第十五章电动执行机构习题与思考题解答
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机电一体化课后答案第一篇:机电一体化课后答案机电一体化(第二版)课后答案第一章1-1.试说明较为人们所接受的机电一体化的含义。
答:机电一体化乃是在机械的主功能、动力功能、信息功能和控制功能上引进微电子技术,并将机械装置与电子装置用相关软件有机结合而构成系统的总称。
1-7.机电一体化系统由哪些基本要素组成?分别实现哪些功能?答:①.机电一体化系统由计算机、动力源、传感件、机构、执行元件系统五大要素组成。
②.对应的五大功能为:控制、动力、计测、构造、操作功能。
1-17.开发性设计、变异性设计、适应性设计有何异同?答:1、开发性设计是没有参照产品的设计,仅仅是根据抽象的设计原理要求,设计出在质量和性能方面满足目的要求的产品。
2、变异性设计是在设计方案和功能结构不变的情况下,仅改变现有产品的规格尺寸使之适应于量的方面有所变更的需求。
3、适应性设计是在总的设计方案、原理基本保持不变的情况下,对现有产品进行局部更改,或用微电子技术代替原有的机械结构或为了进行微电子控制对机械结构进行局部适应性设计,以使产品在性能和质量上增加某些附加价值。
所有机电一体化系统的设计都是为了获得用来构成事物的有用信息。
1-20.简述计算机辅助设计与并行工程、虚拟设计、快速响应设计、绿色设计、反求设计等的含义。
答:1、计算机辅助设计是设计机电一体化产品的有力工具,用来设计一般机械产品的CAD的研究成果。
2、并行工程是把产品的设计、制造及其相关过程作为一个有机整体进行综合协调的一种工作模式。
3、虚拟设计是虚拟环境中的产品模型,是现实世界中的产品在虚拟环境中的映像,是基于虚拟现实技术的新一代计算机辅助设计。
4、快速响应设计是实现快速响应工程的重要环节,快速响应工程是企业面对瞬息万变的市场环境,不断迅速开发适应市场的新系统,快速响应设计的关键是有效开发和利用各种系统信息资源。
5、绿色设计是从并行工程思想发展而出现的一个新概念。
绿色设计就是在新系统的开发阶段,就考虑其整个生命周期内对环境的影响,从而减少对环境的污染、资源的浪费、使用安全和人类健康等所产生的副作用。
《机械设计》教材讨论题、思考题及习题绪论讨论题0-1就文中的三个实例分析每部机器,哪部分为原动部分、传动部分和执行部分?分别分析它们是否满足机器的三个特征?并从中举例说明机构、机械零件及构件的含义。
思考题0-1什么是机器?什么是机构?它们各有何特征?一台完整的机器由哪几部分组成?并举例说明。
0-2什么是机械零件、通用零件、专用零件、部件、标准件?指出下列零件各属于哪一类:螺栓,齿轮,轴,曲轴,汽门弹簧,轧根,飞机螺旋桨,汽轮机叶片,滑动轴承,滚动轴承,联轴器。
0-3本课程研究的对象和主要内容是什么?0-4本课程的性质与任务是什么?和前面学过的课程相比较,本课程有什么特点?第一章机械零件设计的基础知识及设计方法简介思考题1-1机械设计的内容和一般程序是什么?1-2机械零件常规设计计算方法有哪几种?各使用于何种情况?1-3机械零件应满足哪些基本要求?设计的一般步骤是什么?1-4机械零件的主要失效形式有哪些?什么是机械零件的工作能力?工作能力准则有哪些?1-5合理地选择许用安全系数有何重要意义?影响许用安全系数的因素有哪些?设计时应如何选择?1-6作用在机械零件上的载荷有几种类型?何谓静载荷、变载荷、名义载荷和计算载荷?1-7作用在机械零件中的应力有哪几种类型?何谓静应力、变应力?静载荷能否产生变应力?1-8何谓材料的疲劳极限、疲劳曲线、金属材料的疲劳曲线分成哪几种类型?各有何特点?指出疲劳曲线的有限寿命区和无限寿命区,并写出有限寿命区疲劳曲线方程,材料试件的有限寿命疲劳极限SN如何计算?说明寿命系数K N的意义。
1-9材料的极限应力图是如何作出的?简化极限应力图又是如何作出的?它有何用途?1-10影响零件疲劳强度的主要因素有哪些?零件的简化极限应力图与材料试件的简化极限应力图有何不同?如何应用?1-11表面接触疲劳点蚀是如何产生的?根据赫兹公式(Hertz),接触带上的最大接触应力应如何计算?说明赫兹公式中各参数的含义。
