《PLC控制技术》实训总结报告
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实训时间：
目录
前言 (4)
实训背景 (4)
实训目的 (4)
实训器材 (4)
设计选题 (5)
1．PLC控制系统应用现状及发展趋势 (5)
1.1应用现状 (5)
1.2主流产品介绍 (7)
1.3发展趋势 (12)
2．主要实训项目及解决方案（书写三个解决方案，每组选择一个题目） (14)
2.1项目1及解决方案 (14)
2.1.1项目介绍 (14)
2.1.2硬件配置及I/O (14)
2.1.3梯形图设计 (15)
2.2项目2及解决方案 (15)
2.2.1项目介绍 (15)
2.2.2硬件配置及I/O (16)
2.2.3梯形图设计 (17)
2.3项目3及解决方案 (18)
2.3.1项目介绍 (18)
2.3.2硬件配置及I/O (19)
2.3.3梯形图设计 (20)
3．实训过程总结 (23)
3.1实训收获 (23)
3.2存在的问题及解决思路 (24)
4．结束语 (24)
前言
实训背景
PLC控制功能是通过存放在存储器内的程序来实现的，主要对控制功能作必要地修改，只需改变软件指令即可，使硬件软件化。可编程序控制器采用易学易懂的梯形图语言，它是以计算机软件技术构成人们惯用的继电器模型，形成一套独具风格的以继电器梯形图为基础的形象编程语言，梯形图使用的符号和定义与常规的继电器展开图完全一致，电气操作人员使用起来得心应手，不存在计算机技术与传统电气控制技术之间的专业“鸿沟”。在了解PLC简要工作原理和它的编程技术之后，就可结合实际需要进行应用设计，进而将PLC用于实际控制系统中。该课程实训的任务是培养学生利用PLC应用技术，设计和开发自动化控制装置的综合运用能力。
实训目的
通过本次课程设计让同学们了解PLC的内部结构以及工作原理，掌握S7-200可编程控制器的指令系统，熟悉各个指令及其应用，培养学生利用PLC技术设计和开发控制装置的综合运用能力。重点是将PLC应用于实际，根据控制要求对PLC进行编程和使用。
实训器材
https://www.doczj.com/doc/5a8351799.html,T-90HC可编程序控制器训练装置
2.模拟实验单元板
3.导线若干
4.实验指导书
5.计算机（带编程软件）
设计选题
任务1：传送带控制(3个电
1组
机)
任务2：抢答器控制系统1组
任务3：小车入库控制1组
任务4：工作台往复手动/自
1组
动控制
任务5：液体混合控制装置控
1组
制
任务6：循环灯光控制2组
任务7：水塔自动上水2组
任务8：自动售货机控制2组
任务9：电梯控制（三层）2组
任务10：电梯控制（四层）2组
任务11：数码显示控制3组
任务12：邮件分拣机控制3组
任务13：十字路口交通灯控
3组
制
任务14：装配流水线控制3组
1．PLC控制系统应用现状及发展趋势
1.1应用现状
我国的工业发展及自动化应用水平与工业发达国家相比有几十年的滞后，按目前的经济形势分析，我国将迎来一个
PLC市场高速增长的时期。机遇中国经济稳定迅速增长的现状，今后若干年内中国PLC市场将保持持续高速增长。相关数据显示，初步估计目前在我国本土销售的PLC总量为30~40亿元人民币（不含随进口主设备配套的PLC），年增长率为15~20%。巨大的市场需求为发展PLC业务提供了男的的历史机遇，国内有实力的自动化公司应充分利用在市场、技术、行业影响和品牌等方面的积累，大力拓展PLC业务，是国产PLC早日成为中国PLC市场的主演参与者之一。
目前，世界上有200多厂家生产300多品种PLC产品，主要应用在汽车（20%）、粮食加工（16.4%）、化工/制药（14.6%）、金属/矿上（11.5%）、纸浆/造纸（11.3%）等行业。
在我国应用的PLC，几乎涵盖了世界所有的品牌，呈现八国联军的态势，但从行业上分析，有各自的势力范围。中大型集控系统采用欧美PLC居多，小型控制系统、机床、设备单体自动化及）OEM产品采用日本的PLC居多。欧美PLC 在网络和软件方面具有优势，而日本PLC在灵活和价位方面占优势。我国的PLC供应渠道，主要有制造商、分销商（代理商）、系统集成商、）OEM用户、最终用户。其中，大部分PLC是通过分销商和系统集成商达到最终用户的。
