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电气控制与PLC应用第4版(作者:许翏，王淑英）习题答案第一章参考答案1、答：从外部结构特征上看，直流电磁机构与交流电磁机构的主要区别有：（1）吸引线圈：交流线圈：短而粗，有骨架；直流线圈：细而长，无骨架。
（2）铁心：交流：硅钢片叠加；直流：整块铸铁或铸钢区分电压线圈与电流线圈的方法：电压线圈：并联在电路中，匝数多、导线细。
电流线圈：串联在电路中，匝数少、导线粗。
2、答：三相交流电磁铁无短路环。
因为：3. （1）交流电磁线圈误接入对应直流电源，将会烧毁线圈，因为交流电磁线圈接入对应交流电源时，线圈中的电流I1=U/ωL；而接入对应直流电源时，I2=U/R, 因ωL>>R，即：I2>>I1,所以，线圈很快就会因发热而烧毁。
（2）直流电磁线圈误接入对应交流电源，铁心将会发出强烈的震动，电磁机构也不会正常工作，因为直流电磁机构没有短路环，而交流电源会在其上产生交变磁场，即电磁力会不断变化。
4. 答：根据其主触点通过电流的性质来定义的。
5. 答：接触器的主要技术参数有：• 极数和电流种类：（1）、极数：2P 3P 4P（2）、电流种类：交流直流• 额定电压：指主触点的额定工作电压直流有：24V、110V、220V、440V、660V交流有：127V、220V、380V、500V、660V• 额定电流：主触点的额定电流• 额定通断能力：主触头在规定条件下可靠地接通和分断的电流值。
• 线圈额定工作电压：吸引线圈正常工作的电压值• 允许操作频率：每小时可以实现的最高操作次数，一般为600次/时、1200次/时• 机械寿命（1000万次以上）与电气寿命（100万次以上）• 线圈的起动功率和吸持功率：直流接触器起动和吸持功率相等，交流接触器起动功率为吸持功率的5-8倍。
6. 答：接触器的选用：• 类型的选择：根据电路情况选用相应的直流或交流接触器；• 主触点额定电压的选择：大于等于负载额定电压；• 主触点额定电流的选择：大于等于负载额定电流（可参照生产厂家样本选择）；• 线圈电压：根据控制电路电压种类和性质选择，一般选用标准电压等级。
第1章常用低压电器1-1 什么是低压电器? 常用的低压电器有哪些？答：低压电器是指使用在交流额定电压1200V、直流额定电压1500V及以下的的电路中，根据外界施加的信号和要求，通过手动或自动方式，断续或连续地改变电路参数，以实现对电路或非电对象的切换、控制、检测、保护、变换和调节的电器。
常用的低压电器有刀开关、低压断路器、转换开关、熔断器、接触器、继电器、按钮、行程开关等。
1-2 电磁式低压电器有哪几部分组成?说明各部分的作用。
答：电磁式低压电器一般由电磁机构和触头系统组成。
电磁机构是电磁式低压电器的检测部分，接受外界输入的信号，通过转换、放大与判断做出一定的反应；触头系统是执行机构，受电磁机构控制，用于输出相应的指令，实现控制的目的。
1-3 灭弧的基本原理是什么？低压电器常用的灭弧方法有哪几种？答：灭弧时可通过增大电弧长度、冷却弧柱、把电弧分成若干短弧等使电弧熄灭，灭弧装置就是根据这些原理设计的。
常用的灭弧方法有电动力吹弧、磁吹灭弧、栅片灭弧等。
1-4 熔断器有哪些用途？一般应如何选用？在电路中应如何连接？答：熔断器是一种广泛应用的简单有效的保护电器，在电路中主要用于短路保护，特殊情况下用于过载保护。
熔断器的主体是低熔点金属丝或金属薄片制成的熔体，串联在被保护的电路中。
熔断器的类型很多，按结构形式可分为瓷插式熔断器、螺旋式熔断器、封闭管式熔断器、快速熔断器和自复式熔断器等。
在选用熔断器时，应根据被保护电路的需要，首先确定熔断器的型式，然后选择熔体的规格，再根据熔体确定熔断器的规格。
1-5 交流接触器主要由哪些部分组成？在运行中有时产生很大的噪音，试分析产生该故障的原因。
