ——。

（9）直流电磁铁电磁吸力与____成反比。

（10）接触器铭牌标注的额定电压是指____的额定电压。

（11）接触器铭牌标注的额定电流是指____的额定电流。

（12）空气阻尼式时间继电器是利用空气通过____的原理来获得延时动作的。

（13）万能转换开关是由多组____结构的触点组件叠装而成的多回路控制器。

（14）通常把熔断管内能装入的最大熔体的额定电流称为____。

（15）当电路发生____时，熔断器的熔体被瞬时熔断而分断电路。

（16）在绘制电气原理图时，元器件和设备的可动部分通常应表示在____的状态或位置。

（17）在绘制电气原理图时，同一电器元件不同部分的线圈和触点均采用____文字符号标明。

（18）在绘制电气原理图时，电源开关后的三相交流电源主电路分别按____顺序标记。

（19）在绘制电气原理图时，控制电路采用____编号。

（20）在控制线路的动作过程中，那种____的电路叫寄生电路。

（21）组合电路____反馈电路。

（22）时序电路____反馈电路。

（23）工作电压在交直流____以下的电器称为低压电器。

（24）自动空气开关的额定电流应大于或等于____。

（25）交流电磁机构的铁心由________。

（26）直流电压线圈的特点是：

导线____、匝数____、____骨架。

（27）电磁式继电器的灵敏度是指___________________。

（28）如果电动机采用Y形接法，那么，可通过____式热继电器实现断相保护。

（29）为了克服交流电磁铁的噪声，可以_______________。

（30）直流电磁铁的电磁吸力与____成反比。

（31）交流电压线圈匝数____、电阻____，铜损耗____，为增加铁心散热面积，线圈制成________的形状。

（32）接触器的额定电流指_______________。

（33）________________________称为继电器的返回系数。

（34）欠电流继电器在电路电流正常时，衔铁____，当电流降低到某一整定值时，衔铁____。

（35）电磁继电器的整定方法是________和__________。

（36）用凸轮控制器控制绕线型电动机时，转子串接________电阻。

（37）为了安全，起重机不但具有_________制动，还应具有________制动。

3．判断题（对的打“√”，错的打“×”，填入题后的括号内）

（1）可编程控制器是一种数字运算操作系统，专为工业环境下应用而设计（）

（2）PLC只能取代传统的继电接触控制系统，而不能构成复杂的工业过程控制网络（）

（3）接触器按励磁电流的性质分为交流接触器和直流接触器。

（）

（4）直流接触器比交流接触器更适用于频繁操作的场合。

（）

（5）交流接触器通电后如果铁心吸合受阻，将导致线圈烧毁（）

（6）交流接触器铁心端面嵌有短路铜环的目的是保证不发生电磁噪声（）

（7）-台额定电压为交流220V的接触器在交流2ZOV和直流220V的电源上均可使用（）

（8）低压断路器又称为自动空气开关（）

（9）只要励磁电压不变，交流电磁铁的电磁吸力在吸合前后是不变的（）

（10）直流电磁铁线圈电流的大小与衔铁和铁心的气隙成正比（）

（11）刀开关可以用于分断堵转的电动机（）

（12）熔断器的保护特性是反时限的（）

（13）一定规格的热继电器，其所装的热元件规格可能是不同的。

（）

（14）无断相保护装置的热继电器就不能对电动机的断相提供保护。

（）

（15）热继电器的额定电流就是其触点的额定电流。

（）

（16）热继电器的保护特性是反时限的。

（）

（17）万能转换开关本身带有各种保护。

（）

（18）万能转换开关除了手动式产品外，还有由电动机驱动的产品。

（）

（19）继电器在整定值下动作时所需的最小电压称为灵敏度。

（）

（20）在本质上，中间继电器不属于电压继电器。

（）

（21）三相笼型电动机的电气控制线路，如果使用热继电器作过载保护，就不必再装设熔断器作短路保护。

（）

（22）在反接控制线路中，必须采用时间原则进行控制。

（）

（23）频敏变阻器启动方式可以使启动平稳，克服不必要的机械冲击力。

（）

（24）频敏变阻器只能用于三相笼型异步电动机的启动控制中。

（）

（25）失压保护的目的是防止电压恢复时电动机自启动。

（）

（26）接触器不具有欠压保护的功能。

（）

（27）电动机采用制动措施的目的是为了停车平稳。

（）

（28）交流电动机的控制线路必须采用交流操作。

（）

（29）现有四个按钮，欲使它们都能控制接触器KM通电，则它们的动合触点应串联接到KM的线圈电路中。

（）

（30）绘制电气原理图时·电器应按未激励或未通电时的状态画出。

（）

（31）点动控制是指按下按钮时，电动机启动；松开按钮时，电动机停止。

（）

（32）能耗制动控制是指异步电动机改变定子绕组上三相电源的相序，使定子产生反向旋转磁场作用于转子而产生制动力矩。

（）

4．简答题

（1）交流接触器有何用途？

主要由哪几部分组成？

各起什么作用？