在中国市场上西门子，三菱和欧姆龙都是在中国市场上传统的供应商，在很多领域占得了先机，相对应的是施耐德和LG这些后来者虽然市场快速增长，但是距离先行者仍有一
定的差距。某些品牌会侧重于一些行业，如施耐德更加注重电力行业，罗克韦尔在冶金行业表现出众。此外，国产PLC 品牌发展得也很快，并夺取了一定的市场份额。
1.2主流产品介绍
世界上PLC产品可按地域分成三大流派：一个流派是美国产品，一个流派是欧洲产品，一个流派是日本产品。美国和欧洲的PLC技术是在相互隔离情况下独立研究开发的，因此美国和欧洲的PLC产品有明显的差异性。而日本的PLC技术是由美国引进的，对美国的PLC产品有一定的继承性，但日本的主推产品定位在小型PLC上。美国和欧洲以大中型PLC而闻名，而日本则以小型PLC著称。
美国PLC产品
美国是PLC生产大国，有100多家PLC厂商，著名的有A-B公司、通用电气（GE）公司、莫迪康（MODICON）公司、德州仪器（TI）公司、西屋公司等。其中A-B公司是美国最大的PLC制造商，其产品约占美国PLC市场的一半。A-B公司产品规格齐全、种类丰富，其主推的大、中型PLC 产品是PLC-5系列。该系列为模块式结构，CPU模块为PLC-5/10、PLC-5/12、PLC-5/15、PLC-5/25时，属于中型PLC，I/O点配置范围为256～1024点；当CPU模块为PLC-5/11、PLC-5/20、PLC-5/30、PLC-5/40、PLC-5/60、PLC-5/40L、PLC-5/60L时，属于大型PLC，I/O点最多可配置到3072点。
该系列中PLC-5/250功能最强，最多可配置到4096个I/O点，具有强大的控制和信息管理功能。大型机PLC-3最多可配置到8096个I/O点。A-B公司的小型PLC产品有SLC500系列等。
GE公司的代表产品是：小型机GE-1、GE-1/J、GE-1/P等，除GE-1/J外，均采用模块结构。GE－l用于开关量控制系统，最多可配置到112个I/O点。GE-1/J是更小型化的产品，其I/O点最多可配置到96点。GE-1/P是GE-1的增强型产品，增加了部分功能指令（数据操作指令）、功能模块（A/D、D/A 等）、远程I/O功能等，其I/O点最多可配置到168点。中型机GE-Ⅲ，它比GE-1/P增加了中断、故障诊断等功能，最多可配置到400个I/O点,Tote Bags。大型机GE-Ⅴ，它比GE-Ⅲ增加了部分数据处理、表格处理、子程序控制等功能，并具有较强的通信功能，最多可配置到2048个I/O点。GE-Ⅵ/P最多可配置到4000个I/O点。
莫迪康（MODICON）公司有M84系列PLC。其中M84是小型机，具有模拟量控制、与上位机通信功能，最多I/O 点为112点。M484是中型机，其运算功能较强，可与上位机通信，也可与多台联网，最多可扩展I/O点为512点。M584是大型机，其容量大、数据处理和网络能力强，最多可扩展I/O点为8192。M884增强型中型机，它具有小型机的结构、大型机的控制功能，虚拟主机模块配置2个RS-232C接口，
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德州仪器（TI）公司的小型PLC新产品有510、520和TI100等，中型PLC新产品有TI300、5TI等，大型PLC产品有PM550、530、560、565等系列。除TI100和TI300无联网功能外，其它PLC都可实现通信，构成分布式控制系统。
欧州PLC产品
德国的西门子（SIEMENS）公司、AEG公司、法国的TE 公司是欧洲著名的PLC制造商。德国的西门子的电子产品以性能精良而久负盛名。在中、大型omron plc产品领域与美国的A-B公司齐名。
