【电气控制与PLC】课后习题及答案

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》课后习题参考答案《电⽓控制与PLC》课后习题参考答案上篇习题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？答：（1）、交流：铁⼼⽤硅钢⽚冲压⽽成（减少铁损），线圈做成短⽽粗的圆筒状绕在⾻架上（便于散热）。

（2）、直流：铁⼼⽤整块钢制成（⽅便加⼯），线圈绕制成长⽽薄的圆筒状（便于散热）。

（3）、电压线圈：匝数多，线径细。

（4）、电流线圈：匝数少，线径粗。

2.单相交流电磁机构为何要设置短路环？它的作⽤是什么？三相交流电磁铁是否要装设短路环？答：（1）、由于交流接触器铁⼼的磁通是交变的，故当磁通过零时，电磁吸⼒也为零，吸合后的衔铁在反⼒弹簧的作⽤下将被拉开，磁通过零后电磁吸⼒⼜增⼤，当吸⼒⼤于反⼒时，衔铁⼜被吸合。

这样，随着交流电源频率的变化，衔铁产⽣强烈振动和噪声，甚⾄使铁⼼松散。

（2）、当交变的磁通穿过短路环所包围的⾯积S2在环中产⽣涡流时，此涡流产⽣的磁通φ2在相位上落后于短路环外铁⼼截⾯S1中的磁通φ1，由φ1、φ2产⽣的电磁吸⼒为F1、F2，作⽤在衔铁上的合成电磁吸⼒是F1+F2，只要此合⼒始终⼤于其反⼒，衔铁就不会产⽣振动和噪声。

（3）、由于三相电流电磁铁的电磁吸⼒三相本⾝具有相位差，其电磁吸⼒为⼀恒定值，故⽆需设置分磁环。

3.当交流电磁线圈误接⼊直流电源，直流电磁线圈误接⼊交流电源时，会发⽣什么问题？为什么？答：（1）、交流电磁线圈误接⼊直流电源，由于不存在感抗，则I=U/R，⽐原来的电流⼤很多，则线圈容易烧毁。

（2）、直流电磁线圈误接⼊交流电源，由于存在感抗，则I=u/(R+jX)，⽐原来的电流⼩很多，可能吸⼒不够，不能吸合，即使可以吸合也会由于直流电磁系统没有分磁环⽽发⽣振动。

同时由于直流电磁系统的铁⼼由整块钢构成，损耗⽐较⼤。

4.若交流接触器线圈通电后，衔铁长时间被卡死不能吸合，则会产⽣什么后果？答：⼀般U形铁⼼的交流电磁机构的励磁线圈通电⽽衔铁尚未吸合的瞬间，电流将达到衔铁吸合后额定电流的5～6倍，E形铁⼼电磁机构则达到额定电流的10～15倍，如果衔铁卡住不能吸合时，交流励磁线圈则可能烧毁。

电气控制与PLC课后习题答案第一章1-4熔断器的额定电流，熔体的额定电流和熔体的极限分断电流三者有何区别熔断器的额定电流是指熔断器长期工作时，设备部件温升不超过规定值时所能承受大的电流；熔体的额定电流是熔体长期工作而不致熔断的电流；熔体的极限分断电流是指在规定的额定电压和功率因数的条件下，能分断的最大电流值，在电路中出现的最大电流值一般指短路电流值1-8热继电器与熔断器的作用有何不同（1-9热继电器在电路中的作用是什么）在电器控制中，熔断器使用时串联在电路中，当电路或用电设备发生短路或过载时，熔体能自身熔断，切断电路，阻止事故蔓延，因而能实现短路或过载保护，无论是在强电系统或弱电系统中都得到广泛的应用。

