《電氣控制與PLC應(yīng)用技術(shù)》習(xí)題解答田效伍.doc

第1章 常用低壓電器1-1 什么是低壓電器? 常用的低壓電器有哪些？答：低壓電器是指使用在交流額定電壓1200V、直流額定電壓1500V及以下的的電路中，根據(jù)外界施加的信號和要求，通過手動或自動方式，斷續(xù)或連續(xù)地改變電路參數(shù)，以實現(xiàn)對電路或非電對象的切換、控制、檢測、保護、變換和調(diào)節(jié)的電器。常用的低壓電器有刀開關(guān)、低壓斷路器、轉(zhuǎn)換開關(guān)、熔斷器、接觸器、繼電器、按鈕、行程開關(guān)等。1-2 電磁式低壓電器有哪幾部分組成?說明各部分的作用。答：電磁式低壓電器一般由電磁機構(gòu)和觸頭系統(tǒng)組成。電磁機構(gòu)是電磁式低壓電器的檢測部分，接受外界輸入的信號，通過轉(zhuǎn)換、放大與判斷做出一定的反應(yīng)；觸頭系統(tǒng)是執(zhí)行機構(gòu)，受電磁機構(gòu)控制，用于輸出相應(yīng)的指令，實現(xiàn)控制的目的。1-3 滅弧的基本原理是什么？低壓電器常用的滅弧方法有哪幾種？答：滅弧時可通過增大電弧長度、冷卻弧柱、把電弧分成若干短弧等使電弧熄滅，滅弧裝置就是根據(jù)這些原理設(shè)計的。常用的滅弧方法有電動力吹弧、磁吹滅弧、柵片滅弧等。1-4 熔斷器有哪些用途？一般應(yīng)如何選用？在電路中應(yīng)如何連接？答：熔斷器是一種廣泛應(yīng)用的簡單有效的保護電器，在電路中主要用于短路保護，特殊情況下用于過載保護。熔斷器的主體是低熔點金屬絲或金屬薄片制成的熔體，串聯(lián)在被保護的電路中。熔斷器的類型很多，按結(jié)構(gòu)形式可分為瓷插式熔斷器、螺旋式熔斷器、封閉管式熔斷器、快速熔斷器和自復(fù)式熔斷器等。在選用熔斷器時，應(yīng)根據(jù)被保護電路的需要，首先確定熔斷器的型式，然后選擇熔體的規(guī)格，再根據(jù)熔體確定熔斷器的規(guī)格。1-5 交流接觸器主要由哪些部分組成？在運行中有時產(chǎn)生很大的噪音，試分析產(chǎn)生該故障的原因。答：交流接觸器主要由電磁機構(gòu)、主觸點和熄弧系統(tǒng)、輔助觸點、反力裝置、支架和底座等部分組成。交流接觸器在運行中噪音突然急劇增大時，往往是由于交流電磁機構(gòu)中鐵芯端面鑲嵌的短路環(huán)斷路或脫落所致。交流電磁鐵由于通入的是交流電，其電磁吸力在0（最小值）Fm（最大值）之間變化。在一個周期內(nèi)，當(dāng)電磁吸力的瞬時值大于反力時，鐵芯吸合；當(dāng)電磁吸力的瞬時值小于反力時，鐵芯釋放。所以電源電壓變化一個周期，電磁鐵吸合兩次、釋放兩次，使電磁機構(gòu)產(chǎn)生劇烈的振動和噪音，因而不能正常工作。為了消除交流電磁鐵產(chǎn)生的振動和噪音，在鐵芯的端面開一小槽，在槽內(nèi)嵌入銅制短路環(huán)。加上短路環(huán)后，磁通被分成大小相近、相位相差約90電角度的兩相磁通1和2，因此兩相磁通不會同時為零。由于電磁吸力與磁通的平方成正比，所以由兩相磁通產(chǎn)生的合成電磁吸力較為平坦，在電磁鐵通電期間電磁吸力始終大于反力，使鐵芯牢牢吸合，這樣就消除了振動和噪音。但當(dāng)短路環(huán)斷路或脫落后，電磁機構(gòu)的噪音則會明顯增大。1-6 交流電磁線圈誤接入直流電源或直流電磁線圈誤接入交流電源，會出現(xiàn)什么情況？為什么？答：交流電磁線圈誤接入同等電壓級別的直流電源往往會燒毀線圈，因為交流電磁線圈的直流阻抗往往比較小。直流電磁線圈誤接入同等電壓級別的交流電源則會因吸力不足而不能正常工作，因為直流電磁線圈的直流阻抗本身較大，接入交流電源后交流阻抗會更大，從而導(dǎo)致電流較小，吸力不足。1-7 交流接觸器的主觸頭、輔助觸頭和線圈各接在什么電路中，應(yīng)如何連接？答：交流接觸器的主觸頭應(yīng)接在交流主電路中，用于自動接通和斷開大電流電路，主觸頭的兩端根據(jù)需要連接開關(guān)電器和熱繼電器等。輔助觸頭和線圈接在控制電路中，線圈用于控制主觸頭的接通和斷開，輔助觸頭在控制電路中起聯(lián)動作用，用于和接觸器相關(guān)的邏輯控制，輔助觸點不裝設(shè)滅弧裝置，所以不能用它來分合主電路。