答：交流接触器主要由电磁机构、主触点和熄弧系统、辅助触点、反力装置、支架和底座等部分组成。
交流接触器在运行中噪音突然急剧增大时，往往是由于交流电磁机构中铁芯端面镶嵌的短路环断路或脱落所致。
交流电磁铁由于通入的是交流电，其电磁吸力在0（最小值）～F m（最大值）之间变化。
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---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。
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1-----16控制按钮、转换开关、行程开关、接近开关、光电开关在电路中各起什么作用控制按钮作用：在控制电路中用于手动发出控制信号以控制接触器、继电器等。
转换开关作用：转换开关是一种多档式、控制多回路的主令电器。
广泛应用于各种配电装置的电源隔离、电路转换、电动机远距离控制等，也常作为电压表、电流表的换相开关，还可用于控制小容量的电动机。
行程开关作用：用于控制生产机械的运动方向、速度、行程大小或位置的一种自动控制器件。
接近开关作用：不仅用于行程控制和限位保护，还用于高速计数、测速、液面控制、检测金属体的存在、零件尺寸以及无触点按钮等。
既使用于一般行程控制，其定位精度、操作频率、使用寿命和对恶劣环境的适应能力也优于一般机械式行程开关。
光电开关作用：可非接触、无损伤地检测和控制各种固体、液体、透明体、黑体、柔软体和烟雾等物质的状态和动作。
一：填空题1.1 刀开关在安装时，手柄要(向上)不得(倒装或平装),避免由于重力自动下降，引起误动合闸。
接线时，应将(电源线)接在刀开关上端,(负载线)接在开关下端。
1.2 转换开关由(触头座),(凸轮), (转轴),定位机构(螺杆)、(手柄)及外壳等部分组成。
1.3 螺旋式熔断器在装接使用时，(电源线)应当接在下接线端，_负载线_接到上接线端。
1.4 自动空气开关又称(自动空气断路器)，其热脱扣器做(过载)保护用，电磁脱口机构做（短路）保护用，欠电压脱扣器做（断路）保护用。
1.5 接触器按其主触点通过电流的种类不同可分为(直流接触器)和(交流接触器)接触器两种。
1.6 交流接触器由(电磁机构)、(触头闭合),(灭弧装置)及其他部件等四部分组成。
1.7 热继电器是利用电流的(热)效应而动作的，它的发热元件应(串联)于电动机电源回路中。
1.8 电压继电器按动作电压值的不同，有(过电压),(欠电压)和(零电压)之分。
1.9 中间继电器的结构和原理与(交流接触器)相同，故也称为(辅助)继电器，其各对触头允许通过额定电流一般为(10)安。
1.10电流继电器的吸引线圈应(串联)在主电路中。
欠电流继电器在主电路通过正常工作电流时，动铁芯已经被(吸合),当主电路的电流(下降至)其整定电流时，动铁芯才被(释放)。
电流继电器的文字符号是(KA)。
二：判断题（正确的打√，错误的打×）1.11 刀开关铁壳开关组合开关的额定电流要大于实际电路电流。
（R ）1.12 刀开关若带负载操作时，其动作越慢越好。
（F）1.13 选择刀开关时，刀开关的额定电压应大于或等于线路的额定电压，额定电流应大于或等于线路的额定电流。
（R）1.14 熔断器应用于低压配电系统及用电设备中，作为短路和过电流保护，使用时并接在被保护电路中。
（F）1.15 中间继电器有时可控制大容量电动机的启停。
（F）1.16 交流接触器除通断电路外，还具备短路和过载保护作用。
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。