思考题与习题的解答附录:第1章思考题及答案1-1 变压器的电动势的产生原理是哪一个定律?说明其原理。
答:变压器的电动势的产生原理是法拉第电磁感应定律,即设N匝线圈处在磁场中,它所交链的磁链??N??,当磁链?发生变化时,会产生电场,并在线圈内产生感应电动势。
即: e??Nd?d? ??dtdt1-2 根据功能与用途,电机可以分为哪几类?答:根据功能与用途电机可以分为:动力电机和控制电机。
动力电机又分为:静止的电机和旋转电机。
控制电机是信号转换和信号传递的装置,容量和体积一般都比较小,在自动控制系统中常用于检测、放大、执行和校正等元件。
静止电机:变压器动力电机电机旋转电机交流电机控制电机1-3 一个电力拖动系统的组成有哪些组成部分,各部分的作用是什么?答:电力拖动系统包括:电动机、传动机构、生产机械、控制设备和电源等组成。
电源电动机传动机构生产机械直流电机控制设备生产机械是执行某一生产任务的机械设备,是电力拖动的对象;电源给动力机构——电动机以及控制设备提供电能,电动机把电能转换为机械能,通过传动机构变速或变换运动方式后,拖动生产机械工作;控制设备是各种控制电机、电器、电子元第 1 页共 68 页件及控制计算机组成,用以控制电动机的运动,实现对生产机械运动的自动控制。
1-4 电机中涉及到哪些基本电磁定律?试说明它们在电机中的主要作用。
答:全电流定律:电生磁的定律,实现电磁转换;电磁感应定律:磁生电的定律,电磁转换;电磁力定律:电磁产生运动的定律,电动机原理。
1-5 如果感应电势的正方向与磁通的正方向符合左手螺旋关系,则电磁感应定律应写成e?Nd?,试说明原因。
dt答:应为电磁感应定律的描述是感应电动势的正方向与磁通方向符合右手螺旋关系d?,即电动势总是阻碍磁通的变换。
因此当感应电动势的正方向与磁通方dtd?向符合右左手螺旋关系时,则产生的感应电动势为:e?N。
dt时:e??N第1章练习题题解及答案1-1 在求取感应电动势时,式eL??Ldid?d?、式eL??、式eL??N,以及e?Blvdtdtdt等式中,哪一个式子具有普遍的形式?这些式子分别适用什么条件?解:式eL??d?是普遍的形式,此时是在感应电动势的正方向与磁链的正方向符合右手dt螺旋关系条件下;式eL??Ldi适用于自感电动势,表示于线圈中电流i的变化使i产生的交链该线圈dt的磁链发生变化时所产生的电动势;d?适用于线圈所有N匝的磁通相同,均为?时,即??N?的情况; dt式e?Blv适用于运动电动势,且B、l、v三者相互垂直,且符合右手定则。
机械电⼦原理思考题1. 机械电⼦系统是由哪⼏部分组成的,怎样理解它们之间的“有机”结合?机械电⼦系统由机械、电⼦、控制、信息、计算机技术⼏部分组成。
过去,机械和电⼦⼀体化是通过相互没有直接联系的“块和块”之间的结合来完成的;现在对机械电⼦系统的看法是:除了“块与块”之间的动⼒(肌⾁)联系之外,还有信息(神经)之间的相互联系,并由具有数值运算和逻辑推理能⼒的计算机来对机械电⼦系统的所有信息进⾏智能处理。
2.为什么把计算机称为电脑,它能实现哪些⼈类的智⼒活动?电⼦计算机,它现在也被俗称为“电脑”,是⼀种最现代的计算⼯具,具有存储、记忆能⼒、逻辑判断能⼒、运算能⼒以及⾃动执⾏程序能⼒,能实现数值运算和逻辑推理的功能。
3.机械电⼦⼯程有哪些应⽤领域,在这些领域中采⽤机械电⼦⼯程⽅法有什么优点?制造业、柔性制造系统、⽤于⽣产控制的分层通信系统。
采⽤机械电⼦⽅法设计的主要优点是:制造系统的结构易于改变,且产品的质量可以顺利地上档次。
4.设计机械电⼦系统时主要涉及到哪些技术领域?驱动与执⾏装置;传感器及仪器仪表系统;嵌⼊式微处理系统;⼯程设计与优化⽅法。
5.简要叙述机械电⼦⼯程的设计⽅法。
⽤机械电⼦⽅法进⾏⼯程设计的核⼼是将电⼦技术和计算机技术与机械系统有机地结合起来。
6.设计者需要具备的知识和能⼒。
具有多⾃由度的质量弹簧阻尼系统的数学建模,以数学⽅法来完成系统的表达和编程;传感器的选择和应⽤;仪器使⽤,包括数据采集及测试;电液及电器控制系统的设计和应⽤;微处理器的使⽤;系统控制算法的建⽴;测试设备及试制品的⼀般性机械设计;有关电路的设计、安装和调试。