1-8 什么是繼電器？它與接觸器的主要區(qū)別是什么？在什么情況下可用中間繼電器代替接觸器起動電動機？答：繼電器是根據(jù)一定的信號（如電流、電壓、時間和速度等物理量）的變化來接通或分?jǐn)嘈‰娏麟娐泛碗娖鞯淖詣涌刂齐娖鳌＠^電器實質(zhì)上是一種傳遞信號的電器，它根據(jù)特定形式的輸入信號而動作，從而達(dá)到控制目的。它一般不用來直接控制主電路，而是通過接觸器或其它電器來對主電路進行控制，因此同接觸器相比較，繼電器的觸頭通常接在控制電路中，觸頭斷流容量較小，一般不需要滅弧裝置，但對繼電器動作的準(zhǔn)確性則要求較高。中間繼電器實質(zhì)上是一種電壓繼電器，中間繼電器在控制電路中主要起信號的傳遞、放大和邏輯控制等作用。當(dāng)接觸器要控制的電動機功率較小，其額定工作電流小于中間繼電器的觸頭額定電流，且電動機的額定電壓也小于中間繼電器觸頭的額定電壓時，可用中間繼電器代替接觸器起動電動機。1-9 空氣阻尼式時間繼電器是利用什么原理達(dá)到延時目的的？如何調(diào)整延時時間的長短？答：空氣阻尼式時間繼電器利用空氣通過小孔時產(chǎn)生阻尼的原理獲得延時。其結(jié)構(gòu)由電磁系統(tǒng)、延時機構(gòu)和觸頭三部分組成。通過調(diào)節(jié)螺桿調(diào)節(jié)進氣口的大小，就可以調(diào)節(jié)延時時間。1-10 熱繼電器有何作用？如何選用熱繼電器？在實際使用中應(yīng)注意哪些問題？答：熱繼電器主要用于電動機的過載保護、斷相保護和三相電流不平衡運行的保護。熱繼電器按熱元件數(shù)分為兩相和三相結(jié)構(gòu)。三相結(jié)構(gòu)中又分為帶斷相保護和不帶斷相保護裝置兩種。選用熱繼電器時，必須了解被保護對象的工作環(huán)境、起動情況、負(fù)載性質(zhì)、工作制及電動機允許的過載能力，原則是熱繼電器的安秒特性位于電動機過載特性之下，并盡可能接近。但對于過載能力較差的電動機，通常按電動機額定電流的60-80來選取熱繼電器的額定電流。1-11 低壓斷路器具有哪些脫扣裝置？試分別敘述其功能。答：低壓斷路器主要有斷路器過電流脫扣器、過載脫扣器、失壓脫扣器和分勵脫扣器等脫扣裝置。過電流脫扣器的線圈和過載脫扣器的線圈與主電路串聯(lián)，失壓脫扣器的線圈與主電路并聯(lián)。當(dāng)電路發(fā)生短路或嚴(yán)重過載時，過電流脫扣器的銜鐵被吸合，使自動脫扣機構(gòu)動作；當(dāng)電路過載時，過載脫扣器的熱元件產(chǎn)生的熱量增加，使雙金屬片向上彎曲，推動自動脫扣機構(gòu)動作；當(dāng)電路失壓時，失壓脫扣器的銜鐵釋放，也使自動脫扣機構(gòu)動作。分勵脫扣器則作為遠(yuǎn)距離分?jǐn)嚯娐肥褂谩?-12 什么是速度繼電器？其作用是什么？速度繼電器內(nèi)部的轉(zhuǎn)子有什么特點？若其觸頭過早動作，應(yīng)如何調(diào)整？答：速度繼電器是利用轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)速來切換電路的自動電器。它主要用作鼠籠式異步電動機的反接制動控制中，故稱為反接制動繼電器。調(diào)節(jié)速度繼電器外殼上的一個調(diào)節(jié)螺釘即可調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速動作點。1-13 常用電子電器有哪些特點？主要由哪幾部分組成？主要參數(shù)有哪些？答：常用電子式電器具有體積小、精度高、使用方便、功能強大、壽命長等特點。電子式電器由檢測部分、電子式信號轉(zhuǎn)換與放大部分、執(zhí)行機構(gòu)等組成。1-14 某生產(chǎn)設(shè)備采用三角形聯(lián)結(jié)的異步電動機，其PN=5.5kW，UN=380V，IN=12.5A， IS=6.5IN?，F(xiàn)用按鈕進行啟動、停止控制，應(yīng)有短路、過載保護。試選用接觸器、按鈕、熔斷器、熱繼電器和組合開關(guān)。 答：略。第2章 繼電-接觸器控制電路基本環(huán)節(jié)2-1 電路圖中QS、FU、KM、KT、SQ、SB分別是什么電器元件的文字符號？