西门子PLC主要产品是S5、S7系列。在S5系列中，S5-90U、S-95U属于微型整体式PLC；S5-100U是小型模块式PLC，最多可配置到256个I/O点；S5-115U是中型PLC，最多可配置到1024个I/O点；S5-115UH是中型机，它是由两台SS －115U组成的双机冗余系统；S5-155U为大型机，最多可配置到4096个I/O点，模拟量可达300多路；SS－155H是大型机，它是由两台S5-155U组成的双机冗余系统。而S7系列是西门子公司在S5系列PLC基础上近年推出的新产品，其性能价格比高，其中S7-200系列属于微型PLC、S7-300系列属于于中小型PLC、S7-400系列属于于中高性能的大型PLC。
日本PLC产品
日本的小型PLC最具特色，在小型机领域中颇具盛名，某些用欧美的中型机或大型机才能实现的控制，日本的小型机就可以解决。在开发较复杂的控制系统方面明显优于欧美的小型机，所以格外受用户欢迎。日本有许多PLC制造商，如三菱、欧姆龙、松下、富士、日立、东芝等，在世界小型PLC 市场上，日本产品约占有70％的份额。
三菱公司的大中型机有A系列、QnA系列、Q系列，具有丰富的网络功能，I/O点数可达8192点。其中Q系列具有超小的体积、丰富的机型、灵活的安装方式、双CPU协同处理、多存储器、远程口令等特点，是三菱公司现有PLC中最高性能的PLC。
三菱PLC是较早进入中国市场的产品。其小型机F1/F2系列是F系列的升级产品，早期在我国的销量也不小。F1/F2系列加强了指令系统，增加了特殊功能单元和通信功能，比F系列有了更强的控制能力。继F1/F2系列之后，20世纪80年代末三菱公司又推出FX系列，在容量、速度、特殊功能、网络功能等方面都有了全面的加强。FX2系列是在90年代开发的整体式高功能小型机，它配有各种通信适配器和特殊功能单元。FX2N几年推出的高功能整体式小型机，它是FX2的换代产品，各种功能都有了全面的提升。近年来还不断推出满足不同要求的微型PLC，如FXOS、FX1S、FX0N、FX1N
及α系列等产品。
欧姆龙（OMRON）公司的PLC产品，大、中、小、微型规格齐全。微型机以SP系列为代表，其体积极小，速度极快。小型机有P型、H型、CPM1A系列、CPM2A系列、CPM2C、CQM1等。P型机现已被性价比更高的CPM1A系列所取代，CPM2A/2C、CQM1系列内置RS-232C接口和实时时钟，并具有软PID功能，CQM1H是CQM1的升级产品。中型机有C200H、C200HS、C200HX、C200HG、C200HE、CS1系列。C200H是前些年畅销的高性能中型机，配置齐全的I/O模块和高功能模块，具有较强的通信和网络功能。C200HS是C200H的升级产品，指令系统更丰富、网络功能更强。C200HX/HG/HE是C200HS的升级产品，有1148个I/O点，其容量是C200HS的2倍，速度是C200HS的3．75倍，有品种齐全的通信模块，是适应信息化的PLC产品。CS1系列具有中型机的规模、大型机的功能，是一种极具推广价值的新机型。大型机有C1000H、C2000H、CV（CV500／CV1000／CV2000／CVM1）等。C1000H、C2000H可单机或双机热备运行，安装带电插拔模块，C2000H可在线更换I/O模块；CV系列中除CVM1外，均可采用结构化编程，易读、易调试，并具有更强大的通信功能。
松下公司的PLC产品中，FPO为微型机，FP1为整体式小型机，FP3为中型机，FP5/FP10、FP10S（FP10的改进型）、
FP20为大型机，其中FP20是最新产品。松下公司近几年PLC 产品的主要特点是：指令系统功能强；有的机型还提供可以用FP-BASIC语言编程的CPU及多种智能模块，为复杂系统的开发提供了软件手段；FP系列各种PLC都配置通信机制，由于它们使用的应用层通信协议具有一致性，这给构成多级PLC网络和开发PLC网络应用程序带来方便。
1.3发展趋势
1．向高速度、大容量方向发展
为了提高PLC的处理能力，要求PLC具有更好的响应速度和更大的存储容量。目前有的PLC的扫描速度可达0.1ms/k 步左右。PLC的扫描速度已成为很重的一个性能指标。2．向超大型、超小型两个方向发展