《电气控制与PLC》习题集目录第一章 (2)第一章参考答案 (4)第二章 (12)第二章参考答案 (15)第三章 (20)第三章参考答案 (21)第四章 (24)第四章参考答案 (24)第五章 (28)第五章参考答案 (28)第六章 (33)第六章参考答案 (35)第七章 (36)第七章参考答案 (42)第八章 (44)第八章参考答案 (46)第九章 (47)第九章参考答案 (48)第一章1. 从外部结构特征上如何区分直流电磁机构与交流电磁机构?怎样区分电压线圈与电流线圈?2. 三相交流电磁铁有无短路环，为什么?3. 交流电磁线圈误接入对应直流电源，直流电磁线圈误接入对应交流电源，将发生什么问题，为什么？4. 交流、直流接触器是以什么来定义的?交流接触器的额定参数中为何要规定操作频率?5. 接触器的主要技术参数有哪些?其含义是什么?6. 如何选用接触器?7. 交流、直流电磁式继电器是以什么来定义的?8. 电磁式继电器与电磁式接触器在结构上有何不同?9. 何为电磁式继电器的吸力特性与反力特性?它们之间应如何配合?10. 电磁式继电器的主要参数有哪些?其含义如何?11. 过电压继电器、过电流继电器的作用是什么?12. 中间继电器与接触器有何不同?13. 何为通用电磁式继电器?14. 如何选用电磁式继电器?15. 星形联结的三相异步电动机能否采用两相热继电器来做断相与过载保护，为什么?16. 三角形联结的三相异步电动机为何必须采用三相带断相保护的热继电器来做断相与过载保护？17. 熔断器的额定电流、熔体的额定电流、熔体的极限分断电流三者有何区别?18. 热继电器、熔断器的保护功能有何不同?19. 能否用过电流继电器来做电动机的过载保护，为什么?20. 如何选用电动机过载保护用的热继电器?21. 低压断路器具有哪些脱扣装置?各有何保护功能?22. 如何选用塑壳式断路器?23. 电动机主电路中接有断路器，是否可以不接熔断器，为什么?24. 行程开关与接近开关工作原理有何不同?25. 速度继电器的释放转速应如何调整?26. 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?27. 电弧是如何产生的?对电路有何影响?常用的灭弧方法有哪些?28. 为什么刀开关在安装时手柄方向必须向上?使用时如何接线?29. 从结构特征上如何区分直流接触器与交流接触器?30. 线圈电压为220V的交流接触器，误接人380V交流电源上会发生什么问题?为什么?31. 两只线圈电压为220V的交流接触器能否串联后接入440V交流电源上?为什么?若将损坏的接触器灭弧罩取下，接触器是否还可继续使用，为什么?32. 交流接触器线圈断电后，衔铁不能立即释放，从而使电动机不能及时停止。
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挨近。
1.3、单相交流电磁铁的短路环断裂或者脱落后，在工作中会浮现什么现象？为什么？答：在工作中会浮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者工程纯铁制成，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。
第1章习题参考答案1.答:低压电器的定义:根据外界特定的信号和要求，自动或手动接通和断开电路，实现对电路或非电对象的切换、控制、保护、检测、变换和调节用的电气元件统称为电器。
常用的低压电器:控制电器有接触器、继电器、起动器、主令电器等。
配电电器有断路器、熔断器、刀开关等。
执行电器有电磁铁、电磁阀、电磁离合器等。
2.答:根据交流电磁机构的吸力特性和直流电磁机构的吸力特性,对于一般的交流电磁机构，在线圈通电而衔铁尚未吸合瞬间，电流将达到吸合后额定电流的几倍甚至十几倍,而直流电磁机构中衔铁闭合前后激磁线圈的电流不变3.答:机械性拉弧、双断口灭弧、磁吹灭弧、灭弧栅灭弧、利用有机固体介质的狭缝灭弧、利用真空灭弧。