热继电器是利用电流的热效应原理工作的电器，用于三相异步电动机的长期过载保护1-10时间继电器与中间继电器在电路中各起什么作用时间继电器起到延时的作用中间继电器起到中间放大的作用1-12什么是主令电器，常用的主令电器有哪些主令电器是用来发布命令，改变控制系统工作状态的电器，它可以直接作用于控制电路，也可以通过电磁式电器的转换对电路实现控制，其主要类型有按钮，行程开关，万能转换开关，主令控制器，脚踏开关等1-13接触器的作用是什么接触器是用来频繁地接通或断开交直流主电路或大容量控制电路等大电流电路1-16接触器是怎样选择的主要考虑哪些因素①接触器的类型选择②额定电压的选择③额定电流的选择④吸引线圈额定电压选择⑤接触器触头数量，种类选择；（其中③④为主要指标）第二章2-1自锁环节怎样组成它起什么作用并具有什么功能自锁是由命令它通电的主令电器的常开触点与本身的常开触点相并联组成（有两个元件并联在一起的），这种由接触器（继电器）本身的触点来使其线圈长期保持通电的环节叫“自锁”环节“自锁”环节具有对命令的“记忆”功能，当启动命令下达后，能保持长期通电即长动，而当停机命令或停电出现后失去自锁不会自行启动，又叫零压保护，防止电源电压恢复时，电动机突然启动运转，造成设备和人身事故2-2什么是互锁环节，它起到什么作用互锁是指生产机械或自动生产线不同的运动部件之间互相制约，又称为联锁控制。

第一章参考答案1．什么是低压电器？低压电器是怎样分类的？答：（1）低压电器通常是指工作在交流50Hz（60Hz）、额定电压小于1200V和直流额定电压小于1500V的电路中，起通断、保护、控制或调节作用的电器。

（2）低压电器的分类方法很多，按照不同的分类方式有不同的类型，主要有按照用途分类、按照工作条件分类、按照操作方法分类和按照工作原理分类等分类方法。

2．什么是额定电流？什么是约定发热电流？两者有什么区别？答：（1）额定工作电流：在规定的条件下，保证电器正常工作的电流。

（2）约定发热电流：在规定的条件下实验，电器在8小时工作制下，各部件的温升不超过极限数值时所承载的最大电流。

额定电流通常是持续工作的条件下，而约定发热电流是在8小时工作制下，后者大于前者。

3．我国的低压电器经历了哪几代？答：我国的低压电器产品大致可分为如下四代。

第一代产品：20世纪60年代至70年代初；第二代产品：20世纪70年代末至80年代；第三代产品：20世纪90年代；第四代产品：20世纪90年代末至今。

4．低压电器的发展趋势是什么？答：（1）智能化（2）电子化（3）产品的模块化和组合化（4）产品的质量和可靠性明显提高5．防止触电有哪些措施？答：(1) 防止接触带电部件常见的安全措施有绝缘、屏护和安全间距。

(2) 防止电气设备漏电伤人(3) 采用安全电压(4) 使用漏电保护装置(5) 合理使用防护用具(6) 加强安全用电管理6．接地有哪些种类？保护接地有哪些形式？答：按照接地的目的可将接地分为如下几类：①工作接地。

②保护接地，也称安全接地。

③过电压保护接地。

④防静电接地。

7．保护接地要注意哪些问题？工作接地要注意哪些问题？答：保护接地要注意的问题：①电气设备都应有专门的保护导线接线端子（保护接线端子），并用‘’符号标记，也可用黄绿色标记。

不允许用螺丝在外壳、底盘等代替保护接地端子。

②保护接地线用粗而短的黄绿线连接到保护接地端子排上，接地排要接入大地，接地电阻要小于4。

电气控制与PLC第二版课后练习题含答案前言在学习电气控制和PLC（可编程逻辑控制器）的过程中，理论知识的掌握是非常重要的，但是以上知识的应用能力则是更为实用和必要的。

