電氣控制與PLC應(yīng)用習(xí)題與思考題參考解答

1、第 2 章 電氣控制線路的基本原則和基本環(huán)節(jié)習(xí)題與思考題1. 自鎖環(huán)節(jié)怎樣組成？它起什么作用？并具有什么功能？答：在連續(xù)控制中，將接觸器的常開輔助觸頭 QA與自復(fù)位啟動(dòng)按鈕SF并聯(lián)， 即可形成自鎖環(huán)節(jié)。當(dāng)啟動(dòng)按鈕 SF松開后，接觸器QA的線圈通過其輔助常開觸頭 的閉合仍繼續(xù)保持通電，從而保證電動(dòng)機(jī)的連續(xù)運(yùn)行。這種依靠接觸器自身輔助常 開觸頭而使線圈保持通電的控制方式，稱自鎖或自保。起到自鎖作用的輔助常開觸 頭稱自鎖觸頭。所以自鎖環(huán)節(jié)的功能就是在啟動(dòng)按鈕松開后，能夠保持接觸器線圈 一直通電，使電動(dòng)機(jī)連續(xù)運(yùn)行。2. 什么是互鎖環(huán)節(jié)？它起到什么作用？答：控制線路要求QA1與QA2不能同時(shí)通電時(shí)，為此

2、要求線路設(shè)置必要的聯(lián)鎖 環(huán)節(jié)。將其中一個(gè)接觸器的常閉觸頭串入另一個(gè)接觸器線圈電路中，則任何一個(gè)接 觸器先通電后，即使按下相反方向的啟動(dòng)按鈕，另一個(gè)接觸器也無法通電，這種利 用兩個(gè)接觸器的輔助常閉觸頭互相控制的方式，叫電氣互鎖，或叫電氣聯(lián)鎖。起互 鎖作用的常閉觸頭叫互鎖觸頭。復(fù)合按鈕的常閉觸頭同樣也可起到互鎖的作用，這 樣的互鎖叫機(jī)械互鎖。利用成對(duì)使用的機(jī)械聯(lián)鎖接觸器，加上電氣互鎖，可形成機(jī) 械、電氣雙重互鎖?；ユi環(huán)節(jié)的作用就是防止QA1與QA2同時(shí)通電造成電源短路等危險(xiǎn)。3. 分析如圖 2-50 所示線路中，哪種線路能實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)正常連續(xù)運(yùn)行和停止？ 哪種不能？為什么？（f）答：（c）和（門能實(shí)

3、現(xiàn)電動(dòng)機(jī)正常連續(xù)運(yùn)行和停止，因?yàn)榘聪?SB1,接觸器 KM線圈通電并自鎖，電動(dòng)機(jī)連續(xù)運(yùn)行；按下 SB, KM線圈斷電，電動(dòng)機(jī)停止。其他則不能，因?yàn)閳D（a）接觸器KM線圈不能得電，故不能啟動(dòng)；圖（b）能 啟動(dòng)連續(xù)運(yùn)行，但不能切斷接觸器線圈供電，即不能停止；圖（ d）會(huì)引起電源短 路；圖（e）線圈不能保持連續(xù)通電。（圖中，SB1為啟動(dòng)按鈕開關(guān)，SB為停止按 鈕開關(guān)。）4. 試采用按鈕、刀開關(guān)、接觸器和中間繼電器，畫出異步電動(dòng)機(jī)點(diǎn)動(dòng)、連續(xù) 運(yùn)行的混合控制電路。答：設(shè)計(jì)的控制電路圖見答案圖 5所示。圖中，SF3為點(diǎn)動(dòng)按鈕開關(guān)；SF2為 連續(xù)運(yùn)行啟動(dòng)按鈕開關(guān)；SF1為連續(xù)運(yùn)行停止按鈕開關(guān)。答案圖 55.