4.答：主要有触点系统、灭弧系统、各种脱扣器和开关机构等组成。
脱扣器包括过电流脱扣器、失压（欠压）脱扣器、热脱扣器、分励脱扣器和自由脱扣结构。
开关是靠操作机构手动或电动合闸的。
触点闭合后，自由脱扣器机构将触点锁在合闸位置上。
当电路发生故障时，通过各自的脱扣器使自由脱扣机构动作，自动跳闸，实现保护作用。
当电路发生短路或严重过载时，过电流脱扣器的衔铁吸合，使自由脱扣机构动作，主触点断开主电路；当电路过载时，热脱扣器的热元件发热使双金属片上弯曲，推动自由脱扣机构动作；当电路欠电压时，欠电压脱扣器的衔铁释放，也使自由脱扣机构动作；分励脱扣器则作为远距离控制用，在正常工作时，其线圈是断电的，在需要距离控制时，按下起动按钮，使线圈通电，衔铁带动自由脱扣机构动作，使主触点断开。
5.答：对于单相交流电磁机构，由于磁通是交变的，当磁通过零时吸力也为零，吸合后的衔铁在反力弹簧的作用下将被拉开。
磁通过零后吸力增大，当吸力大于反力时，衔铁又吸合。
由于交流电源频率的变化，衔铁的吸力随之每个周波二次过零，因而衔铁产生强烈振动与噪声，甚至使铁芯松散。
因此交流接触器铁芯端面上都安装一个铜制的分磁环（或称短路环），使铁芯通过2个在时间上不相同的磁通Φ1和Φ2，作用在衔铁上的力是F1+F2的合力F，合力始终超过其反力，衔铁的振动现象就消失了。
习题与思考题1.电磁式电器主要由哪几部分组成?各部分的作用是什么?答：电磁式电器主要电磁机构和触点系统组成，其次还有灭弧系统和其他缓冲机构。
电磁机构由电磁线圈、铁心和衔铁三部分组成。
电磁线圈的作用是将电能转换为磁能，即产生磁通，衔铁在电磁吸力作用下产生机械位移使铁心与之吸合。
触点是一切有触点电器的执行部件，它在衔铁的带动下起接通和分断电路的作用。
2.何谓电磁式电器的吸力特性和反力特性?吸力特性与反力特性应如何配合?答：吸力特性是指电磁吸力F at随衔铁与铁心间气隙δ变化的关系曲线，不同的电磁机构,有不同的吸力特性。
反力特性是指反作用力Fr与气隙δ的关系曲线。
为了使电磁机构正常工作,保证衔铁能牢牢吸合,其吸力特性与反力特性必须配合得当。
在衔铁整个吸合过程中,其吸力都必须大于反力,即吸力特性必须始终位于反力特性上方,但不能过大或过小。
吸力过大时,动、静触点接触及衔铁与铁心接触时的冲击力很大,会使触点和衔铁发生弹跳,从而导致触点熔焊或烧毁,影响电磁机构的机械寿命；吸力过小时,又不能保证可靠吸合,难以满足高频率操作的要求。
在衔铁释放时,反力必须大于吸力(此时的吸力是由剩磁产生的),即吸力特性必须位于反力特性下方。
3.如何区分直流电磁机构和交流电磁机构?如何区分电压线圈和电流线圈?答：直流电磁机构其铁心与衔铁由软钢或工程纯铁制成，线圈为高而薄的瘦高形，不设线圈骨架；交流电磁机构其铁心由硅钢片叠铆而成，线圈为短而厚的矮胖形，设有线圈骨架。
电流线圈串联在电路中，线圈导线粗且匝数少；电压线圈并联在电路中，线圈导线细且匝数多。
4.单相交流电磁机构中的短路环的作用是什么?三相交流电磁机构是否也要装短路环?为什么?答：单相交流电磁机构中短路环的作用是消除振动和噪声，三相交流电磁机构不需要加短路环，因为三相磁通不会同时过零，产生的合成电磁吸力始终大于反力。
5.交流电磁线圈通电后，衔铁长时间卡住不能吸合，会产生什么后果?答：交流电磁线圈通电后，如果衔铁长时间卡住不能吸合，铁心和衔铁之间的空隙大，电抗小，通过线圈的激磁电流很大，往往大于工作电流的十几倍，因而引起线圈产生过热现象，严重时会将线圈烧毁。
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）可以采用直接启动。
在该电路中，闭合自动开关QA0，按下启动按钮SF2，接触器接触器KM线圈通电，其常开主触点闭合，电动机接通电源开始全压启动，同时接触器KM的辅助常开触点闭合，使接触器KM线圈有两条通电路径。
