电气控制与PLC三菱

《电气控制与PLC技术项目教程（三菱）》部分习题参考答案任务2 三相异步电动机点动运行的PLC控制2.6 任务延展10. 参考解答如下（1）I/O分配表输入输出电气符号输入端子功能电气符号输出端子功能SB X000 按钮KM Y000 交流接触器SQ X001 限位开关（2）I/O接线图任务3 三相异步电动机的连续运行控制3.6 任务延展1. 参考解答如下图3-16a）的指令表程序图3-16b）的指令表程序图3-17a）的指令表程序图3-17b）的指令表程序图3-17c）的指令表程序2. 参考解答如下5. 参考解答如下（1）I/O分配表输入输出电气符号输入端子功能电气符号输出端子功能SB1 X000 甲地起动按钮KM Y000 电动机运行的交流接触器SB2 X001 甲地停止按钮SB3 X002 乙地起动按钮SB4 X003 乙地停止按钮FR X004 过载保护（2）I/O接线图（3）软件编程方法（一）方法（二）任务4 三相异步电动机的接触器联锁正、反转运行控制4.6 任务延展1. 参考解答如下（1）三相异步电动机按钮联锁正、反转运行的继电器-接触器控制电路如下图所示：（2）三相异步电动机按钮联锁正、反转运行的PLC控制1）I/O分配表输入输出电气符号输入端子功能电气符号输出端子功能SB1 X000 停止按钮KM1 Y001 电动机正转的交流接触器SB2 X001 正转起动KM2 Y002 电动机反转的交流接触器SB3 X002 反转起动（2）I/O接线图（3）软件编程方法一：“起保停”设计思想方法二：“置位复位”设计思想方法三：“栈操作”设计思想3. 参考解答如下4. 参考解答如下任务5 三相异步电动机计数循环接触器联锁正、反转运行的PLC控制5.6 任务延展1. 参考解答如下2. 参考解答如下（1）I/O分配表输入输出电气符号输入端子功能电气符号输出端子功能SB1 X000 起动按钮HL1 Y000 指示灯1SB2 X001 停止按钮HL2 Y001 指示灯2HL3 Y002 指示灯3 （2）I/O接线图（3）软件编程3. 参考解答如下I/O 分配表和I/O 接线图同题2，其软件编程如下：0 LD X000 1 OR M0 2 ANI X001 3 ANI C0 4 OUT M0 5 LDP X000 7 RST C0 9 LD M0 10 ANI T2 11 OUT T0 K50 14 ANI T0 15 OUT Y000 16 LD T0 17 OUT T1 K50 20 ANI T1 21 OUT Y001 22 LD T1 23 OUT T2K5026 MPS 27 ANI T228 OUT Y00229 MPP 30 AND T231 OUT C0 K5 34END0 LD X000 1 OR M0 2 ANI X001 3 OUT M0 4 LD M0 5 ANI T2 6 OUT Y0007 OUT T0 K30 10 LD T0 11 OUT Y00112 OUT T1 K30 15 LD T1 16 OUT Y00217 OUT T2 K50 20 END4. 参考解答如下（1）I/O分配表输入输出电气符号输入端子功能电气符号输出端子功能SQ X000 光电开关YV Y000 电磁阀（2）I/O接线图（3）软件编程方法一方法二5. 参考解答如下（1）I/O分配表输入输出电气符号输入端子功能电气符号输出端子功能SA X000 解除报警KM Y000 生产线电机运行的交流接触器SQ X001 光电开关HL Y001 灯光报警SB1 X002 生产线起动HA Y002 声音报警SB2 X003 生产线停止（2）I/O接线图（3）软件编程任务6 三相异步电动机的Y/Δ减压起动运行控制6.6 任务延展2. 参考解答如下3. 参考解答如下（1）继电器-接触器控制电路图如下：（2）PLC控制如下：1）I/O分配表输入输出电气符号输入端子功能电气符号输出端子功能SB1 X001 起动KM1 Y001 电动机M1运行的交流接触器SB2 X002 停止KM2 Y002 电动机M2运行的交流接触器KM3 Y003 电动机M3运行的交流接触器2）I/O 接线图3）软件编程4. 参考解答如下 （1）I/O 分配表输 入 输 出电气符号 输入端子 功能 电气符号 输出端子 功能FR X000 过载保护 KM1 Y001定子串接自耦变压器减压起动的交流接触器SB1 X001 停止 KM2 Y002 全压运行的交流接触器 SB2X002起动0 LD X001 1 OR M0 2 ANI X002 3 OUT M0 4 LD M0 5 OUT Y001 6 OUT T0 K50 9 LD T0 10 OUT Y002 11 OUT T1 K100 14 LD T1 15 OUT Y003 16END（2）I/O接线图（略）（3）软件编程5. 参考解答如下（1）I/O分配表输入输出电气符号输入端子功能电气符号输出端子功能FR X000 过载保护KM1 Y001 转子串接频敏变阻器减压起动的交流接触器SB1 X001 停止KM2 Y002 全压运行的交流接触器SB2 X002 起动（2）I/O接线图（略）（3）软件编程6. 参考解答如下（1）I/O分配表输入输出电气符号输入端子功能电气符号输出端子功能SQ0 X000 左限位开关KM1 Y001 小车左行的交流接触器SQ1 X001 中间限位开关KM2 Y002 小车右行的交流接触器SQ2 X002 右限位开关SB0 X003 起动（2）I/O接线图（略）（3）软件编程方法一：用计数器进行控制方法二：基于“置位复位”思想进行控制方法三：基于状态继电器的顺序控制方法四：基于辅助继电器的顺序控制7.6 任务延展4. 