1.机械电⼦系统中的执⾏机构和驱动器的作⽤是什么?主要都有哪些性能指标?在机械电⼦系统中,驱动器和执⾏器所起到的作⽤主要是机械运动或动⼒转换。
驱动器的作⽤是将各种类型的能源转化为机械能。
执⾏机构的作⽤是将这种机械能变换为合适的运动形式,从⽽实现机械做功,完成运动的传递、物质或能量的转移。
习题答案项目一习题及思考题1.答:①用于照明或电热负载时,负荷开关的额定电流等于或大于被控制电路中各负载额定电流之和。
②用于电动机负载时,开启式负荷开关的额定电流一般为电动机额定电流的3倍;封闭式负荷开关的额定电流一般为电动机额定电流的1.5倍。
2.答:熔断器主要由熔体、安装熔体的熔管和熔座三部分组成。
当被保护电路的电流超过规定值,并经过一定时间后,由熔体自身产生的热量熔断熔体,使电路断开,从而起到保护的作用。
熔管用于安放熔体。
3.答:①根据使用场合,选择按钮的型号和型式。
②按工作状态指示和工作情况的要求,选择按钮和指示灯的颜色。
③按控制回路的需要,确定按钮的触点形式和触点的组数。
④按钮用于高温场合时,易使塑料变形老化而导致松动,引起接线螺钉间相碰短路,可在接线螺钉处加套绝缘塑料管来防止短路。
⑤带指示灯的按钮因灯泡发热,长期使用易使塑料灯罩变形,应降低灯泡电压,延长使用寿命。
4.答:交流接触器有电磁机构、触点机构和灭弧系统等组成。
5.答:热继电器是利用电流热效应原理进行工作的保护电器,可用作电动机长期过载、断相及电流不均衡的运行保护,但它由于热惯性,当电路短路时不能立即使电路断开,因此不能作短路保护。
6.答:其图形符号如下:熔断器FU,复合按钮通电延时型时间继电器:接触器:中间继电器:7. 答:组合开关:额定电压380V;控制电动机则额定电流IN ≥(1.5~2.5)IDN,故可取25A或40A。
接触器:额定电压380V;接触器的额定电流应大于或等于所控制电路的额定电流。
对于电动机负载可按经验公式N Nc KU P I =计算:故额定电流可选20A ,吸引线圈工作电压220V 或380V 。
熔断器:额定电压380V ;额定电流25A 或32A ,保护一台异步电动机时,考虑电动机冲击电流的影响,熔体的额定电流可按下式计算IfN ≥(1.5~2.5)IN ,故熔体额定电流为25A热继电器:额定电压380V ;额定电流20A ,热元件额定电流一般可按下式MN N )05.1~95.0(I I =,故热元件额定电流为16A 项目二 习题及思考题1. 答:一般可用起动按钮和接触器的常开触点并联,然后再和接触器的线圈串联可得。
《机械设计》教材讨论题、思考题及习题绪论讨论题0-1 就文中的三个实例分析每部机器,哪部分为原动部分、传动部分和执行部分?分别分析它们是否满足机器的三个特征?并从中举例说明机构、机械零件及构件的含义。
思考题0-1 什么是机器?什么是机构?它们各有何特征?一台完整的机器由哪几部分组成?并举例说明。
0-2 什么是机械零件、通用零件、专用零件、部件、标准件?指出下列零件各属于哪一类:螺栓,齿轮,轴,曲轴,汽门弹簧,轧辊,飞机螺旋桨,汽轮机叶片,滑动轴承,滚动轴承,联轴器。
0-3 本课程研究的对象和主要内容是什么?0-4 本课程的性质与任务是什么?和前面学过的课程相比较,本课程有什么特点?第一章机械零件设计的基础知识及设计方法简介思考题1-1 机械设计的内容和一般程序是什么?1-2 机械零件常规设计计算方法有哪几种?各使用于何种情况?1-3 机械零件应满足哪些基本要求?设计的一般步骤是什么?1-4 机械零件的主要失效形式有哪些?什么是机械零件的工作能力?工作能力准则有哪些?1-5 合理地选择许用安全系数有何重要意义?影响许用安全系数的因素有哪些?设计时应如何选择?1-6 作用在机械零件上的载荷有几种类型?何谓静载荷、变载荷、名义载荷和计算载荷?1-7 作用在机械零件中的应力有哪几种类型?何谓静应力、变应力?静载荷能否产生变应力?1-8 何谓材料的疲劳极限、疲劳曲线、金属材料的疲劳曲线分成哪几种类型?各有何特点?指出疲劳曲线的有限寿命区和无限寿命区,并写出有限寿命区疲劳曲线方程,材料试件的有限寿命疲劳极限 rN如何计算?说明寿命系数K N的意义。