答：略。2-2 如何決定籠型異步電動機是否可采用直接起動法？答：電源容量是否允許電動機在額定電壓下直接起動，可根據(jù)下面的經(jīng)驗公式來判斷：+ (21)式中 IST電動機全壓起動電流，單位為A；IN電動機額定電流，單位為A；一般容量小于10kW的電動機常采用直接起動。有時為了減小和限制起動時對機械設(shè)備的沖擊，即使?jié)M足式(2-1)條件允許直接起動的電動機，也往往采用減壓起動。2-3 籠型異步電動機減壓起動方法有哪幾種？答：籠型異步電動機減壓起動的方法有：定子繞組電路串電阻或電抗器起動；Y（星形三角形）降壓起動；自耦變壓器降壓起動和延邊三角形降壓起動等。2-4 籠型異步電動機如何改變轉(zhuǎn)動方向？答：可通過接入籠型異步電動機三相電源中任意兩相的換相，來改變電動機的轉(zhuǎn)動方向。2-5 什么叫能耗制動？什么叫反接制動？它們各有什么特點及適用什么樣的場合？答：能耗制動是指電動機脫離電源后，向定子繞組通入直流電源，從而在空間產(chǎn)生靜止的磁場，此時電動機轉(zhuǎn)子因慣性而繼續(xù)運轉(zhuǎn)，切割磁感應(yīng)線，產(chǎn)生感應(yīng)電動勢和轉(zhuǎn)子電流，轉(zhuǎn)子電流與靜止磁場相互作用，產(chǎn)生制動力矩，使電動機迅速減速停車。能耗制動具有制動準(zhǔn)確、平穩(wěn)、能量消耗小等優(yōu)點，故適用于要求制動準(zhǔn)確、平穩(wěn)的設(shè)備。反接制動是通過改變電動機三相電源的相序，利用定子繞組的旋轉(zhuǎn)磁場與轉(zhuǎn)子慣性旋轉(zhuǎn)方向相反，產(chǎn)生反方向的轉(zhuǎn)矩，從而達(dá)到制動效果。反接制動效果顯著，制動時間短。但反接制動對被制動部件的沖擊力較大且能量消耗較大，故適用于不太經(jīng)常制動、電動機容量不大的設(shè)備，如銑床、鏜床、中型車床的主軸制動。2-6 什么是互鎖（聯(lián)鎖）？什么是自鎖，試舉例說明各自的作用。答：自鎖是指在接觸器線圈得電后，依靠接觸器自身輔助觸頭而保持接觸器線圈持續(xù)通電的現(xiàn)象稱為自鎖。用于異步電動機長動控制電路中的起動環(huán)節(jié)就是一個典型的自鎖控制電路?；ユi是指在控制電路中將兩個接觸器的常閉輔助觸頭分別串接在對方線圈電路中，形成相互制約的控制，這種相互制約的控制關(guān)系稱為互鎖。在異步電動機的正反轉(zhuǎn)控制電路中，為了避免正反轉(zhuǎn)接觸器同時接通常采用互鎖控制。2-7 長動與點動的區(qū)別是什么？答：長動也稱為連續(xù)運轉(zhuǎn)。按下起動按鈕并松開后電動機能夠連續(xù)運轉(zhuǎn)的為長動。長動與點動的區(qū)別主要在于接觸器的控制電路是否為自鎖電路。2-8什么是多地點控制？什么是多條件控制？答：在一些大型生產(chǎn)機械和設(shè)備上，要求操作人員能在不同方位進行操作與控制，即實現(xiàn)多地點控制。在某些機械設(shè)備上，為保證操作安全，需要多個條件滿足，設(shè)備才能開始工作，這樣的控制稱為多條件控制。2-9 圖2-24中的一些電路是否有錯誤？工作時現(xiàn)象是怎樣的？如有錯誤，應(yīng)如何改正？答：略。2-10 動合觸點串聯(lián)或并聯(lián)，在電路中起什么樣的控制作用？動斷觸點串聯(lián)或并聯(lián)起什么控制作用？答：動合觸點串聯(lián)在電路中往往起多條件控制作用，動合觸點并聯(lián)在電路中往往起多地點控制作用；動斷觸點串聯(lián)在電路中往往起多地點控制作用，動斷觸點并聯(lián)在電路中往往起多條件控制作用。2-11 設(shè)計一個控制電路，要求第一臺電動機起動10秒以后，第二臺電動機自動起動，運行5秒以后，第一臺電動機停止轉(zhuǎn)動，同時第三臺電動機起動，在運轉(zhuǎn)15秒以后，電動機全部停止。答：略。2-12 設(shè)計一控制電路，控制一臺電動機要求：（1）可正反轉(zhuǎn)；（2）可正向點動，兩處起?？刂疲唬?）可反接制動；（4）有短路和過載保護。答：略。2-13 本章中圖2-11行程開關(guān)控制的正反轉(zhuǎn)電路，若在現(xiàn)場調(diào)試試車時，將電動機的接線相序接錯，將會造成什么樣的后果？