参考解答如下（1）I/O分配表输入输出电气符号输入端子功能电气符号输出端子功能SB X000 制动按钮KM1 Y001 电动机起动运行的交流接触器SB1 X001 起动按钮KM2 Y002 电动机制动的交流接触器FR X002 过载保护（2）I/O接线图（略）（3）软件编程8.6 任务延展1. 参考解答如下（1）I/O分配表输入输出电气符号输入端子功能电气符号输出端子功能SB1 X000 电动机M1起动按钮KM1 Y001 电动机M1起动低速运行的交流接触器SB2 X001 电动机M1停止按钮KM2、KM3 Y002 电动机M1高速运行的交流接触器SB3 X002 电动机M2起动按钮KM4 Y003 电动机M2运行的交流接触器SB4 X003 电动机M2停止按钮SB5 X004 两台电动机同时起动按钮SB6 X005 两台电动机同时停止按钮FR1、FR2 X006 过载保护（2）I/O接线图（3）软件编程3. 参考解答如下（1）I/O分配表输入输出电气符号输入端子功能电气符号输出端子功能SB X000 停止按钮KM1、KM2 Y001 电动机起动低速运行的交流接触器SB1 X001 起动按钮、低速KM3 Y002 电动机中速运行的交流接触器SB2 X002 调速按钮KM4、KM5 Y003 电动机高速运行的交流接触器FR X003 过载保护（2）I/O接线图（略）（3）软件编程任务9 基于状态继电器的彩灯循环点亮运行控制9.6 任务延展1. 参考解答如下（1）I/O分配表输入输出电气符号输入端子功能电气符号输出端子功能SB1 X000 起动按钮KM1 Y001 电动机M1运行的交流接触器SB2 X001 停止按钮KM2 Y002 电动机M2运行的交流接触器FR1、FR2、FR3 X002 过载保护KM3 Y003 电动机M3运行的交流接触器（2）I/O接线图（3）状态转移图（4）软件编程方法一：方法二：2. 参考解答如下（1）I/O分配表输入输出电气符号输入端子功能电气符号输出端子功能SB1 X000 起动按钮KM1 Y001 1号运输带运行的交流接触器SB2 X001 停止按钮KM2 Y002 2号运输带运行的交流接触器（2）I/O接线图（3）状态转移图（4）软件编程任务10 基于状态继电器的三相异步电动机正、反转运行控制10.6 任务延展1. 参考解答如下2. 参考解答如下（1）I/O分配表输入输出电气符号输入端子功能电气符号输出端子功能SB1 X000 急停YV Y000 电磁阀SB2 X001 正常起动KM1 Y001 电动机M1运行的交流接触器SB3 X002 停止KM2 Y002 电动机M2运行的交流接触器SQ1 X003 空仓信号KM3 Y003 电动机M3运行的交流接触器SQ2 X004 满仓信号KM4 Y004 电动机M4运行的交流接触器SB4 X005 故障后起动（2）I/O接线图（略）（3）状态转移图（4）软件编程任务11 基于状态继电器的十字路口交通灯运行控制11.6 任务延展1. 参考解答如下2. 参考解答如下（1）I/O分配表输入输出电气符号输入端子功能电气符号输出端子功能SB1 X000 起动YV Y000 夹紧SQ1 X001 大钻头下限位KM1 Y001 大钻头向下SQ2 X002 大钻头上限位KM2 Y002 大钻头向上SQ3 X003 小钻头下限位KM3 Y003 小钻头向下SQ4 X004 小钻头上限位KM4 Y004 小钻头向上SQ5 X005 工件旋转到位开关KM5 Y005 工件旋转SQ6 X006 工件松开到位开关KP X007 压力继电器SB2 X010 停止SA1 X011 大钻头手动/自动下降切换开关SB3 X012 大钻头手动下降按钮SA2 X013 小钻头手动/自动下降切换开关SB4 X014 小钻头手动下降按钮SA3 X015 大钻头手动/自动上升切换开关SB5 X016 大钻头手动上升按钮SA4 X017 小钻头手动/自动上升切换开关SB6 X020 小钻头手动上升按钮（2）I/O接线图（略）（3）状态转移图（4）软件编程任务12 基于辅助继电器的自控轧钢机运行控制12.6 任务延展1. 参考解答如下（1）I/O分配表输入输出电气符号输入端子功能电气符号输出端子功能SB1 X000 停止按钮KM1 Y001 电动机M1运行的交流接触器SB2 X001 起动按钮KM2 Y002 电动机M2运行的交流接触器（2）I/O接线图（略）（3）状态转移图（4）软件编程2. 参考解答如下（1）I/O分配表输入输出电气符号输入端子功能电气符号输出端子功能SB1 X000 停止HL1 Y000 七段数码管a SB2 X001 起动HL2 Y001 七段数码管bHL3 Y002 七段数码管cHL4 Y003 七段数码管dHL5 Y004 七段数码管eHL6 Y005 七段数码管fHL7 Y006 七段数码管g （2）I/O接线图（略）（3）状态转移图（4）软件编程任务13 信号灯闪光频率变化的PLC控制13.6 任务延展1. 参考解答如下2. 参考解答如下在图13-2基础上修改即可，即D0的值最高控制在5，同时定时器T0→T200、T1→T201，修改程序如下：3. 参考解答如下只需将K1X000修改为K2X000，其余程序不变。