当前中小型PLC较多，为了适应市场的多种需要，季候PLC要向多品种方向发展，特别是向超大型和超小型两个方向发展。现已有I/O点数达14336点的超大型PLC，其使用32位微处理器，多CPU并行工作和大容量存储器，功能强。小型PLC由整体结构向小型模块结构发展，使配置更加灵活，为了市场需要亿开发了各种简易、经济的超小型微型PLC，最小配置的I/O点数为8~16点，以适应单机及小型自动控制的需要，如三菱公司α系列PLC。
3．PLC大力开发智能模块，加强联网通信能力
为满足各种自动化控制系统的要求，近年来不断开发出许
多功能模块，如高速计数模块、温度控制模块、远程I/O模块、通信和人机接口模块等。这些带CPU和存储器的智能I/O模块，及扩展了PLC功能，又使用灵活方便，扩大了PLC 应用范围。
加强PLC联网通信的能力，使PLC技术进步的潮流。PLC 的联网通信有两类：一类是PLC之间联网通信，各PLC生产厂家都有自己的专有联网手段；另一类是PLC与计算机之间的联网通信，一般PLC都有专用通信模块与计算机通信。为了加强联网通信能力，PLC生产厂家之间也在协商制定通用的通信标准，已构成更大的网络系统，PLC已成为集散控制系统（DCS）不可缺少的重要组成部分。
4．增强外部故障的检测与处理能力
根据统计资料表明：在PLC控制系统的故障中，CPU占5%，I/O接口占15%，输入设备展45%，输出设备占30%，线路占5%。前二项共20%故障属于PLC内部故障，他可通过PLC本身的软、硬件实现检测、处理；而其余80%的故障属于PLC外部故障。因此，PLC生产厂家都致力于研制、发展用于检测外部故障的专用智能模块，进一步提高系统的可靠性。
5．编程语言多样化
在PLC系统结构不断发展的同时，PLC的编程语言也越来越丰富，功能也不断提高。除了大多数PLC使用的梯形图语
言外，为了适应各种控制要求，出现了面向顺序控制的步进编程语言、面向过程控制的流程图语言、与计算机兼容的高级语言（BASIC、C语言等）等。多种编程语言的并存、互补与发展是PLC进步的一种趋势。
2．主要实训项目及解决方案（书写三个解决方案，每组选择一个题目）
2.1项目1及解决方案
2.1.1项目介绍
题目：小车入库控制
控制要求：当小车到达车库前被检测开关检测到后，车库门处于打开状态，直至检测到车库门的上限位开关后停止，由光电开关的通断检测小车是否驶入车库，当小车入库后，车库门开始处于关闭状态，直至检测到车库门的下限位开关后停止。
2.1.2硬件配置及I/O
硬件配置：
序号名称型号与规格数量备注
1实训装置THPFSM-1/2 1
2实训挂箱小车入库控制模
板
1
3导线3号若干
4通讯编程电缆PC/PPI 1 西门子5实训指导书THPFSM-1/2 1
6计算机（带编程软 1 自备
件）
I/O端口分配功能表：
I0.0 红外线传感器开关（开门启动
按钮）
I0.1 上限位开关（开门停止按钮）I0.2 光电开关（其下降沿为关门启
动按钮）
I0.3 下限位开关（关门停止按钮）Q0.0 开门（电机正转）
Q0.1 关门（电机反转）
2.1.3梯形图设计
2.2项目2及解决方案
2.2.1项目介绍
题目：循环灯显示控制
控制要求：模板中心的黄灯L1亮1.5s——红灯L2、
L3、L4、L5间隔0.5s依次点亮1.5s——绿灯L6、L7、L8、L9间隔0.5s依次点亮，1.5s后，黄灯L1熄灭，1.5s 后——L2、L3、L4、L5同时熄灭，1.5s后L5、L7、L8、L9同时熄灭，1.5s后返回初始步，循环显示。
2.2.2硬件配置及I/O
硬件配置
序号名称型号与规格数量备注
7实训装置THPFSM-1/2 1
8实训挂箱循环灯显示控制模
板
1
9导线3号若干
10通讯编程电缆PC/PPI 1 西门子11实训指导书THPFSM-1/2 1
12
计算机（带编程软
件）
1 自备I/O端口分配功能表
I0.0 启动
I0.1 关闭
Q0.0 中心黄灯L1 Q0.1 中间红灯L2 Q0.2 中间红灯L3 Q0.3 中间红灯L4 Q0.4 中间红灯L5 Q0.5 外层绿灯L6
Q0.6 外层绿灯L7 Q0.7 外层绿灯L8 Q1.0 外层绿灯L9
2.2.3梯形图设计
2.3项目3及解决方案 2.