為什么？答：若在現(xiàn)場調(diào)試試車時，將電動機的接線相序接錯，可能會造成工作臺沖出行程范圍而發(fā)生事故。第3章 典型生產(chǎn)機械電氣控制系統(tǒng)3-1 電氣原理圖常用什么分析方法？簡述機床電氣原理圖的分析步驟。答：電氣原理圖常用的分析方法有查線讀圖法和邏輯代數(shù)法。分析機床電氣原理圖時，首先要了解生產(chǎn)工藝與執(zhí)行電器的關(guān)系，接著分析主電路，最后分析控制電路。3-2 機床設(shè)備控制電路常用哪些的保護措施？答：機床設(shè)備控制電路常用的保護措施主要有短路保護、過載保護、過流保護、互鎖、順序控制、限位保護、機械聯(lián)鎖等。3-3 敘述C650車床反向起動過程和反轉(zhuǎn)停車過程。答：略。3-4 分析Z3040 搖臂轉(zhuǎn)床搖臂升降的控制過程。答：略。3-5 敘述T68臥式鏜床調(diào)速的方法和電路的控制過程。答：略。3-6 結(jié)合圖3.6.6組合機床的液壓動力滑臺自動循環(huán)控制線路，分析各個行程開關(guān)的控制作用。答：略。第4章 可編程控制器概述4-1 什么是可編程序控制器?它有哪些主要特點?其發(fā)展方向如何?答：可編程控制器是在繼電器控制和計算機技術(shù)的基礎(chǔ)上開發(fā)出來，并逐漸發(fā)展成以微處理器為核心，集計算機技術(shù)、自動控制技術(shù)及通信技術(shù)于一體的一種新型工業(yè)控制裝置。它是一種面向生產(chǎn)過程控制的數(shù)字電子裝置，不僅可以取代傳統(tǒng)的繼電器控制系統(tǒng)，還可構(gòu)成復(fù)雜的工業(yè)過程控制網(wǎng)絡(luò)?？删幊炭刂破骶哂锌煽啃愿摺⒖刂乒δ軓?、組成靈活、操作方便等特點?？删幊炭刂破鞯陌l(fā)展方向有小型化和大型化兩個趨勢。小型化指的是可編程控制器的體積越來越小；大型化指的是大中型可編程控制器向著大容量、智能化和網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展，使之能與計算機組成集成控制系統(tǒng)，對大規(guī)模、復(fù)雜系統(tǒng)進行綜合性的自動控制。4-2 PLC具有可靠性高、抗干擾能力強的主要原因是什么?答：可編程控制器在設(shè)計、制作、元器件的選取上，采用了精選、高度集成化和冗余量大等一系列措施，通過延長元器件的使用壽命，來提高系統(tǒng)的可靠性。在抗干擾性上，采取了軟、硬件多重抗干擾措施，使其能安全工作在惡劣的工業(yè)環(huán)境中。國際大公司制造工藝的先進性，也進一步提高了可編程控制器的可靠性。4-3 PLC按結(jié)構(gòu)可分為哪幾類？答：根據(jù)結(jié)構(gòu)形式不同，可編程控制器可分為整體式結(jié)構(gòu)和模塊式結(jié)構(gòu)兩大類。第5章 可編程控制器的基本組成及工作原理5-1 PLC由哪幾部分組成？答：PLC的主機由微處理器(CPU)、存儲器(EPROM、RAM)、輸入模塊、輸出模塊、外設(shè)I/O接口、通信接口及電源組成。5-2 PLC的輸入/輸出接口電路分別有哪幾種形式？答：PLC的數(shù)字量輸入接口電路分為直流輸入和交流輸入兩種類型，常用的輸入電路有干接點式、直流輸入式和交流輸入式三種。PLC的數(shù)字量輸出接口電路分為繼電器輸出、晶體管輸出和晶閘管輸出三種形式。5-3 PLC執(zhí)行程序時的一個掃描周期分為哪幾個階段？答：PLC執(zhí)行程序是以循環(huán)掃描方式進行的。每一掃描過程主要分為三個階段：輸入采樣階段、程序執(zhí)行階段和輸出刷新階段。5-4 PLC程序常用的表達(dá)方式有那幾種？答：PLC程序常用的表達(dá)方式有：梯形圖、語句表和功能塊圖等。第6章 S7-200系列PLC6-1 S7系列PLC有哪些子系列？答：SIMATIC S7系列PLC分為S7-400、S7-300和S7-200 共3個子系列，分別為S7系列的大、中、小（微）型PLC系統(tǒng)。6-2 S7-22X系列PLC有哪些型號的CPU？