1-9 材料的极限应力图是如何作出的?简化极限应力图又是如何作出的?它有何用途?1-10 影响零件疲劳强度的主要因素有哪些?零件的简化极限应力图与材料试件的简化极限应力图有何不同?如何应用?1-11 表面接触疲劳点蚀是如何产生的?根据赫兹公式(Hertz),接触带上的最大接触应力应如何计算?说明赫兹公式中各参数的含义。
电力拖动基础部分课后习题答案1-8 某起重机电力拖动系统如图1-13所示。
电动机kW P N 20=,950/min n r =,传动机构转速比13j =,2 3.5j =,34j =,各级齿轮传递效率1230.95ηηη===,各轴的飞轮矩221125GD N m =∙,22250GD N m =∙,22340GD N m =∙,224460GD N m =∙,卷筒直径0.5D m =,吊钩重01900G N =,被吊重物49000G N =,忽略电动机空载转矩、钢丝绳重量和滑轮传递的损耗,试求:(1)以速度0.3/v m s =提升重物时,负载(重物及吊钩)转矩、卷筒转速、电动机输出功率及电动机的转速;(2)负载的飞轮矩及折算到电动轴上的系统总飞轮矩; (3) 以加速度为20.1/m s 提升重物时,电动机输出的转矩。
解:(1)卷筒速度:'12360600.3n 11.46/min 22 3.140.2511.463 3.54481/min v r R n n j j j r ⨯'===∏⨯⨯==⨯⨯⨯=509000.2512725T FR N m '==⨯=折算到电机转矩: ()039.559.55353.64810.95L G G v FvT N m n η+===* (另: ()()031900490000.25353.43 3.540.95L G G R G R T N m j j ηη++⨯'*====⋅⨯⨯⨯) 电机输出功率: 353.448117.895509550L T n P kw ⨯=== (2)负载飞轮矩:()()22202509000.2512725L G D G G R N m =+*=⨯=⋅ 折算到电机轴总飞轮矩:()()22222232412222112123365GD GD GD Gv GD GD j n j j j j j =++++***2460509000.09125 5.550.363651764481⨯=++++ 2130.910.267.22138.4N m =++=⋅ (3)∵ 20.1/a m s = ∴20.1/dvm s dt=而6060j 0.142159.622 3.140.25dn dv dt R dt π==⨯⨯=⨯⨯ 2375L GD dnT T dt-=∴ 138.4159.6353.4412375T N m =⨯+=⋅ 1-9 某龙门刨床的主传动机构图如图1-14所示。
《自动化装置》习题思考题集一、计算题1-1 某比例调节器,输入信号为4~20mA,输出信号为1~5V,当P B=40%时,输入信号变化4mA引起输出信号的变化量是多少?(容易)1-2 某调节器的测量指针由50%变化到25%时,若该调节器的比例输出信号由12mADC 下降到8mADC,则调节器实际比例带为多少?该调节器的作用方向是正还是负?(容易)1-3 某比例积分调节器,正作用、P B=50 %、T I=1min 。
开始时,测量、给定和输出均为50%,当测量信号变化到55%时,输出信号变化到多少?1min后又变化到多少?(中等)1-4 某气动比例积分调节器,P B=100%、T I=2min、初始状态时偏差信号和输出信号均为0.5×102kpa,后来偏差信号从0.5×102kpa阶跃变化到0.7×102kpa,试问经过多少时间后输出信号可达到1.0×102kpa?(中等)1-5 某温度控制系统,量程为0-1000℃。
若采用比例积分调节器,正作用、P B=100%、T I=2min,稳态时给定信号和输出信号均保持在50%的位置上。
系统因干扰2min后调节器的输出信号又稳定在60%的位置上。
试问此时的被控温度=?℃。