这样当松开启动按钮SB2后，接触器KM线圈仍能通过其辅助触点通电并保持吸合状态。
按停止按钮SB1，接触器KM线圈失电，则其主触点断开。
切断电动机三相电源，电动机M自动停车，同时接触器KM自锁触点也断开，控制回路解除自锁。
松开停止按钮SB1，控制电路又回到启动前的状态。
其中，起短路保护作用的是熔断器FA；起过载保护作用的是热继电器BB；起失压和欠压保护作用的是接触器KM。
3、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。
答：5、星形-三角形降压启动方法有什么特点并说明其适合场合？答：特点：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，启动电流特性好、结构简单、价格低，但是启动转矩也相应降为原来三角形直接启动时的1/3，转矩特性差。
适合场合：电动机空载或轻载启动的场合。
7、三相笼型异步电动机有哪几种电气制动方式？各有什么特点和适合场合？答：1）反接制动，特点是制动迅速、效果好，但冲击大，通常仅适用于10kW以下的小容量电动机。
2）能耗制动，特点是能耗制动比反接制动消耗的能量少，其制动电流也比反接制动电流小得多，但能耗制动不及反接制动明显，且需要一个直流电源，控制线路相对比较复杂。
适用于电动机容量较大和启动、制动频繁的场合。
8、三相笼型异步电动机的调速方法有哪几种？答：改变极对数p的变极调速、改变转差率s的降压调速和改变电动机供电电源频率f1的变频调速。
12、某机床主轴由一台三相笼型异步电动机拖动，润滑油泵由另一台三相笼型异步电动机拖动，均采用直接启动，工艺要求有;（1）主轴必须在润滑油泵启动后，才能启动；（2）主轴为正向运转，为调试方便，要求能正、反向点动；（3）主轴停止后，才允许润滑油泵停止；；（4）具有必要的电气保护。
按动SF1使QA2得电自锁，则润滑油泵MA2启动，再按动SF2，可使QA1得电自锁，主轴电动机MA1正向启动。
按SF3可使QA1得电，即主轴电动机MA1正向点动；按SF4可使QA3得电，即主轴电动机MA1反向点动。
当润滑油泵要停转时，必须先使主轴电动机先停止，即QA1常开断开，再按动SF6。
14、设计一个控制线路，要求第一台电动机启动10S后，第二台电动机自行启动；运行5S后，第一台电动机停止并同时使第三台电动机自行启动；再运行10S，电动机全部停止。
15、设计一小车运行控制线路，小车由异步电动机拖动，其动作程序如下：（1）小车由原位开始前进，到终端后自动停止；（2）在终端停留2 min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都能停止或启动。
第三章作业参考答案5、PLC有什么特点？答：PLC的主要特点有：（1）抗干扰能力强，可靠性高；（2）控制系统结构简单，通用性强；（3）编程方便，易于使用；（4）功能强大，成本低；（5）设计、施工、调试的周期短；（6）维护方便。
6、PLC与继电器控制系统相比有哪些异同？答：PLC的梯形图与传统的电气原理图非常相似，信号的输入/输出形式及控制功能基本上也是相同的；它们的不同之处主要表现在：（1）控制逻辑——继电器控制逻辑采用硬接线逻辑，利用继电器机械触点的串联或并联，及时间继电器等组合成控制逻辑，其接线多而复杂、体积大、功耗大、故障率高，灵活性和扩展性很差。
而PLC采用存储器逻辑，其控制逻辑以程序方式存储在内存中，灵活性和扩展性都很好。
（2）工作方式——继电器控制线路中各继电器同时都处于受控状态，属于并行工作方式。
而PLC的控制逻辑中，各内部器件都处于周期性循环扫描过程中，各种逻辑、数值输出的结果都是按照在程序中的前后顺序计算得出的，所以属于串行工作方式。
（3）可靠性和可维护性——继电器控制逻辑使用了大量的机械触点，连线也多，可靠性和可维护性差。