3.1项目介绍 题目：邮件分拣控制
控制要求：
1．启动后绿灯L1亮表示可以进邮件，S1为ON 表示模拟检测邮件的光信号检测到了邮件，拨码器模拟邮件的邮码，
2．从拨码器读到的邮码的正常值为1、2、3、4、5，若是此5个数中的任一个，则红灯L2亮，电机M0运行，将邮件分拣至邮箱内，完后L2灭，L1亮，表示可以继续分拣邮件。3．若读到的邮码不是该5个数，则红灯L2闪烁，表示出错，电机M0停止，重新启动后，能重新运行。
2.3.2硬件配置及I/O
硬件配置
序号名称型号与规格数量备注
13实训装置THPFSM-1/2 1
14实训挂箱邮件分拣控制模
板
1
15导线3号若干
16通讯编程电缆PC/PPI 1 西门子17实训指导书THPFSM-1/2 1
18计算机（带编程软
件）
1 自备
端口分配及功能表
序号
PLC地址
（PLC端子）
电气符号
（面板端
子）
功能说明
1I0.0 SD 启动开关2I0.1 S1 检测邮码3I0.2 A BCD码A 4I0.3 B BCD码B 5I0.4 C BCD码C 6I0.5 D BCD码D 7Q0.0 L1 进邮件8Q0.1 L2 检邮件
9Q0.2 M0 传送电机10Q0.3 M1 邮箱1 11Q0.4 M2 邮箱2 12Q0.5 M3 邮箱3 13Q0.6 M4 邮箱4 14Q0.7 5 邮箱5
15主机1M、面板V+接电源
+24V
电源正端
16主机1L、2L、3L、面板COM
接电源GND
电源地端
2.3.3梯形图设计
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。
【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）
第二章习题与思考题参考答案 1.电气图中，SB、SQ、FU、KM、KA、KT分别是什么电气元件的文字符号? 答：SB-控制按钮；SQ-行程开关；FU-熔断器；KM-接触器；KA-中间继电器；KT-时间继电器。 2.说明“自锁”控制电路与“点动”控制电路的区别，“自锁”控制电路与“互锁”控制电路的区别。 答：依靠接触器自身辅助触点而使其线圈保持通电的现象称为自锁，起自锁作用的辅助触点称为自锁触点。“一按（点）就动，一松（放）就停”的电路称为点动控制电路。 点动电路为“一按（点）就动，一松（放）就停”，不需要自锁触点，因短时工作，电路中可不设热继电器作过载保护；而自锁电路需要在起动按钮的两端并联自锁触点，在按下起动按钮并松开后，依靠自锁触点（接触器自身的辅助常开触点）接通电路，因电路工作时间较长，需要设热继电器作过载保护。 自锁是接触器（或其他电磁式电器）把自身常开辅助触点并接在起动按钮的两端，其作用是松开起动按钮后通过该常开辅助触点保持线圈通电。 互锁是把两个接触器的常闭辅助触点分别串接在对方接触器线圈的电路中以达到相互制约的作用。即其中任一接触器线圈先通电吸合，另一接触器线圈就无法得电吸合。 3.什么叫减压起动?常用的减压起动方法有哪几种? 答：减压起动：利用起动设备将电源电压适当降低后加到电机定子绕组上起动，以减小起动电流，待电机转速升高后再将电压恢复至额定值的起动方法称为降压起动。 笼型异步电动机常用的减压起动方法有：定子绕组串电阻减压起动、星-三角减压起动、自耦变压器减压起动、延边三角形减压起动和使用软起动器起动等方法。 绕线转子异步电动机减压起动方法主要有转子绕组串电阻减压起动方法。 4. 电动机在什么情况下应采用减压起动?定子绕组为星形联结的三相异步电动机能否用星-三角减压起动?为什么? 答：当电动机容量大于10kW以上通常采用降压起动。正常运行时定子绕组为三角形联结的笼型异步电动机，可采用星-三角减压起动方法来限制起动电流。 