（2）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？

为什么？

（3）简述热继电器的主要结构和动作原理。

（4）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？

（5）电动机的启动电流很大，在电动机启动时，能否使按电动机额定电流整定的热继电器动作？

为什么？

（6）空气阻尼式时间继电器按其控制原理可分为哪两种类型？

每种类型的时间继电器的触点有哪几类？

画出它们的图形符号。

（7）如何选择熔体额定电流？

（8）要提高继电器的返回系数，有哪几种方法？

（9）简要说明速度继电器的工作原理。

（10）自动空气开关有何用途？

当电路出现短路或过载时，它是如何动作的？

（11）行程开关与按钮有何相同之处与不同之处？

（12）按逻辑表达式KM=[（SB1+KA1）．（SB2+KM）]．FR画出它所表征的电路图。

（13）简述成对出现的动合、动断触点的动作规律。

5．设计题

（1）试设计一继电一接触控制线路。

要求：

按下启动按钮后，KM1线圈通电，经10s后KM2、KM3线圈通电，5s后KM2线圈释放，再经15s后，KM1、KM3线圈均释放。

（2）试设计小车自动往返甲、乙两地的控制线路。

（3）试设计一预警启动电路：

按下启动按钮后电铃响，10s后，KM1通电，按下停止按钮后KM1断电。

（4）画出三相异步电动机三地控制（即三地均可启动、停止）的不可逆运行电气控制线路。

（5）为两台异步电动机设计主电路和控制电路。

其要求如下：

1）两台电动机互不影响地独立操作启动与停止；

2）能同时控制两台电动机的停止；

3）当其中任一台电动机发生过载时，两台电动机均停止。

（6）试设计一台异步电动机的控制电路。

要求：

1）能实现启、停的两地控制；

2）能实现点动调整；

3）能实现单方向的行程保护；

4）要有短路和过载保护。

（7）试设计一个工作台前进一退回的控制线路。

工作台由电动机M拖动，行程开关SQ1、SQ2分别在工作台的原位和终点。

要求；

1）能自动实现前进一后退停止到原位;

2）工作台在前进中可以立即后退到原位。

（8）画出三台交流异步电动机的控制电路，要求启动时三台电动机依次间隔10s启动，停车时同时停车。

（9）按下按钮后电动机M正转，松开按钮后电动机M反转，过Imin后电动机M自动停止。

试画出其控制电路。

（10）画出两台电动机的控制电路，要求电动机Ml和M2可以分别启动和停止，也可以同时启动和停止。

（11）设计两台电机连锁启停控制线路。

要求：

Ml启动后，M2才能启动；Ml停止后，M2才能停止。

（12）设计两台电机连锁启停控制线路。

要求：

Ml启动后，M2才能启动；Ml停止1min后，M2自行停止。

（13）设计三台电机连锁启停控制线路。

要求：

启动时按Ml→M2→M3的顺序启动；停止时按M3→M2→Ml的顺序停止。

第四节综合练习参考答案P18

1．选择题

（1）B;

（2）C;（3）D;（4）D;（5）A;（6）D;（7）D;（8）A;（9）D;（10）B;（11）D;（12）A；（13）C;（14）A;（15）D;（16）C;（17）D;（18）B;（19）A。

2．填空题

（1）主触点流过电流的性质；

（2）氧化层；（3）灭弧装置；（4）线圈；（5）磁滞和涡流损耗（铁损）；（6）硅钢片叠铆；（7）成正比；（8）无关；（9）气隙的平方；（10）主触点上；（11）小孔节流；（12）相同；（13）熔断器的额定电流；（14）短路故障；（15）非激励或不工作；（16）同一；（17）U.V.W；（18）阿拉伯数字；（19）意外接通；（20）没有；（21）有；（22）1200V;（23）负载工作电流；（24）硅钢片叠铆而成；（25）细、多，无；（26）使继电器动作的最小功率；（27）普通三相；（28）在铁心端面的2/3处嵌装短路铜环；（29）衔铁与铁心间气隙的平方；（31）少、小、小、短而粗；（32）主触点的额定电流；（33）释放值与吸合值的比；（34）吸合、释放；（35）调整反作用弹簧松紧、非磁性垫片厚度}（36）不对称；（37）反接、机械抱闸。

3．判断题

（1）√;

（2）×;（3）×;（4）√}（5）√;（6）√;（7）×；

（8）√;（9）√;（10）x;（11）×;（12）×;（13）√;（14）×；

（15）√;（16）√;（17）×;（18）√;（19）×}（20）×;（21）×；

（22）×;（23）√;（24）×;（25）√;（26）×;（27）×;（28）×：

（29）×;（30）√;（31）√;（32）×。

4．简答题

（1）交流接触器是用来远距离接通和切断大容量主电路或其他负载电路的控制电器。

它主要由触点、电磁机构和灭弧装置等三部分组成。

触点用来接通、切断电路；电磁机构用于当线圈通电时，吸合衔铁，驱动触点改变状态；灭弧装置用于主触点断开或闭合瞬间切断其产生的电弧，防止灼伤触点。

（2）相同点：

交流接触器与中间继电器均采用电压励磁机构、励磁电流不变。