(困难)1-6 一台DTL121调节器,稳态时测量信号、给定信号、输出信号均为5mA,当测量信号阶跃变化1 mA时,输出信号立刻变成6 mA,然后随时间均匀上升,当输出信号到达7 mA时所用的时间为25s,试问该调节器的P B和T I各为多少?(困难)1-7 一台ICE调节器,P B=50%、T I=0.2min、T D=2min、K D=10,假设输出信号的初始值为4mA,在t=0时加入0.5mA的阶跃信号,依次画出比例、比例积分、比例微分和比例积分微分作用时的响应曲线。
试求出I o (t=0)=?mA;I o (t=12s)=?mA;I o (t=50s)=?mA。
2023年电气控制与PLC应用技术(黄永红著)课后答案电气控制与PLC应用技术(黄永红著)内容简介前言第1章常用低压电器1.1低压电器的定义、分类1.2电磁式电器的组成与工作原理1.2.1电磁机构1.2.2触点系统1.2.3灭弧系统1.3接触器1.3.1接触器的组成及工作原理1.3.2接触器的分类1.3.3接触器的主要技术参数1.3.4接触器的选择与使用1.3.5接触器的图形符号与文字符号1.4继电器1.4.1继电器的分类和特性1.4.3时间继电器1.4.4热继电器1.4.5速度继电器1.4.6固态继电器1.5主令电器1.5.1控制按钮1.5.2行程开关1.5.3接近开关1.5.4万能转换开关1.6信号电器1.7开关电器1.7.1刀开关1.7.2低压断路器1.8熔断器1.8.1熔断器的结构和工作原理 1.8.2熔断器的类型1.8.3熔断器的主要技术参数 1.8.4熔断器的选择与使用1.9.1电磁铁1.9.2电磁阀1.9.3电磁制动器习题与思考题第2章基本电气控制电路2.1电气控制电路的绘制原则及标准2.1.1电气图中的图形符号及文字符号2.1.2电气原理图的绘制原则2.1.3电气安装接线图2.1.4电气元件布置图2.2交流电动机的基本控制电路2.2.1三相笼型异步电动机直接起动控制电路 2.2.2三相笼型异步电动机减压起动控制电路 2.2.3三相绕线转子异步电动机起动控制电路 2.2.4三相笼型异步电动机制动控制电路2.2.5三相笼型异步电动机调速控制电路2.2.6组成电气控制电路的基本规律2.2.7电气控制电路中的保护环节2.3典型生产机械电气控制电路的分析2.3.1电气控制电路分析的基础2.3.2电气原理图阅读分析的方法与步骤 2.3.3c650型卧式车床电气控制电路的分析 2.4电气控制电路的一般设计法2.4.1一般设计法的主要原则2.4.2一般设计法中应注意的问题2.4.3一般设计法控制电路举例习题与思考题第3章可编程序控制器概述3.1plc的产生及定义3.1.1plc的产生3.1.2plc的定义3.2plc的发展与应用3.2.1plc的发展历程3.2.2plc的发展趋势3.2.3plc的应用领域3.3plc的特点3.4plc的分类3.4.1按结构形式分类3.4.2按功能分类3.4.3按i/o点数分类3.5plc的硬件结构和各部分的作用3.6plc的工作原理3.6.1plc控制系统的组成3.6.2plc循环扫描的工作过程3.6.3plc用户程序的工作过程3.6.4plc工作过程举例说明3.6.5输入、输出延迟响应3.6.6plc对输入、输出的处理规则习题与思考题第4章 s7-200 plc的系统配置与接口模块 4.1s7-200 plc控制系统的基本构成4.2s7-200 plc的输入/输出接口模块4.2.1数字量模块4.2.2模拟量模块4.2.3s7-200 plc的智能模块4.3s7-200 plc的系统配置4.3.1主机加扩展模块的最大i/o配置4.3.2i/o点数的扩展与编址4.3.3内部电源的负载能力4.3.4plc外部接线与电源要求习题与思考题第5章 s7-200 plc的基本指令及程序设计 5.1s7-200 plc的编程语言5.2s7-200 plc的数据类型与存储区域5.2.1位、字节、字、双字和常数5.2.2数据类型及范围5.2.3数据的存储区5.3s7-200 plc的编程元件5.3.1编程元件5.3.2编程元件及操作数的寻址范围5.4寻址方式5.5程序结构和编程规约5.5.1程序结构5.5.2编程的一般规约5.6s7-200 