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。

项目七 自动门PLC 控制系统 门遮断光电开关的光束时，光电开关X1动作，其动合触点闭合。

人继续进入大门后，接收器重新接收到光束，X1触点由闭合状态变化为断开状态，此时ED 指令在其后沿使M0产生一脉冲信号，降门信号Y1被置位，降门动作开始。

当降门到位时，门底限位开关动作，X3动合触点闭合，降门信号Y1被复位，降门动作完成。

当再次检测到门前有人时，又重复开始动作。

（二） 两台电动机顺序起停PLC 控制1．两台电动机顺序起停控制要求2台电动机相互协调运转，其动作要求时序图如图7-9所示。

M1运转10s ，停止5s ，M2与M1相反，M1运行，M2停，M2运行，M1停，如此反复动作3次，M1、M2均停止。

2．硬件设计按要求设计的梯形图如图7-10所示。

图7-9 两台电动机顺序控制时序图 图7-10 两台电动机顺序I/O 分配 3．软件设计及调试按照要求设计的梯形图如图7-11所示。

按下X0，M0通，T2、T2组成多谐振荡器，使Y0得到通断间隔的输出，其通时间为10s ，断时间为5s ，即使M1运转10s ，停止5s ，Y0的常闭触点使Y1状态正好与Y0相反，Y0的常开触点为计数器的输入，使M1、M2反复动作3次后停车。

（三）送料小车三点自动往返PLC 控制图7-12为某运料小车三点自动往返控制示意图，其一个工作周期的控制工艺要求如下。

（1）按下起动按钮SB ，台车电机M 正转，台车前进，碰到限位开关SQ1后，台车电机反转，台车后退。

（2）台车后退碰到限位开关SQ2后，台车电机M 停转，停5s ，第二次前进，碰到限位开关SQ3，再次后退。

图7-11 三电机的循环起停梯形图图7-8 自动门控制梯形图。

电气控制与PLC应用（三菱FX系列）
图8-1 十字路口交通灯示意图图8-2 十字路口交通灯时序图
二、相关知识
（一）状态转移图（SFC）
1．状态转移图
状态转移图也称功能图。

一个控制过程可以分为若干个阶
段，这些阶段称为状态。

状态与状态之间由转换分隔。

相邻的
状态具有不同的动作。

当相邻两状态之间的转换条件得到满足
时，就实现转换，即上面状态的动作结束而下一状态的动作开
始，可用状态转移图描述控制系统的控制过程，状态转移图具
有直观、简单的特点，是设计PLC顺序控制程序的一种有力工
具。

状态器软元件是构成状态转移图的基本元件。

FX2N系列
PLC有状态器1000点（S0～S999）。

FX2N系列PLC内部的状态
继电器从S0～S999共1000点，都用十进制表示。

（1）初始状态器：S0～S9，10点。

（2）通用状态器：S20～S499，480点。

（3）保持状态器：S500～S899，400点。

（4）诊断、报警用状态继电器：S900～S999，100点。

图8-4是一个简单状态转移图实例。

状态器用框图表示。

框内是状态器元件号，状态器之间用有向线段连接。

其中从
上到下、从左到右的箭头可以省去不画，有向线段上的垂直
短线和它旁边标注的文字符号或逻辑表达式表示状态转移
条件。

旁边的线圈等是输出信号。

图8-3 十字路口交通灯工作流程图。

姓名班级学号日期指导教师0项目编号 5 名称项目五FX2N系列PLC的硬件及其连接项目学时2学时课程名称电气控制与PLC应用教材名称电气控制与PLC应用成绩目的知识目标认识PLC的硬件组成及了解各部分的功能。