4、 試設(shè)計(jì)用按鈕和接觸器控制異步電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)、停止，用組合開關(guān)選擇電 動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)方向的控制線路（包括主電路、控制回路和必要的保護(hù)環(huán)節(jié)）。答：設(shè)計(jì)的控制電路圖見答案圖 6 所示。圖中， SF2 為正轉(zhuǎn)啟動(dòng)組合按鈕開 關(guān)；SF3為反轉(zhuǎn)啟動(dòng)組合按鈕開關(guān)；SF1為停止按鈕開關(guān)。-SF36. 電器控制線路常用的保護(hù)環(huán)節(jié)有哪些？各采用什么電器元件？ 答：電氣控制線路常用的保護(hù)環(huán)節(jié)有以下幾種。 短路保護(hù)：采用熔斷器或斷路器。短路時(shí)熔斷器的熔休熔斷或斷路器脫扣， 切斷電路起保護(hù)作用。 電動(dòng)機(jī)長(zhǎng)期過載保護(hù)：采用熱繼電器或斷路器。由于熱繼電器或斷路器的雙 金屬片的熱慣性較大，即使發(fā)熱元件流過幾倍于額定值的電流，熱繼電

5、器或斷路器 也不會(huì)立即動(dòng)作。因此在電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)間不太長(zhǎng)的情況下，熱繼電器或斷路器不會(huì) 動(dòng)作，只有在電動(dòng)機(jī)長(zhǎng)期過載時(shí)，熱繼電器才會(huì)動(dòng)作，用它的常閉觸頭使控制電路 斷電。 過流保護(hù)：過電流一般比短路電流要小。采用過電流繼電器或斷路器和接觸 器配合使用。 欠電壓、失電壓保護(hù)：通過接觸器的自鎖環(huán)節(jié)來實(shí)現(xiàn)。當(dāng)電源電壓由于某種 原因而嚴(yán)重欠電壓或失電壓 （ 如停電 ）時(shí)，接觸器斷電釋放，電動(dòng)機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)電 源電壓恢復(fù)正常時(shí)，接觸器線圈不會(huì)自行通電，電動(dòng)機(jī)也不會(huì)自行啟動(dòng)，只有在操 作人員重新按下啟動(dòng)按鈕后，電動(dòng)機(jī)才能啟動(dòng)。 互鎖保護(hù)：將其中一個(gè)接觸器的常閉觸頭串入另一個(gè)接觸器線圈電路中，則 任何一個(gè)接觸器

6、先通電后，即使按下相反方向的啟動(dòng)按鈕，另一個(gè)接觸器也無法通 電。 斷相保護(hù)（采用帶斷相保護(hù)的熱繼電器或其它斷相保護(hù)裝置）、漏電保護(hù) （采用剩余電流動(dòng)作保護(hù)器或剩余電流動(dòng)作斷路器等）、人身安全保護(hù)（如電機(jī)外 殼接地，紅外接近開關(guān)等）等等。7. 為什么電動(dòng)機(jī)要設(shè)零電壓和欠電壓保護(hù)？ 答：零電壓保護(hù)的目的是防止電氣設(shè)備意外失電后因來電而導(dǎo)致電動(dòng)機(jī)意外自行啟動(dòng)。設(shè)置了零電壓保護(hù)環(huán)節(jié)，則電氣設(shè)備意外失電再上電后，必須通過再次啟 動(dòng)，電動(dòng)機(jī)才能運(yùn)行。欠電壓保護(hù)的目的是防止當(dāng)電源電壓降低時(shí)而導(dǎo)致電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生故障。當(dāng)電源電 壓下降到電動(dòng)機(jī)額定電壓的 80%以下后，將導(dǎo)致電動(dòng)機(jī)因轉(zhuǎn)矩不足而轉(zhuǎn)速下降，以 致被迫停轉(zhuǎn)

7、，使電動(dòng)機(jī)因堵轉(zhuǎn)而燒毀。8. 在有自動(dòng)控制的機(jī)床上，電動(dòng)機(jī)由于過載而自動(dòng)停車后，有人立即按啟動(dòng) 按鈕，但不能開車，試說明可能是什么原因？答：電動(dòng)機(jī)的控制電路中，一般將熱繼電器的常閉觸頭串聯(lián)在控制回路中而起 到過載保護(hù)的作用。電動(dòng)機(jī)長(zhǎng)期過載時(shí)，熱繼電器動(dòng)作，常閉觸頭斷開切斷控制回 路供電。由于雙金屬片熱慣性的原因，執(zhí)繼電器要經(jīng)過一段時(shí)間的冷卻后，常閉觸 頭才可恢復(fù)常閉。因此，若在此前按下啟動(dòng)按鈕，由于熱繼電器的常閉觸頭還未恢 復(fù)常閉，控制回路仍然處于斷開狀態(tài)，所以電動(dòng)機(jī)不能動(dòng)作。另外，如果熱繼電器設(shè)置在手動(dòng)復(fù)位，即使雙金屬片冷卻下來，也不能復(fù)位， 只有按下手動(dòng)復(fù)位按鈕，熱繼電器才能復(fù)位。如果使用