plc的基本指令5.6.1位逻辑指令5.6.2立即i/o指令5.6.3逻辑堆栈指令5.6.4取反指令和空操作指令5.6.5正/负跳变触点指令5.6.6定时器指令5.6.7计数器指令5.6.8比较指令5.6.9移位寄存器指令5.6.10顺序控制继电器指令5.7典型控制环节的plc程序设计5.7.1单向运转电动机起动、停止控制程序5.7.2单按钮起动、停止控制程序5.7.3具有点动调整功能的电动机起动、停止控制程序 5.7.4电动机的正、反转控制程序5.7.5大功率电动机的星-三角减压起动控制程序5.7.6闪烁控制程序5.7.7瞬时接通/延时断开程序5.7.8定时器、计数器的扩展5.7.9高精度时钟程序5.7.10多台电动机顺序起动、停止控制程序 5.7.11故障报警程序5.8梯形图编写规则习题与思考题第6章 s7-200 plc的功能指令及使用6.1s7-200 plc的基本功能指令6.1.1数据传送指令6.1.2数学运算指令6.1.3数据处理指令6.2程序控制指令6.2.1有条件结束指令6.2.2暂停指令6.2.3监视定时器复位指令6.2.4跳转与标号指令6.2.5循环指令6.2.6诊断led指令6.3局部变量表与子程序6.3.1局部变量表6.3.2子程序6.4中断程序与中断指令6.4.1中断程序6.4.2中断指令6.5pid算法与pid回路指令6.5.1pid算法6.5.2pid回路指令6.6高速处理类指令6.6.1高速计数器指令6.6.2高速脉冲输出指令习题与思考题第7章 plc控制系统设计与应用实例 7.1plc控制系统设计的内容和步骤 7.1.1plc控制系统设计的内容7.1.2plc控制系统设计的步骤7.2plc控制系统的硬件配置7.2.1plc机型的选择7.2.2开关量i/o模块的'选择7.2.3模拟量i/o模块的选择7.2.4智能模块的选择7.3plc控制系统梯形图程序的设计7.3.1经验设计法7.3.2顺序控制设计法与顺序功能图7.4顺序控制梯形图的设计方法7.4.1置位、复位指令编程7.4.2顺序控制继电器指令编程7.4.3具有多种工作方式的顺序控制梯形图设计方法7.5plc在工业控制系统中的典型应用实例7.5.1节日彩灯的plc控制7.5.2恒温控制7.5.3基于增量式旋转编码器和plc高速计数器的转速测量习题与思考题第8章 plc的通信及网络8.1siemens工业自动化控制网络8.1.1siemens plc网络的层次结构8.1.2网络通信设备8.1.3通信协议8.2s7-200串行通信网络及应用8.2.1s7系列plc产品组建的几种典型网络8.2.2在编程软件中设置通信参数8.3通信指令及应用8.3.1网络读、写指令及应用8.3.2自由口通信指令及应用习题与思考题第9章 step7-micro/win编程软件功能与使用 9.1软件安装及硬件连接9.1.1软件安装9.1.2硬件连接9.1.3通信参数的设置和修改9.2编程软件的主要功能9.2.1基本功能9.2.2主界面各部分功能9.2.3系统组态9.3编程软件的使用9.3.1项目生成9.3.2程序的编辑和传送9.3.3程序的预览与打印输出9.4程序的监控和调试9.4.1用状态表监控程序9.4.2在run方式下编辑程序9.4.3梯形图程序的状态监视9.4.4选择扫描次数9.4.5s7-200的出错处理附录附录a常用电器的图形符号及文字符号附录b特殊继电器(sm)含义附录c错误代码附录ds7-200可编程序控制器指令集附录e实验指导书附录f课程设计指导书附录g课程设计任务书附录h台达pws1711触摸屏画面编辑简介参考文献电气控制与PLC应用技术(黄永红著)目录《电气控制与plc应用技术》从实际工程应用和教学需要出发,介绍了常用低压电器和电气控制电路的基本知识;介绍了plc的基本组成和工作原理;以西门子s7-200 plc为教学机型,详细介绍了plc的系统配置、指令系统、程序设计方法与编程软件应用等内容;书中安排了大量工程应用实例,包括开关量控制、模拟量信号检测与控制、网络与通信等具体应用程序。
第十五章旁路系统1.1 旁路系统的作用1、改善机组启动性能,缩短启动时间在启动过程中,旁路控制系统控制旁路阀门打开,使旁路系统作为锅炉的负载以便锅炉以较大的燃烧率启动,实现快速升温,升压,并将多余的蒸汽由旁路阀门直接引入冷凝器,可以使中间再热机组作为调峰机组,参与一次调频。