因此本文将介绍一些电气控制和PLC的课后习题及其答案，供学习者参考和学习。

电气控制习题第一节电气元件安装问题1在电气装置上，为了保证线路安全，现代化的电控柜上常设有漏电保护器。

漏电保护器的作用是什么？答案1漏电保护器是为了保护人身安全，在接地弱或者接地不完好的情况下遗漏电流会引起漏电保护器跳闸，从而切断电源保护人身安全。

问题2「SELECTRON」电控开关生产厂家说明中的「4P, 30A」是什么意思？答案2「4P, 30A」表示该电控开关为四极，额定电流为30A。

第二节电气图件的认识问题1标识符J在电气图件中代表什么元件？标识符J代表接触器元件。

问题2在电气控制电路中，接点标识符X2.1代表什么？答案2接点标识符X2.1代表接触器K2的常闭触点。

PLC习题第一节常用指令问题1在PLC 编程中，LD指令的作用是什么？答案1LD指令的作用是将输入信号逐一导入字节区，并将该字节区的最高位设置为1。

问题2在PLC 编程中，SET指令的作用是什么？答案2SET指令的作用是将输出信号置位。

第二节 PLC图件的认识问题1在PLC图件中，元器件图形中不含数字，是什么原因？PLC图件中不含数字是为了避免与数字逻辑电路、数字电路的图形混淆，并且简化了电路的图形。

问题2在PLC图件中，一个电缆的x点表示什么？答案2在PLC图件中，一个电缆的x点表示断开电缆的端点，可以用于在图件上区分单一的电缆。

总结本文介绍了一些电气控制和PLC的习题及其答案，旨在帮助学习者更好地掌握电气控制和PLC的应用。

学习者应该养成经常做习题的好习惯，掌握理论知识的同时，注重应用能力的提高。

《电气控制与PLC》课程习题集一、填空题11.电磁机构中，吸引线圈的作用是（）。

2.用来分断或接通主电路的是交流接触器的（）。

3.电磁机构由（）、铁心、衔铁等几部分组成。

4.接触器用于远距离频繁地接通或断开交直流（）及大容量控制电路的一种自动开关电器。

5.把线圈额定电压为220V的中间继电器线圈误接入380V的交流电源上会发生的问题是（）。

6.交流接触器的触点系统分为（）和辅助触点，用来直接接通和分断交流主电路和控制电路。

7.电气控制系统中常用的保护环节有（）保护、过电流保护、过载保护、失电压保护、欠电压保护、过电压保护等。

8.当电动机容量较大，起动时产生较大的（），会引起电网电压下降，因此必须采用降压起动的方法。

9.电动机连续转动与点动控制区别的关键环节是（）触头是否接入。

10. PLC采用（）的工作方式。

11.通常把内部存储器又称为（）。

12. PLC的运算和控制中心是（）。

13.具有自己的CPU和系统的模块称为（）。

14. S7-200系列PLC的串行通信口可以由用户程序来控制，这种由用户程序控制的通信方式称为（）。

15. PLC运行时总是ON的特殊存储器位是（）。

16.字移位指令的最大移位位数为（）。

17.在第一个扫描周期接通可用于初始化子程序的特殊存储器位是（）。

18.把一个实数转换为一个双字整数值的ROUND指令，它的小数部分采用（）原则处理。

19.高速计数器HC的寻址格式是（）。

20.子程序可以嵌套，嵌套深度最多为（）层。

二、综合设计题21.画出三相笼型异步电动机单向反接制动的主电路及控制电路。

22.设计三相笼型异步电动机的正反转控制线路，要求有必要的保护环节（包括主回路和控制回路）。

23.两台电动机M1和M2，要求：（1）M1启动后，延时一段时间后M2再启动。

（2）M2启动后，M1立即停止。

根据以上要求，设计其电气控制线路（包括主电路和控制电路）。

24.画出一台电动机Y—△降压启动控制的电路图，要求有必要的保护环节（包括主回路和控制回路）。

第一章参考答案1．什么是低压电器？低压电器是怎样分类的？答：（1）低压电器通常是指工作在交流50Hz（60Hz）、额定电压小于1200V和直流额定电压小于1500V的电路中，起通断、保护、控制或调节作用的电器。