答：S7-22X系列PLC有CPU 221、CPU 222、CPU 224、CPU 224XP和CPU 226五種基本型號，每個品種里又分出兩種類型：一種是DC24V供電/晶體管輸出，一種是AC220V供電/繼電器輸出，一共有10種CPU模塊。6-3 S7-200 PLC有哪些輸出方式？各適應(yīng)于什么類型的負(fù)載？答：S7-200 PLC的輸出電路有繼電器輸出和晶體管輸出兩種輸出方式，繼電器輸出可用于交流或直流負(fù)載，晶體管輸出僅用于直流負(fù)載。6-4 S7-22X系列PLC的用戶程序下載后存放在什么存儲器中，掉電后是否會丟失？答：S7-22X系列PLC的用戶程序下載后存放在EEPROM區(qū)，永久保存。系統(tǒng)掉電后用戶程序也不會丟失。6-5 S7-200有哪兩種尋址方式？答：S7-200數(shù)據(jù)尋址方式有直接尋址方式和間接尋址方式兩大類。6-6 S7-200 PLC有哪些內(nèi)部元器件？各元件地址分配和操作數(shù)范圍怎么確定？答：CPU 22X 系列PLC內(nèi)部的元器件有很多，它們在功能是相互獨立的。主要有：輸入映像寄存器（又稱輸入繼電器）I、輸出映像寄存器（輸出繼電器）Q、內(nèi)部標(biāo)志位存儲器M、特殊標(biāo)志位存儲器SM、順序控制存儲器S、變量存儲器V、局部存儲器L、定時器T、計數(shù)器C、模擬量輸入映像寄存器AI、模擬量輸出映像寄存器AQ、累加器AC、高速計數(shù)器HC等。各元件地址分配和操作數(shù)范圍參見教材表6-3。6-7 S7-200有哪幾類擴展模塊？最大可擴展的I/O地址范圍是多大？答：S7-200 系列PLC有多種擴展模塊，包括數(shù)字量輸入/輸出模塊、模擬量輸入/輸出模塊、測溫模塊、定位模塊、通訊模塊等。最大可擴展的I/O地址范圍參見教材表6-3，但S7-200 系列PLC單個CPU最大可擴展7個模塊。第7章 S7-200系列PLC基本指令7-1 寫出下面梯形圖程序?qū)?yīng)的語句表指令。解： LD I0.1LD I0.2O I0.3A I0.4OLDA I0.5= Q0.1LD I1.0LPSA I1.1= Q0.2LPPA I1.2= Q0.37-2 根據(jù)下列語句表程序，寫出梯形圖程序。 LD I0.0 A I0.6 AN I0.1 = Q0.1LD I0.2 LPPA I0.3 A I0.7O I0.4 = Q0.2A I0.5 A I1.1OLD = Q0.3LPS 解：7-3 使用置位、復(fù)位指令，編寫兩套電動機（兩臺）的控制程序，兩套程序控制要求如下：（1）啟動時，電動機M1先啟動，才能啟動電動機M2，停止時，電動機M1、M2同時停止。（2）啟動時，電動機M1、M2同時啟動，停止時，只有在電動機M2停止時，電動機M1才能停止。解：略。7-4 設(shè)計周期為5S，占空比為20的方波輸出信號程序（輸出點可以使用Q0.0）。解：略。7-5 編寫斷電延時5S后，M0.0置位的程序。解：略。7-6 運用算術(shù)運算指令完成下列算式的運算。（1）（100200）10/3。（2）6的78次方。（3）求SIN65o的函數(shù)值。解：略。7-7 用邏輯操作指令編寫一段數(shù)據(jù)處理程序，將累加器AC0與VW100存儲單元數(shù)據(jù)實現(xiàn)邏輯與操作，并將運算結(jié)果存入累加器AC0。解：略。7-8 編寫一段程序，將VB100開始的50個字的數(shù)據(jù)傳送到VB1000開始的存儲區(qū)。解：略。7-9 分析寄存器移位指令和左、右移位指令的區(qū)別。答：使用寄存器移位指令時，參與移位的寄存器位數(shù)可以是164位。使用左、右移位指令時，參與移位的寄存器位數(shù)須是8位、16位或32位。7-10 編寫一段程序，將VB0開始的256個字節(jié)存儲單元清零。解：略。7-11 編寫出將IB0字節(jié)高4位和第4位數(shù)據(jù)交換，然后，送入定時器T37作為定時器預(yù)置值的程序段。解：略。7-12 寫出能循環(huán)執(zhí)行5次程序段的循環(huán)體梯形圖。解：略。7-13 使用順序控制程序結(jié)構(gòu)，編寫出實現(xiàn)紅、黃、綠三種顏色信號燈循環(huán)顯示程序（要求循環(huán)間隔時間為一秒），并劃出該程序設(shè)計的功能流程圖。