而PLC采用微电子技术，大量的开关动作由无触点的半导体电路来完成，PLC还配有自检和监督功能，可靠性和可维护性好。
（4）控制速度——继电器控制逻辑依靠触点的机械动作实现控制，工作频率低，且机械触点还会出现抖动问题。
而PLC是由程序指令控制半导体电路来实现控制，属于无触点控制，速度极快，且不会出现抖动。
（5）定时控制——继电器控制逻辑利用时间继电器进行时间控制。
时间继电器存在定时精度不高，定时范围窄，且易受环境湿度和温度变化的影响，调整时间困难等问题。
PLC使用半导体集成电路做定时器时基脉冲由晶振产生，精度相当高，且定时时间不受环境的影响，定时范围广，调整时间方便。
（6）设计和施工——使用继电器控制逻辑完成一项工程，其设计、施工、调试必须依次进行，周期长、而且修改困难。
而用PLC完成一项控制工程，在系统设计完成后，现场施工和控制逻辑的设计可以同时进行，周期短，且调试和修改都很方便。
11、PLC是按什么样的工作方式进行工作的？它的中心工作过程分哪几个阶段？在每个阶段主要完成哪些控制任务？答：PLC是按集中输入、集中输出，周期性循环扫描的方式进行工作的。
它的中心工作过程分输入采样阶段、程序执行阶段、输出刷新阶段。
在输入采样阶段，首先扫描所以输入端子，并将各输入状态存入相对应的输入映像寄存器中，此时输入映像寄存器被刷新，它与外界隔离，其内容保持不变，直到下一个扫描周期的输入采样阶段。
在程序执行阶段，PLC按从左到右、从上到下的步骤顺序执行程序。
在输出刷新阶段中，元件映像寄存器中所有输出继电器的状态一起转存到输出锁存器中，通过一定方式集中输出，最后经过输出端子驱动外部负责，在下一个输出刷新阶段开始之前，输出锁存器的状态不会改变。
12、一般来说，PLC对输入信号有什么要求？答：要求：输入信号的宽度奥大于一个扫描周期，或者说输入信号的频率不能太高，否则很可能造成信号的丢失。
第四章作业参考答案4、PLC中的内部编程资源（即软元件）为什么被称作软继电器？某主要特点是什么？答：软元件是PLC内部的具有一定功能的器件，实际上是由电子电路和寄存器及存储器单元等组成。
它们都具有继电器特性，但没有机械性的触点。
为了把这种元器件与传统电气控制电路中的继电器区别开来，把它们称做软继电器。
其主要特点是：（1）软元件是看不见、摸不着的，也存在物理性的触点；（2）每个软元件可提供无限多个常开触点和常闭触点，即它们的触点可以无限次使用；（3）体积小、功耗低、寿命长。
5、S7-200系列PLC中有哪些软元件？答：输入继电器I、输出继电器Q、通用辅助继电器M、特殊继电器SM、变量存储器V、局部变量存储器L、顺序控制继电器S、定时器T、计数器C、模拟输入映像寄存器AI、模拟输出映像寄存器AQ、高速计数器HC、累加器AC。
第五章作业10、试设计一个照明灯的控制程序。
当接在I0.0上的声控开关感应到声音信号后，接在Q0.0上的照明灯可发光30S。
如果在这段时间内声控开关又感应到声音信号，则时间间隔从头开始。
这样可确保最后一次感应到声音信号后，灯光可维持30S的照明。
11、试设计有一个抢答器电路程序。
出题人提出问题，3个答题人按动按钮，仅仅是最早按的人面前的信号的亮。
然后出题人按动复位按钮后，引出下一个问题。
12、用简单设计法设计一个对锅炉鼓风机和引风机控制的梯形图程序。
控制要求：（1）开机前首先启动引风机，10S后自动启动鼓风机；（2）停止时，立即关断鼓风机，经20S后自动关断引风机。
第六章作业参考答案5、用功能图方法完成第5章5.5.2节应用举例中【例5-2】的编程。
要求画出功能图、梯形图。
设计完成后，试分析两种编程方法在设计顺序控制逻辑程序时不同之处。
（2）梯形图两种编程方法在设计顺序控制逻辑程序时不同之处：运用简单设计法时，主要凭设计者的经验来完成，通过理清控制的逻辑关系，写出逻辑函数，然后用梯形图的形式直接画出控制程序。