技能目标能根据要求完成PLC端口的配置，设计PLC的外部接线图并完成输入/输出信号的连接；能完成PLC与计算机的正确连接，使其能可靠通讯。

一、实训项目原理1．FX2N系列PLC面板如图1所示图1 FX2N系列PLC面板图FX2N系列PLC的基本单元的外部特征基本相似，一般都有外部端子部分、指示部分以及接口部分组成，其各组成部分功能如下：（1）外部端子部分1）PLC电源端子（L、N、）2）端子24+、COM3）输入端子（X）、输出端子（Y）（2）指示部分1）各I/O点的状态指示2）PLC电源(POWER)指示、PLC运行(RUN)指示，用户程序存储器后备电池(BATT)状态指示、程序出错(PROG-E)、CPU出错(CPU-E)指示（3）接口部分1）编程设备、扩展单元、扩展模块，特殊模块及存储卡盒等外部设备的接口姓名班级学号日期指导教师0 2）PLC运行模式转换开关SWl：用于PLC的RUN和STOP两种运行模式选择。

2.实训台PLC组成结构本实训所采用的是FX系列PLC组成的实验台，其面板结构如图2所示，它分别由①PLC主机(FX2N-32MR)、②交流电源输入、③输入开关模拟、④主机输入输出端口、⑤输出指示、⑥直流稳压电源等六大部分组成。

在图2中，①为PLC FX2N-32MR型，它的输入／输出已引到④这一位置，输入／输出共32点，其中输入为16点(直流输入)，从X0～X7、X10～X17；输出为16点，从Y0～Y7、Y10～Y17，输出方式为继电器方式。

②为电源部分，含有交流220 V输入插座、开关及保险丝座，它为整个实验台提供电源。

③为模拟输入开关，共16只，分二组，每组8个。

④为PLC主机输入输出端，其中输入X0～X7、Xl0～X17的公共端为COM，而输出端对应的分组是Y0、Y1 、Y2、Y3与COM1一组，Y4、Y5 、Y6、Y7与COM2一组，Y10、Y11、Y12、Y13与COM3一组，Y14、Y15、Y16、Y17与COM4一组。

学习情境1 思考练习题及答案1.组合开关能否用来分断故障电流？答：由于组合开关的通断能力较低，且没有专门的灭弧机构，故不能分断故障电流。

用于控制异步电动机的正反转时，必须在电动机完全停止转动后才能反向启动，且每小时的接通次数不能超过15～20次。

2.断路器有哪些保护功能？分别有哪些部件完成？答：断路器它既是控制电器，同时又具有保护电器的功能。

当电路中发生短路、过载、失压等故障时，能自动切断电路。

断路器的短路、欠压及过载保护分别由过流脱扣器、欠压脱扣器和热脱扣器完成。

在正常情况下，过流脱扣器的衔铁是释放着的，一旦发生严重过载或短路故障时，与主电路相串的线圈将产生较强的电磁吸力吸引衔铁，而推动杠杆顶开锁钩，使主触点断开。

欠压脱扣器的工作恰恰相反，在电压正常时，吸住衔铁，才不影响主触点的闭合，一旦电压严重下降或断电时，电磁吸力不足或消失，衔铁被释放而推动杠杆，使主触点断开。

当电路发生一般性过载时，过载电流虽不能使过流脱扣器动作，但能使热元件产生一定的热量，促使双金属片受热向上弯曲，推动杠杆使搭钩与锁钩脱开，将主触点分开。

3.什么是熔体的额定电流？它与熔断器的额定电流是否相同？答：熔体的额定电流是指在规定的工作条件下，长时间通过熔体而熔体不熔断的最大电流值，它与熔断器的额定电流是两个不同的概念。

熔断器的额定电流是指保证熔断器能长期正常工作的电流，是由熔断器各部分长期工作的允许温升决定的。

通常，一个额定电流等级一个额定电流等级的熔断器可以配用若干个额定电流等级的熔体，但熔体的额定电流不能大于熔断器的额定电流。

4.熔断器为什么一般不能用作过载保护？答：熔断器使用时串联在被保护的电路中，当电路发生故障，通过熔断器的电流达到或超过某一规定值时，以其自身产生的热量使熔体熔断，从而分断电路，起到保护作用。

熔体的熔断时间随着电流的增大而减小，即熔体通过的电流越大，其熔断时间越短。

熔体对过载反应是很不灵敏的，当电器设备发生轻度过载时，熔体将持续很长时间才熔断，有时甚至不熔断。