8、了斷路器作為電動(dòng)機(jī)熱過載保護(hù)裝置，一旦斷路器因熱過載脫扣，斷 路器是不會(huì)自動(dòng)復(fù)位的，必須等雙金屬片冷卻后重新合閘。9. 試設(shè)計(jì)電器控制線路，要求：第一臺(tái)電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)10s后，第二臺(tái)電動(dòng)機(jī)自動(dòng)啟動(dòng)，運(yùn)行5s后，第一臺(tái)電動(dòng)機(jī)停止，同時(shí)第三臺(tái)電動(dòng)機(jī)自動(dòng)啟動(dòng)，運(yùn)行15s后，全部電動(dòng)機(jī)停止。答：設(shè)計(jì)控制電路圖如答案圖7所示。答案圖7主電路答案圖7控制電路10. 供油泵向兩處地方供油，油都達(dá)到規(guī)定油位時(shí)，供油泵停止供油，只要有 一處油不足，則繼續(xù)供油，試用邏輯設(shè)計(jì)法設(shè)計(jì)控制線路。答：由2個(gè)液位開關(guān)BG1 BG2分別檢測(cè)2處油位，油泵的運(yùn)轉(zhuǎn)由接觸器 QA1 控制，由2個(gè)液位開關(guān)控制接觸器 QA1的通斷。設(shè)液位

9、開關(guān)的觸頭在油位未達(dá)到時(shí) 閉合，達(dá)到時(shí)斷開，貝肪根據(jù)題目要求，可列出接觸器通電狀態(tài)的真值表，如答案表 4所示。答案表4BG1BG2QA1000011101111根據(jù)真值表可列出接觸器 QA1通電的邏輯函數(shù)式為U-U 三 HG l* B&l JVO2 += 而L 8G2 *放7】而3卜5(721=/而 HC72 + fi<r HO I 4 Mid根據(jù)上式結(jié)果可畫出控制電路如答案圖8所示，圖中液位開關(guān)狀態(tài)為油位達(dá)到時(shí)的狀態(tài)。答案圖811. 簡(jiǎn)化圖2-51所示控制電路。(c)(a) 邏輯表達(dá)式為ATW -(斗血+隘42川只甩+ AiAJ IA. 11 K II + A C A . II

10、 ” A. . 11 A A3 *<2 X A3=KAI 4 KA2 JC. tl + K-41 - <43 4- KAI Af. VA lltl K C B) + A 12 K W=總41 + KA2 Z2A3簡(jiǎn)化后的控制電路如答案圖9所示。KA3(b) 邏輯表達(dá)式為KM = K 和 KA2 十 A41 A43 十 KA2=A； A) KA2 + JCS A；4J簡(jiǎn)化后的控制電路如答案圖10所示。KA1(c) 邏輯表達(dá)式為斗¥1 - |忖聞X4 4時(shí) 買芒*屛崛斗期匹船姐鼻鹿期 Al.4 «A All A.< «JtAl Jt.1 - JLM-

11、A'J* 船趙祠乜 AujC A!4I Jt 41- JtQIl4： A 4li A.42 JI 41 l|贏.mJl .<J斤M2 二AL41-斎)(/C4i + KA41+ KA3=©U A'4I KA2 + KTI - KAI- KA4 + K43=KAI £斗2 X41 -人亦 K/U * A A1-K. - A*/V(l + y + A Al=JL41 JC42 + Jt 血簡(jiǎn)化后的控制電路如答案圖11所示。KM212. 電廠的閃光電源控制電路如圖2-52所示，當(dāng)發(fā)生故障時(shí)，事故繼電器KA通電動(dòng)作，試分析信號(hào)燈發(fā)出閃光的工作原理。圖2-52習(xí)題12圖答：當(dāng)發(fā)生故障時(shí)事故繼電器 KA通電動(dòng)作，KA常開觸頭閉合。通電延時(shí)時(shí)間 繼電器KT1通電，KT1瞬動(dòng)觸頭閉合，指示燈 HL亮；延時(shí)一段時(shí)間T1后，KT1通 電延時(shí)閉