2、减少汽轮机热应力。
采用两班制或调峰运行的机组,启停频繁,由于锅炉和汽轮机的加热、冷却特性不同,使得在重新冲转时,锅炉出口的蒸汽温度与汽轮机的金属温度不匹配,从而造成汽轮机大型金属部件的热应力疲劳。
采用旁路控制系统可以使锅炉汽温与汽轮机金属尽可能匹配。
3、提高机组负荷适应性正常运行的机组快速降负荷时,汽轮机快速关小调节阀门。
这样,锅炉产生的蒸汽量和汽轮机通流量之间就会不平衡。
旁路控制系统控制旁路阀门排放多余的蒸汽,维持锅炉侧的汽水平衡。
4、事故工况下,保护机组,回收工质在发电机甩去全负荷或汽轮机故障停机时,旁路门迅速打开,防止超温超压,同时减少或避免锅炉再热器安全门起跳,避免了汽水损失,回收了工质,提高了经济性。
1.2 旁路系统的形式和容量1、旁路系统的形式旁路系统的布置型式有如下几种:I级旁路,即新蒸汽绕过汽轮机高压缸,经降压减温后直接进入再热器的管路,又称高压旁路。
Ⅱ级旁路,即再热器出来的蒸汽绕过汽轮机中低压缸,经降压减温后直接引入排汽装置的管路,又称低压旁路。
Ⅲ级旁路,即新蒸汽绕过整个汽轮机,经降压减温后直接进入排汽装置的管路,又称大旁路或整机旁路。
由上面三条旁路可组合成不同的旁路系统。
选用何种旁路,主要取决于锅炉的结构布置,再热器的材料以及对机组的运行要求(即是带基本负荷还是担任调峰)。
原则上讲,如果再热器布置在烟气高温区,在锅炉点火及甩负荷情况下必须通汽冷却时,宜采用高、低压旁路串联的双级旁路系统,如图15-1(a)所示;或者用高压旁路与Ⅲ级大旁路并联的双级旁路系统,如图15-1(b)所示。
如果再热器布置在烟气低温区域或允许在一定的时间内干烧而不要求通汽冷却,则可采用Ⅲ级大旁路的单级旁路系统,如图15-1 (c),以简化操作与维护,节约投资。
第十五章习题与思考题
15-1 DKJ电动执行机构由哪几部分组成?各部分的作用如何?试画出组成方框图。
DKJ型角行程电动执行机构由结构上互相独立的伺服放大器和执行机构两大部分组成,如图15-l所示。
伺服放大器的作用是将多个输入信号与反馈信号进行综合并加以放大,根据综合信号极性的不同,输出相应的信号控制伺服电动机正转或反转。
执行机构的作用是接受可控硅管交流开关或电动操作器的信号,使两相电动机顺时针或逆时针方向转动,经减速器减速后,变成输出力矩去控制阀门;与此同时,位置发送器根据阀门的位置,发出相应数值的直流电流信号反馈至前置磁放大器的输入端,与来自调节器的输出电流相平衡。
15-2试画出DKJθ与Ii的静态特性。
15-3 伺服放大器由哪几部分组成?
伺服放大器主要由前置磁放大器、触发器、可控硅主回路和电源等部分组成。
15-4 若DKJ执行机构位置发送器的指示为40%,试求机械转角和输入电流。
()()
()()
()()
()4mA
.10625
.55.2236625
.55.22I mA /5.225.625I 11636400.9%9.011.1%%11.1090%0%100B 090B %0%10012290B 100%10B %0B %i i =+=
+=
︒-=-︒=⨯===⎪
⎭⎫
⎝⎛︒=︒-︒-=
︒-︒=--︒
⨯=︒⨯==θθθθθ
根据设开度百分数解:
15-5 若DKJ 执行机构行星齿轮的10z =378,4z =375,则传动比(减速比)为多少?
()
125
375
378375
z z z i 2164104=-=--=-根据 15-6 如果绕组2N 接电容D C ,试画出DKJ 两相电机旋转磁场的转向。
15-7 电动伺服放大器的别名是什么?
电动阀门定位器。
15-8 如果事件发生,ZPE 型事件处理电路的输出触点为什么状态?
为短路或闭合状态。
15-9 已知38Z ,48Z ,40Z ,46Z 16202117====,试计算SKJ 行星齿轮减速器的传动比。
(提示:16
20211721
17Z Z Z Z Z Z i -=
)
115
16
1840
18241840184038
48404640
46Z Z Z Z Z Z i 162021172117==-=
⨯-⨯⨯=
-=
15-10 多转式电动执行机构分为为几种类型?