定子绕组为星形联结的三相异步电动机不能否用星-三角减压起动，因为星接电动机绕组的额定电压为220V，当变为三角形联结时，加在绕组上的电压为380V，超过了绕组所能承受的电压值，时间一长绕组将发热而烧毁。 5. 什么是反接制动?什么是能耗制动?各有什么特点及适应什么场合? 答：反接制动是利用改变电动机电源相序，使定子绕组产生的旋转磁场与转子惯性旋转方向相反，因而产生制动作用的一种制动方法。 能耗制动是在电动机脱离三相交流电源后，立即使其两相定子绕组加上一个直流电源，利用转子感应电流与静止磁场的作用来达到制动目的的一种制动方法。 反接制动的特点是制动迅速、效果好，但冲击力大，通常仅用于10kW以下的小容量电动机要求制动迅速及系统惯性大，不经常起动与制动的设备，如铣床、镗床等主轴的制动控制。为了减小冲击电流，通常要求在主电路中串接反接制动电阻以限制反接制动电流。 能耗制动的优点是制动准确、平稳且能量消耗较小，缺点是需要附加直流电源装置，制动效果不及反接制动明显。所以能耗制动一般用于电动机容量较大，起动、制动频繁的场合，如磨床、立式铣床等控制电路中。 6. 试设计一个具有点动和连续运转功能的混合控制电路，要求有合适的保护措施。
电气控制与PLC应用技术习题答案 第二章、继电-接触控制电路的基本环节 2-11、指出图2-29所示的Y-Δ减压启动控制电路中的错误，并画出正确的电路。 2-12：试分析图2-13b所示的电路中，当时间继电器KT延时时间太短或延时闭合与延时断开的触点接反，电路将出现什么现象？ 1、定时时间太短，不能实现完全降压启动。 2、如果通电延迟定时器的通电延时闭合与通电延时断开触点接反；电动机三角形启动，工作时按星形连接。 2-13两台三相笼型异步电动机M1、M2，要求M1先起动，在M1起动15S后才可以起动M2；停止时，M1、M2同时停止，试画出其电气原理图。 2-14、两台三相笼型异步电动机M1、M2，要求即可实现M1、M2分别启动和停止，又可实现两台电动机的同时停止。试画出其电气原理图。
2-15、三台电动机MAl、MA2，MA3，要求按起动按钮SB1时，按下列顺序起动：MA l→MA2→MA3。当停止时，按起动停止SB2时，则按照相反的顺序停止，即MA3→MA2→MA1。起动和停止的时间间隔均为10S。试画出其电气原理图。 2、题目分解： 该系统要使用三个交流接触器QA1、QA2、QA3来控制三台电动机启停。 有一个启动按钮SF1和一个停止按钮SF2，另外要用四个时间继电器KF1、KF2、KF3和KF4。其定时值依次为T1、T2、T3和T4。工作顺序如图2-34所示。 图2–34、三台电动机工作顺序 3、解题分析 1）、从图2-34中可以看出： MA的启动信号为SF，停止信号为KF计时到；4l1MA的启动信号为KF计时到，停止信号为KF计时到；312MA的启动信号为KF计时到，停止信号为SF。232在设计时，考虑到启/停信号要用短信号，所以要注意对定时器及时复位。 所示。2-35(a)、该电气控制系统的主电路如图） 2．
第2章电气控制线路的基本原则和基本环节答案一、填空题 1．开关、接触器、继电器 2．电气原理图、电器元件布置图 3．基本文字符号、辅助文字符号 4．工作原理、研究和分析 5．L l 、L 2 、L 3 、U、V、W 6．数字、左侧、右侧、正极、负极7．图形、文字符号 8．粗线条、左侧、细线条、右侧9．没有外力作用、没有通电时10．实际位置 11．实际位置、实际接线 12．画在一起、实际安装位置13．直接 14．串、主回路、控制回路、断电15．任意两相 16．自耦变压器、Y-△、延边三角形17．三角形 18．串入电阻R、电阻R切除19．自耦变压器、被切除 20．九个、三角形 21．串接启动电阻、串接频敏变阻器22．反比、连接方式 23．相序 24．KT l0～KT l2 、KT 6 ～KT 9 25．KT l2、KT 8 、KT 6 、KT 5 、R 1 26．KT I0、KT 9 、KT 7 、相序改变 27．R l 、R 2 、R 3 、R 4 28．SQ l 、SQ 2 、KT l2 、KT l0 29．励磁电流、转矩 30．反接、能耗、发电、电容31．相序、反向 32．直流电流、切除 33．定子、制动力矩 34．并联、串联 35．限位 36．串接于、常闭辅助触头37．串联 38．不同 39．“先断后合”、“先合后断”40．逻辑代数、简化