解：略。第8章 S7-200系列PLC功能指令8-1 用數(shù)據(jù)類型轉(zhuǎn)換指令實現(xiàn)25英寸轉(zhuǎn)換成厘米。解：8-2 編程輸出字符D的七段顯示碼。解：8-3 編程實現(xiàn)將VD100中存儲的ASC碼字符串37，40，44，32轉(zhuǎn)換成16進制數(shù)，并存儲到VW20.0中。解：8-4 編程實現(xiàn)定時中斷，當(dāng)連接在輸入端I0.1的開關(guān)接通時，閃爍頻率減半；當(dāng)連接在輸入端I0.0的開關(guān)接通時，又恢復(fù)成原有的閃爍頻率。解： MAIN： INT0：8-5 編寫一個輸入輸出中斷程序，實現(xiàn)從0到255的計數(shù)。當(dāng)輸入端I0.0為上跳沿時，程序采用加計數(shù)；輸入端I0.0為下跳沿時，程序采用減計數(shù)。解： 分配I0.0為計數(shù)方向控制信號輸入端，分配I0.1為計數(shù)信號輸入端。 MAIN： INT0： INT1：8-6 用高速計數(shù)器HSC1實現(xiàn)20KHz的加計數(shù)。當(dāng)計數(shù)值等于100時，將當(dāng)前值清零。解：MAIN： HSC_INIT INT0：8-7 編程實現(xiàn)脈沖寬度調(diào)制PWM的程序。要求：周期固定為5s，脈寬初始值為0.5s，脈寬每周期遞增0.5 s。當(dāng)脈寬達(dá)到設(shè)定的最大值4.5 s時，脈寬改為每周期遞減0.5 s，直到脈寬為0為止。以上過程周而復(fù)始。解：MAIN： PLS_INIT第9章 S7-300/400系列PLC9-1 簡述西門子SIMATIC S7-300系列PLC的特點和構(gòu)成。答：S7-300是模塊化的中小型PLC，適用于中等性能的控制要求，主要由機架、CPU模塊、信號模塊、功能模塊、接口模塊、通訊模塊、電源模塊和編程設(shè)備組成，各種模塊安裝在機架上。通過CPU模塊或通信模塊上的通信接口，PLC被連接到通信網(wǎng)絡(luò)上，可以與計算機、其他PLC或其他設(shè)備通信。9-2 S7-300系列PLC的CPU模塊可分為哪幾類？答：S7-300的CPU模塊大致可以分為以下幾類：(1) 6種緊湊型CPU，帶有集成的功能和I/O：CPU 312C，313C，313C-PtP，313C-2DP，314C-PtP和314C-2DP。(2) 3種重新定義的CPU：CPU 312，314和315-2DP。(3) 5種標(biāo)準(zhǔn)的CPU：CPU 313，314，315，315-2DP和316-2DP。(4) 4種戶外型CPU：CPU 312 IFM，314 IFM，314戶外型和315-2DP。(5) 高端CPU：317-2DP和CPU 318-2DP。(6) 故障安全型CPU：CPU 315F。9-3 S7-300系列PLC的數(shù)字量模塊有哪幾種？答：S7-300系列PLC有多種數(shù)字量模塊，主要有數(shù)字量輸入模塊SM321、數(shù)字量輸出模塊SM322、數(shù)字量輸入/輸出模塊SM 323等。9-4 S7-300系列PLC的模擬量模塊有哪幾種？答： S7-300系列PLC有多種模擬量模塊，主要有模擬量輸入模塊SM331、模擬量輸出模塊SM331和模擬量輸入/輸出模塊SM334、SM335等.9-5 簡述西門子SIMATIC S7-400系列PLC的特點。答：S7-400是具有中高檔性能的PLC，采用模塊化無風(fēng)扇設(shè)計，適用于對可靠性要求極高的大型復(fù)雜的控制系統(tǒng)。S7-400 PLC分為標(biāo)準(zhǔn)型和容錯型（可配置成故障安全型）兩種。S7-400采用大模塊結(jié)構(gòu)，具有擴展功能強，運行速度高，存儲器容量大，可多CPU并行計算，支持集中式和分布式信號模板的熱插拔，通信能力極強等特點。9-5 STEP 7編程語言有哪幾種基本型式？各有什么特點？答：梯形圖、語句表(即指令表)和功能塊圖是標(biāo)準(zhǔn)的STEP 7軟件包配備的3種基本編程語言，這3種語言可以在STEP 7中相互轉(zhuǎn)換。