第5章 S7-200 PLC的指令系统
习题与思考题
1. S7-200指令参数所用的基本数据类型有哪些？
答：S7-200 PLC的指令参数所用的基本数据类型有1位布尔型(BOOL)、8位无符号字节型(BYTE)、8位有符号字节型(SIMATIC模式仅限用于SHRB指令)、16位无符号整数(WORD)、16位有符号整数(INT)、32位无符号双字整数(DWORD)、32位有符号双字整数(DINT)、32位实数型(REAL)。实数型(REAL)是按照ANSI/IEEE 754-1985标准(单精度)的表示格式规定。2~255字节的字符串型（STRING）
2. 立即I/O指令有何特点？它应用于什么场合？
答：立即指令允许对输入和输出点进行快速和直接存取。当用立即指令读取输入点的状态时，相应的输入映像寄存器中的值并未发生更新；用立即指令访问输出点时，访问的同时，相应的输出映像寄存器的内容也被刷新。由于立即操作指令针对的是I/O端口的数字输入和数字输出信号，所以它们的位操作数地址只能是物理输入端口地址Ix.x和物理输出端口地址Qx.x。
3. 逻辑堆栈指令有哪些？各用于什么场合？
答：复杂逻辑指令，西门子称为逻辑堆栈指令。主要用来描述对触点进行的复杂连接，并可以实现对逻辑堆栈复杂的操作。
复杂逻辑指令包括：ALD、OLD、LPS、LRD、LPP和LDS。这些指令中除LDS外，其余指令都无操作数。这些指令都是位逻辑指令。
栈装载与指令ALD用于将并联子网络串联起来。
栈装载或指令OLD用于将串联子网络并联起来。
逻辑推入栈指令LPS，在梯形图中的分支结构中，用于生成一条新的母线，左侧为主控逻辑块时，第一个完整的从逻辑行从此处开始。
逻辑读栈指令LRD，在梯形图中的分支结构中，当左侧为主控逻辑块时，该指令用于开始第二个和后边更多的从逻辑块。
逻辑栈弹出指令LPP，在梯形图中的分支结构中，用于恢复LPS指令生成的新母线。
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。
电气控制与PLC应用-第5、8章习题与思考题参考解答
Chapter 5: 电气控制
习题
1. 请说明电气控制中常用的触点符号及含义。
电气控制中常用的触点符号主要包括：
- 开关触点（常闭）：表示一个常闭（通常接通）的电气开关触点。它在不施加作用力时处于通电状态，施加作用力后断开电路。
- 开关触点（常开）：表示一个常开（通常断开）的电气开关触点。它在不施加作用力时处于断电状态，施加作用力后闭合电路。
- 切换开关触点：用于表示切换开关操作的触点符号。在触发切换开关时，触点状态会从开启变为关闭，或者从关闭变为开启。
- 可控硅触点：表示可控硅器件的触点符号。它主要用于控制电流的通断状态。
- 时间触点：用于表示时间延迟器件的触点符号。它根据延时设置，在一定时间内延迟开关电路。
2. 请说明电气控制中常用的电磁力符号及含义。
电气控制中常用的电磁力符号主要包括： - 电磁力：表示电磁机构的力。电磁力通过电流作用于电磁铁上，用于控制机械运动或执行其他功能。
- 电磁铁：表示电磁工作装置。它根据电流的控制产生电磁力，通过吸合或释放来控制其他电气设备的运行状态。
- 带均磁体的电磁铁：表示可以调节电磁铁磁力大小的装置。均磁体的作用是使电磁铁的磁场均匀，确保电磁力的稳定性。
- 电磁铁弹簧：表示电磁铁的复位弹簧。当电磁铁断电时，弹簧会将电磁铁复位到初始位置。
3. 请简述继电控制电路的优点及其应用范围。
继电控制电路的优点主要包括：
- 可靠性高：继电器具有较高的可靠性和稳定性，不易受到外界环境的干扰。
- 灵活性好：继电器数量可以根据需要进行扩展和更换，可以根据实际控制需求进行灵活配置。
- 维护和调试方便：继电器的维修和调试相对简便，不需要过多的专业知识。
继电控制电路的应用范围广泛，包括但不限于以下领域：
- 电气动力控制：继电器可用于电动机启停、正反转、调速等控制。
- 电热设备控制：继电器可用于电热设备，如加热器、炉子等的控制。 - 液压与气动装置控制：继电器可用于控制液压和气动装置，如液压缸、气动阀门等的控制。
《电气控制与PLC》教案
第一章：电气控制基础
1.1 概述
介绍电气控制的基本概念、原理和分类。
解释电气控制系统的组成和作用。
1.2 低压电器
介绍低压电器的分类和功能。
讲解常用低压电器的结构和工作原理。
1.3 电气控制线路
分析简单的电气控制线路实例。
介绍电气控制线路的设计方法和步骤。
第二章：可编程逻辑控制器（PLC）基础
2.1 PLC概述
介绍PLC的定义、功能和应用领域。
解释PLC的工作原理和基本结构。
2.2 PLC编程语言
介绍PLC编程语言的种类和特点。
讲解PLC编程的基本规则和方法。
2.3 PLC的硬件组成
介绍PLC的硬件组成部分及其功能。
讲解PLC的输入输出接口和通信接口。
第三章：PLC编程与应用 3.1 基本指令
讲解PLC基本指令的功能和用法。
通过实例讲解基本指令的应用。
3.2 功能指令
介绍PLC功能指令的分类和功能。
讲解常用功能指令的用法和应用。
3.3 PLC控制系统设计
介绍PLC控制系统设计的基本原则和方法。
通过实例讲解PLC控制系统的设计过程。
第四章：电气控制与PLC在工业应用案例分析
4.1 案例一：电动机的控制
分析电动机控制电路的工作原理。
讲解如何使用PLC实现电动机的控制。
4.2 案例二： conveyor传送带的控制
分析conveyor传送带控制电路的工作原理。
讲解如何使用PLC实现conveyor传送带的控制。
第五章：PLC的故障诊断与维护
5.1 PLC故障诊断方法
介绍PLC故障诊断的基本方法和技巧。
讲解如何进行PLC故障诊断和排除。
5.2 PLC的维护与保养
介绍PLC的维护保养内容和注意事项。 讲解PLC的日常维护和故障预防措施。
第六章：PLC在工业自动化中的应用案例
6.1 案例三：温度控制系统的应用
分析温度控制系统的工作原理和需求。
讲解如何使用PLC实现温度控制系统的自动化控制。
6.2 案例四：液体自动控制系统中的应用