二、判断题 1．T 2．F 3．T 4．T 5．F 6．T 7．F 8．T 9．T 10．F 11．F 12．F 13．F 14．F 15．T 16．F 17．T 18．T 19．T 20．T 21．F 22．T 23．F 24．F 25．T 26．T 27．T 28．T 29．T 30．T 31．T 32．T 33．F 34．T 35．F 36．T 37．T 38．T 39．F 40．F 41．T 42．T 43．F 44．T 45．F 46．T 47．T 三、选择题 1．A 2．B 3．C 4．A 5．C 6．B 7．A 8．C 9．B 10．A 11．B 12．B 13．A 14．B 15．C 16．C 17．A 18．C 19．B 20．C 21．C 22．B 23．A 24．A 25．A 26．B 27．B 28．C 29．A 30．A 31．B 32．B 33．C 34．C 35．B 36．A 37．B 38．A 39．C 40．B 四、分析思考题 1．答：在连续控制中，当启动按钮SB松开后，接触器KM的线圈通过其辅助常开触头的闭合仍继续保持通电，从而保证电动机的连续运行。这种依靠接触器自身辅助常开触头而使线圈保持通电的控制方式，称自锁或自保。起到自锁作用的辅助常开触头称自锁触头。 2．答：控制线路要求KMl与KM2不能同时通电时，为此要求线路设置必要的联锁环节。将其中一个接触器的常闭触头串入另一个接触器线圈电路中，则任何一个接触器先通电后，即使按下相反方向的启动按钮，另一个接触器也无法通电，这种利用两个接触器的辅助常闭触头互相控制的方式，叫电气互锁，或叫电气联锁。起互锁作用的常闭触头叫互锁触头。复合按钮的常闭触头同样也可起到互锁的作用，这样的互锁叫机械互锁。 3．答：图c和f能实现电动机正常连续运行和停止，其他则不能。因为图a没有自锁环节；图b不能切断供电；图d会发生短路；图e线圈不能正常通电。 4．答：设计控制电路图见答案图5所示。 答案图5 5．答：设计控制电路图见答案图6所示。
第2章电气控制线路的基本原则和基本环节 习题与思考题 1.自锁环节怎样组成？它起什么作用？并具有什么功能？ 答：在连续控制中，将接触器的常开辅助触头QA与自复位启动按钮SF并联，即可形成 自锁环节。当启动按钮SF松开后，接触器QA的线圈通过其辅助常开触头的闭合仍继续保持通电，从而保证电动机的连续运行。这种依靠接触器自身辅助常开触头而使线圈保持通电的控制方式，称自锁或自保。起到自锁作用的辅助常开触头称自锁触头。所以自锁环节的功能就是在启动按钮松开后，能够保持接触器线圈一直通电，使电动机连续运行。 2?什么是互锁环节？它起到什么作用？ 答：控制线路要求QA1与QA2不能同时通电时，为此要求线路设置必要的联锁环节。将其中一个接触器的常闭触头串入另一个接触器线圈电路中，则任何一个接触器先通电后，即使按下相反方向的启动按钮，另一个接触器也无法通电，这种利用两个接触器的辅助常闭触头互相控制的方式，叫电气互锁，或叫电气联锁。起互锁作用的常闭触头叫互锁触头。复合按钮的常闭触头同样也可起到互锁的作用，这样的互锁叫机械互锁。利用成对使用的机械联锁接触器， 加上电气互锁，可形成机械、电气双重互锁。 互锁环节的作用就是防止QA1与QA2同时通电造成电源短路等危险。 3. 分析如图2-50所示线路中，哪种线路能实现电动机正常连续运行和停止？哪种不能？ 为什么?