除此以外，STEP 7還提供以下工程工具用于復(fù)雜或大型程序的編制：（1）S7-SCL (結(jié)構(gòu)控制語言)基于PASCAL的高級語言，用于S7/C7可編程控制器的編程。（2）S7-GRAPH 實現(xiàn)順序控制系統(tǒng)的圖形化組態(tài)，用于S7/C7可編程控制器的編程。（3）S7-Higraph 用于帶有狀態(tài)圖的順序或異步過程的圖形描述，用于S7/C7可編程控制器的編程。（4）CFC (連續(xù)功能圖)面向技術(shù)的圖形，使復(fù)雜功能的圖形互連能夠?qū)崿F(xiàn)，用于S7系列可編程控制器的編程。第10章 S7-300/400系列PLC10-1 簡述電氣控制系統(tǒng)設(shè)計的基本原則。答：電氣控制系統(tǒng)設(shè)計的基本原則如下：(1) 最大限度地滿足生產(chǎn)機械和生產(chǎn)工藝對電氣控制系統(tǒng)的要求。(2) 設(shè)計方案要合理。在滿足控制要求的前提下，設(shè)計方案應(yīng)力求簡單、經(jīng)濟、便于操作和維修，不要盲目追求高指標(biāo)和自動化。 (3) 機械設(shè)計與電氣設(shè)計應(yīng)相互配合。(4) 確保控制系統(tǒng)安全可靠地工作。10-2 簡述電氣控制系統(tǒng)設(shè)計的基本內(nèi)容。答：電氣控制系統(tǒng)設(shè)計的內(nèi)容主要包含原理設(shè)計與工藝設(shè)計兩個部分，以電力拖動控制設(shè)備為例，設(shè)計內(nèi)容如下。(1) 原理設(shè)計內(nèi)容電氣控制系統(tǒng)原理設(shè)計的主要內(nèi)容包括： 1) 擬訂電氣設(shè)計任務(wù)書。 2) 確定電力拖動方案，選擇電動機。 3) 設(shè)計電氣控制原理圖，計算主要技術(shù)參數(shù)。 4) 選擇電器元器件，制訂元器件明細(xì)表。 5) 編寫設(shè)計說明書。 電氣原理圖是整個設(shè)計的中心環(huán)節(jié)，它為工藝設(shè)計和制訂其他技術(shù)資料提供依據(jù)。 (2) 工藝設(shè)計內(nèi)容 進行工藝設(shè)計主要是為了便于組織電氣控制系統(tǒng)的制造，從而實現(xiàn)原理設(shè)計提出的各項技術(shù)指標(biāo)，并為設(shè)備的調(diào)試、維護與使用提供相關(guān)的圖樣資料。工藝設(shè)計的主要內(nèi)容有： 1) 設(shè)計電氣總布置圖、總安裝圖與總接線圖。 2) 設(shè)計組件布置圖、安裝圖和接線圖。 3) 設(shè)計電氣箱、操作臺及非標(biāo)準(zhǔn)元件。 4) 列出元器件清單。 5) 編寫使用維護說明書。10-3 簡述電氣原理圖的設(shè)計方法。答：電氣控制原理電路設(shè)計的方法主要有經(jīng)驗設(shè)計法和邏輯設(shè)計法兩種。 (1) 經(jīng)驗設(shè)計法 經(jīng)驗設(shè)計法也叫分析設(shè)計法,是根據(jù)生產(chǎn)工藝的要求選擇適當(dāng)?shù)幕究刂骗h(huán)節(jié)(單元電路)或?qū)⒈容^成熟的電路按其聯(lián)鎖條件組合起來，并經(jīng)補充和修改，將其綜合成滿足控制要求的完整電路。當(dāng)沒有現(xiàn)成的典型環(huán)節(jié)時，可根據(jù)控制要求邊分析邊設(shè)計。 (2) 邏輯設(shè)計法邏輯設(shè)計法是利用邏輯代數(shù)來進行電路設(shè)計，從生產(chǎn)機械的拖動要求和工藝要求出發(fā)，將控制電路中的接觸器、繼電器線圈的通電與斷電、觸頭的閉合與斷開、主令電器的接通與斷開看成邏輯變量，根據(jù)控制要求將它們之間的關(guān)系用邏輯關(guān)系式來表達(dá)，然后再化簡，做出相應(yīng)的電路圖。10-4為了確保電動機正常而安全運行，電動機應(yīng)具有哪些綜合保護措施？答：為了確保電動機正常而安全運行，常用的保護措施有過載、短路、過電壓、失壓聯(lián)鎖與行程保護等。