（2）低压电器的分类方法很多，按照不同的分类方式有不同的类型，主要有按照用途分类、按照工作条件分类、按照操作方法分类和按照工作原理分类等分类方法。

2．什么是额定电流？什么是约定发热电流？两者有什么区别？答：（1）额定工作电流：在规定的条件下，保证电器正常工作的电流。

（2）约定发热电流：在规定的条件下实验，电器在8小时工作制下，各部件的温升不超过极限数值时所承载的最大电流。

额定电流通常是持续工作的条件下，而约定发热电流是在8小时工作制下，后者大于前者。

3．我国的低压电器经历了哪几代？答：我国的低压电器产品大致可分为如下四代。

第一代产品：20世纪60年代至70年代初；第二代产品：20世纪70年代末至80年代；第三代产品：20世纪90年代；第四代产品：20世纪90年代末至今。

4．低压电器的发展趋势是什么？答：（1）智能化（2）电子化（3）产品的模块化和组合化（4）产品的质量和可靠性明显提高5．防止触电有哪些措施？答：(1) 防止接触带电部件常见的安全措施有绝缘、屏护和安全间距。

(2) 防止电气设备漏电伤人(3) 采用安全电压(4) 使用漏电保护装置(5) 合理使用防护用具(6) 加强安全用电管理6．接地有哪些种类？保护接地有哪些形式？答：按照接地的目的可将接地分为如下几类：①工作接地。

②保护接地，也称安全接地。

③过电压保护接地。

④防静电接地。

7．保护接地要注意哪些问题？工作接地要注意哪些问题？答：保护接地要注意的问题：①电气设备都应有专门的保护导线接线端子（保护接线端子），并用‘’符号标记，也可用黄绿色标记。

不允许用螺丝在外壳、底盘等代替保护接地端子。

②保护接地线用粗而短的黄绿线连接到保护接地端子排上，接地排要接入大地，接地电阻要小于4Ω。

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课后习题答案第一章1-4熔断器的额定电流，熔体的额定电流和熔体的极限分断电流三者有何区别？熔断器的额定电流是指熔断器长期工作时，设备部件温升不超过规定值时所能承受大的电流；熔体的额定电流是熔体长期工作而不致熔断的电流；熔体的极限分断电流是指在规定的额定电压和功率因数的条件下，能分断的最大电流值，在电路中出现的最大电流值一般指短路电流值1-8热继电器与熔断器的作用有何不同？（1-9热继电器在电路中的作用是什么？）在电器控制中，熔断器使用时串联在电路中，当电路或用电设备发生短路或过载时，熔体能自身熔断，切断电路，阻止事故蔓延，因而能实现短路或过载保护，无论是在强电系统或弱电系统中都得到广泛的应用。

热继电器是利用电流的热效应原理工作的电器，用于三相异步电动机的长期过载保护1-10时间继电器与中间继电器在电路中各起什么作用？时间继电器起到延时的作用中间继电器起到中间放大的作用1-12什么是主令电器，常用的主令电器有哪些？主令电器是用来发布命令，改变控制系统工作状态的电器，它可以直接作用于控制电路，也可以通过电磁式电器的转换对电路实现控制，其主要类型有按钮，行程开关，万能转换开关，主令控制器，脚踏开关等1-13接触器的作用是什么？接触器是用来频繁地接通或断开交直流主电路或大容量控制电路等大电流电路1-16接触器是怎样选择的？主要考虑哪些因素？①接触器的类型选择②额定电压的选择③额定电流的选择④吸引线圈额定电压选择⑤接触器触头数量，种类选择；（其中③④为主要指标）第二章2-1自锁环节怎样组成？它起什么作用?并具有什么功能？自锁是由命令它通电的主令电器的常开触点与本身的常开触点相并联组成（有两个元件并联在一起的），这种由接触器（继电器）本身的触点来使其线圈长期保持通电的环节叫“自锁”环节“自锁”环节具有对命令的“记忆”功能，当启动命令下达后，能保持长期通电即长动，而当停机命令或停电出现后失去自锁不会自行启动，又叫零压保护，防止电源电压恢复时，电动机突然启动运转，造成设备和人身事故2-2什么是互锁环节，它起到什么作用？互锁是指生产机械或自动生产线不同的运动部件之间互相制约，又称为联锁控制。