多转式电动执行机构分为开关型和调节型两种。
15-11伯纳德电动执行机构按调节方式分为几种类型,试画出相应的原理方框图。
伯纳德电动执行机构按调节方式分为比例调节型、远控调节型和远控开关型。
⑴比例调节型
⑵远控调节型
⑶远控开关型
远控开关型电动执行机构的工作原理与远控调节型基本相同,仅仅是开关控制箱内的电路与远控调节型略有不同。
当按动手动按钮开关时,执行机构所停位置只有阀开和阀关两个极限位置(执行机构不能停在中间任意位置上,除非紧急按停)。
15-12伯纳德开关型执行机构电路如图15-38所示,试说明工作原理。
工作原理基本上与远控式相同。
见图15-28的原理叙述。
15-13 AUMA执行机构主要由哪些部分组成?各部分的功能是什么?
AUMA调节型多回转执行机构的剖视图如图15-30所示。
图中:①为电机。
通常要求阀门从终端位置开启,所以需要大的开启的扭矩值。
由AUMA开发的三相交流电机可满足这一基本要求。
通过内部的插拔式连接器连接电机(达到16A的电流),可使电机快速变化,如快速更换输出速度;②为机械控制单元。
依据不同类型的阀门,执行机构被限位开关或扭矩开关切换为停机。
为此控制单元提供了二套独立的测量系统(限位开关和扭矩开关),它们分别测量行程和输出装置要求的扭矩值。
对执行机构控制的开关信号,达到设置的触发点后,关闭电机;③为齿轮。
蜗轮齿轮用于减小电机的速度。
蜗轮轴和带有蜗轮的输出轴通过大负荷轴承运转。
蜗杆在蜗轮轴两端的弹簧之间滑动。
蜗轮以扭矩值运动。
轴向位移作为扭矩测量,通过传动杆和传动齿轮组传送给机械控制单元。
齿轮的腔体内有润滑剂,
所以很长时间内可免予维修;④为阀门连接标准。
上法兰符合
DIN3210标准(DIN为德国标准)。
可选择多种型号的输出驱动,因此可采取不同类型的阀门;⑤为手动操作。
在试运转或紧急条件下可使用手轮操作多回转执行机构,通过操作红色转换手柄使电机停止生效,启动手动生效。
电机和驱动轴脱离后,脱离自锁蜗杆和蜗轮前,很容易转换为手动驱动,甚至在执行机构最大的扭矩下操作。
当电机启动后,自动脱离手动操作在执行电动操作时手轮不工作。
15-14为什么要对电机的运行时间进行限制,AUMA多回转执行机构规定的工作时间是多少?
在调节应用中被控变量受多种因素影响,如指令输入信号的变化、管道中压力的波动、温度的变化,均能影响被控变量,因此,要求经常调节电动阀门,但对于频繁的调节,应需要执行几秒钟的运行间歇,以防止电机过热而烧损。
开关型工作时间被限定为15分钟。
调节型相对工作时间限制为循环负荷周期的25%。
15-15试根据图中给出的元件和设备,画出DDZ-S型电动伺服放大器调校接线图,并回答下列问题:①合上开关K1与K2,将信号都调整到12mA,用万用表(直流电压档)在印刷电路板测试点O,1(印刷电路板上有标志)上测量电压,如电压不为零,如何操作?这一调校步骤的名称是什么?②合上开关K1,K2,K3及K4,将信号都调整到12mA,此时使信号源2保持不变,缓慢增加信号源
1电流,使负载灯泡1亮,记下此时电流值,再缓慢减小信号源1电流,直到负载灯泡2亮,记下此时电流值,两者之差的绝对值为什么?这一调校步骤的名称是什么?③两信号源都调节在4mA以上,且K1、K2均接通。
若此时断开K1,事件信号输出端应为什么状态?这一调校步骤的名称是什么?④当调节输入信号1大于输入信号2时(偏差值应大于死区值),负载灯泡1亮,此时断开开关K3,负载灯泡1熄,事件信号输出端应为什么状态?这一调校步骤的名称是什么?
①可调节调零电位器,使测量电压为零。
这一步骤称为调零。
②两者之差的绝对值为死区值,这一步骤称为调死区。
③应为短路状态,这一步骤称为断信号保护检验。
④应为短路状态?这一调校步骤称为逻辑保护检验。
15-16 DKJ (DDZ-Ⅲ)电动执行机构各组成部分如图所示。
(1)画出DKJ 电动执行机构的原理方框图;(2)试推出输出转角θ与输入电流I 的数学表达式;(3)当阀位表指示为85%时,输出转角为多少度?(4)当输入电流为10mA 时,输出转角为多少度?(5)输出转角为85°时,输入电流为多少mA ?
5.22625I .5-=θ
︒=⨯=⨯=76.5%8510
90-1000-90阀位开度(百分数值)θ
︒=-=75.335.22625I .5θ
11mA .19485625
.514625.51I =+︒⨯=+=θ。