10-5 已知三相交流異步電動機的參數(shù)為PN10.5KW，UN=380V，cos=0.8，nN=1460r/m，設(shè)計一臺Y-起動控制電路、選擇元器件參數(shù)、列寫元器件清單、繪制電氣安裝圖、電氣接線圖，寫出簡要說明。答：略10-6 PLC應(yīng)用控制系統(tǒng)的硬件和軟件的設(shè)計原則和內(nèi)容是什么？答：（1）在設(shè)計PLC控制系統(tǒng)時，應(yīng)遵循以下基本原則： 1) 最大限度地滿足被控對象的控制要求。 2) 在滿足控制要求的前提下，力求使控制系統(tǒng)簡單、經(jīng)濟、實用，維修方便。 3) 保證控制系統(tǒng)的安全、可靠。 4) 考慮到生產(chǎn)發(fā)展和工藝的改進，在選擇PLC容量時，應(yīng)適當(dāng)留有余量。（2）PLC控制系統(tǒng)設(shè)計的基本內(nèi)容包括以下幾點： 1) 選擇用戶輸入設(shè)備(按鈕、操作開關(guān)、限位開關(guān)和傳感器等)、輸出設(shè)備(繼電器、接觸器和信號燈等執(zhí)行元件)以及由輸出設(shè)備驅(qū)動的控制對象(電動機、電磁閥等)。 2) 選擇PLC。包括PLC機型的選擇、容量的選擇、IO點數(shù)(模塊)的選擇、電源模塊以及特殊功能模塊的選擇等。 3) 分配I/O點，繪制電氣連接接口圖，考慮必要的安全保護措施。 4) 設(shè)計控制程序。包括設(shè)計梯形圖、語句表(即程序清單)或控制系統(tǒng)流程圖。 5) 必要時還需設(shè)計控制臺(柜)。6) 編制系統(tǒng)的技術(shù)文件，包括說明書、電氣圖及電氣元件明細(xì)表等。10-7 選擇PLC機型的主要依據(jù)是什么？答：選擇PLC機型的主要依據(jù)是：首先要滿足系統(tǒng)的規(guī)模及功能要求，其次在保證可靠、維護方便的前提下力求最佳的性能價格比。10-8 設(shè)計一個車庫自動門控制系統(tǒng)，具體控制要求是：當(dāng)汽車到達(dá)車門前時，超聲波開關(guān)A接受車來到的信號，電動機正轉(zhuǎn)，開門上升，當(dāng)門上升到頂點接觸上限開關(guān)B時，電動機停轉(zhuǎn)，門停止上升；當(dāng)汽車駛?cè)胲噹旌?，光電開關(guān)C發(fā)出信號，電動機反轉(zhuǎn)，門開始下降，當(dāng)門下降接觸到下限開關(guān)D時，電動機停轉(zhuǎn)。要求：按PLC控制系統(tǒng)設(shè)計的步驟進行完整的設(shè)計。答：略第11章 可編程控制器的編程與通訊11-1 數(shù)據(jù)通信方式有哪兩種？它們分別有什么特點？答：有串行數(shù)據(jù)傳送與并行數(shù)據(jù)傳送兩種方式。并行數(shù)據(jù)傳送：并行數(shù)據(jù)傳送時所有數(shù)據(jù)位是同時進行的，以字或字節(jié)為單位傳送。并行傳輸速度快，但通信線路多、成本高，適合近距離數(shù)據(jù)高速傳送。PLC通信系統(tǒng)中，并行通信方式一般發(fā)生在內(nèi)部各元件之間、主機與擴展模塊或近距離智能模板的處理器之間。串行數(shù)據(jù)傳送：串行數(shù)據(jù)傳送時所有數(shù)據(jù)是按位（bit）進行的。串行通訊僅需要一對數(shù)據(jù)線就可以。在長距離數(shù)據(jù)傳送中較為合適。PLC網(wǎng)絡(luò)傳送數(shù)據(jù)的方式絕大多數(shù)為串行方式，而計算機或PLC內(nèi)部數(shù)據(jù)處理、存儲都是并行的。若要串行發(fā)送、接收數(shù)據(jù)，則要進行相應(yīng)的串行、并行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換，即在數(shù)據(jù)發(fā)送前，要把并行數(shù)據(jù)先轉(zhuǎn)換成串行數(shù)據(jù)；而在數(shù)據(jù)接收后，要把串行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成并行數(shù)據(jù)后再處理。11-2 串行通信方式包含哪兩種傳輸方式？答：串行通信方式包含異步方式和同步方式兩種。異步方式：又稱起止方式。它在發(fā)送字符時，要先