(b ) kM rpSB KM KM (d ) (e ) KM SB1，接触器KM 线圈通电 〒SR _____ a ____________ KM (a ) 图2-50习题3图 答：（C ）和（门能实现电动机正常连续运行和停止，因为按下 并自锁，电动机连续运行；按下 SB ，KM 线圈断电，电动机停止。 其他则不能，因为图（a ）接触器KM 线圈不能得电，故不能启动；图（b ）能启动连续运 行，但不能切断接触器线圈供电，即不能停止；图（ d ）会引起电源短路；图（e ）线圈不能保 持连续通电。（图中，SB1为启动按钮开关，SB 为停止按钮开关。） 4. 试采用按钮、刀开关、接触器和中间继电器，画出异步电动机点动、连续运行的混合控 制电路。 答：设计的控制电路图见答案图 5所示。图中，SF3为点动按钮开关；SF2为连续运行启 gll T SB 1 KM KM 7 7 (C ) (f )
第2章《电气控制线路基础》 思考题与练习题 2.01、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：三相笼型异步电动机在小于10KW的条件下可直接启动。 题2.01、单向全压启动控制线路 2.02、某三相笼型异步电动机单向运转，要求采用自耦变压器降压启动。试设计 主电路和控 制电路，并要求有必要的保护措施。
2.02、自耦变压器降压启动控制线路 2.03、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。 L1 L2 FA2 QA1 SF2 BB QA2 QA3 BS SF1 QA1 QA1 QA3 n QA3 FA1 控制电路 L13 M1 L2L3 FA0 QA0QA3 BB1 QA1 QA2 R BS 主电路 MA 2.04、某三相笼型异步电动机可正反向运转，要求降压启动。试设计主电路和控
制电路，并要求有必要的保护。
2.05、星形-三角形降压启动方法有什么特点并说明其适用场合? 答：正常运行时定子绕组接成三角形的笼型异步电动机，可采用星形-三角形降压启动方式来限制启动电流。 星形-三角形降压启动的特点： 1、启动时将电动机定子绕组接成星形，当转速接近额定转速时，定子绕组改接成三角形，使电动机在额定电压下正常运转。 2、启动时将电动机定子绕组接成星形，加到电动机的每相绕组上的电压为额定 值的3 1。 3、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，从而减小了启动电流对电网的影响。 4、启动转矩也相应下降为原来三角形直接启动时的1/3，转矩特性差。 星形-三角形降压启动线路适用于电动机空载或轻载启动的场合。 2.06、软启动器的启动和停车控制方式一般有哪些?与其他的启动方式相比有什么优点? 答：(1)、斜坡升压启动方式(2)、转矩控制及启动电流限制启动方式软启动装置采用电子启动方法，其主要特点是：具有软启动和软停车功能，启动电流、启动转矩可调节，另外还具有电动机过载保护等功能。 2.07、三相笼型异步电动机有哪几种电气制动方式?各有什么特点和适用场合? 答：三相笼型异步电动机的电气制动控制线路，常用的有反接制动和能耗制动。 1、反接制动 反接制动是利用改变电动机电源的相序，使定子绕组产生相反方向的旋转磁场，因而产生制动转矩的一种制动方法。 反接制动时，转子与旋转磁场的相对速度接近于两倍的同步转速，所以定子绕组中流过的反接制动电流相当于全电压直接启动时电流的两倍。 反接制动特点之一是制动迅速，效果好，但冲击大，通常仅适用于10 kW以下的小容量电动机。 为了减小冲击电流，通常要求串接一定的电阻以限制反接制动电流，这个电阻称做反接制动电阻。
电气控制与plc应用技术课后答案（全） 1.1、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。 1.3、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。 1.5、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。 1.8、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。 1.9、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。 1.11、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。