电气控制与PLC应用技术习题参考答案梅丽凤习题答案.pdf

第 8 章 习题参考答案 1.答：为防止两个接触器同时通电导致短路，在软件设计中，采用用 2 个输出继电器的常闭触点互相切断对方的输出继电器，则称为软互锁；其特点是从程序上保证了正、反转两个接触器不会同时通电动作。在 PLC 输出端，正、反转两个接触器的硬件连接上，采用常闭触点互相切断对方接触器的线圈，这种构成的互锁称为外部硬互锁。其特点是防止接触器因质量不好或发生触点熔焊，导致正、反转换接时触点未按规定断开；也可以防止 PLC 内部发生运算错误，导致正、反转两个接触器同时通电动作，导致主电路短路。2.答：人机界面就是人与硬件（计算机、PLC 等）、控制软件之间实现信息交互的操作界面，由硬件和软件构成。用户可以通过人机界面与计算机、PLC 进行信息互换，向 PLC 控制系统输入数据、信息和控制命令；而 PLC 控制系统又可通过人机界面，在可编程终端、计算机上传送控制系统的数据和有关信息给用户。每一个控制系统的功能不同，所需要交流的数据和信息就不同，因此需要的人机界面也不同，所以需要根据系统的控制需求来进行人机界面的设计。3.答：1 系统需要启动按钮个、停止按钮 1 个，共计 2 个开关量输入。系统需要 3 个接触器来控制三台电动机，共计 3 个开关量输出。选择 CPU224 即可以满足控制需求。输入、输出端口分派如表 1 所示。表 1 输入/输出分派表 输 入 输 出 输入端子 输入元件 作 用 输出端子 输出元件 控制对象 I0.0 SB0 启动按钮 Q0.1 接触器 KM1 电动机 M1 I0.1 SB1 停止按钮 Q0.2 接触器 KM2 电动机 M2 Q0.3 接触器 KM3 电动机 M3 依据 I/O 分派表，进行 PLC 外部接线如图 1 所示。梯形图程序如下。4.答：选择 A/D 转换模块 EM231 和 D/A 主模块 EM232 各一个。2 点模拟量输入接 AIW0通道和 AIW2 通道，每个输入通道采集 10 次，取平均值作为采样值；模拟量输出送 AQW0通道，当外部输入信号 I0.0 有效时开始采集、输出。编程如下。5.答：本设计只考虑电梯轿厢外的呼喊信号，电梯上升途中只响应上升呼喊，下降途中只响应下降呼喊，任何反方向的呼喊均无效。设计输入信号：每层楼设有呼喊按钮 SB1SB3，用以选择需停靠的楼层；SQ1SQ3 为各层到位行程开关。设计输出信号：楼层指示灯 HL1、HL2、HL3，每层呼喊指示灯 HL4、HL5、HL6；KM1 电梯上升接触器，KM2 电梯下降接触器 共需要输入信号 6 个，输出信号 8 个。选择 S7-200 PLC CPU224 SQ1、SQ2、SQ3 分别接主机的输入点 I0.2、I0.1、I0.0；层呼喊按钮 SB1、SB2、SB3分别接主机的输入点 I0.5、I0.4、I0.3；楼层指示灯L1、L2、L3 分别接主机的输出点 Q0.2、Q.1、Q0.0；KM1、KM2 分别接主机的输出点 Q0.4、Q0.3；层呼喊指示灯 HL4、HL5、HL6 分别接主机的输出点 Q0.7、Q0.6、Q0.5。输入、输出信号端口分派如表所示。表 1 I/O 分派表 输入信号 输出信号 输入端子 输入元件 功能说明 输出端子 输出元件 功能说明 I0.0 SQ3 三层行程开关 Q0.0 HL3 三层指示灯 I0.1 SQ2 二层行程开关 Q0.1 HL2 二层指示灯 I0.2 SQ1 一层行程开关 Q0.2 HL1 一层指示灯 I0.3 SB3 三层呼喊按钮 Q0.3 KM1 电梯上升 I0.4 SB2 二层呼喊按钮 Q0.4 KM2 电梯下降 I0.5 SB1 一层呼喊按钮 Q0.5 HL6 三层呼喊指示灯 Q0.6 HL5 二层呼喊指示灯 Q0.7 HL4 一层呼喊指示灯 依据 I/O 分派表进行 PLC 的外部接线如图所示。编写梯形图程如下。6.答：设立输入信号：SB1 为正向启动按钮，SB2 为反向启动按钮，SB3 为外部设立循环次数的按钮（SB3 接通的次数即为送料装置的循环次数），SB4 为停止按钮；SA1 为程序置数和外部置数的选择开关，接通时为外部设立循环置数。SA2 为点动和自动的选择开关；SQ1、SQ2、SQ3 为原位、A 处、B 处的到位行程开关。设立输出信号：接触器 KM1 控制送料车前进，接触器 KM2 控制送料车后退。共需要输入信号 10 个，输出信号 2 个。选择 S7-200 PLC CPU224，其 I/O 分派如表所示。PLC 外部接线如图所示。表 1 I/O 分派表 输入信号 输出信号 输入端子 输入元件 功能说明 输出端子 输出元件 功能说明 I0.0 SB1 正向启动按钮 Q0.0 KM1 送料车前进 I0.1 SB2 反向启动按钮 Q0.1 KM2 送料车后退 I0.2 SQ1 原位行程开关 I0.3 SQ2 A 处行程开关 I0.4 SQ3 B 处行程开关 I0.5 SA2-1 点动有效选择开关 I0.6 SA2-2 自动有效选择开关 I0.7 SB3 设立循环次数按钮 I1.0 SB4 停止按钮 I1.1 SA1 外部置数选择开关 编写梯形图如下：7.答：（1）8 组抢答器使用 SB1-SB8 抢答按钮，主持人使用开始抢答按钮 SB9、复位按钮 SB10。主持人复位按钮用于显示器及抢答信号有效复位。七段数码管显示器的每一段分派一个输出信号，蜂鸣器及违规指示灯各一个输出信号。因此总共需要输入信号 10 个，输出信号 9 个。选择 S7-200 PLC CPU224 输入、输出信号端口分派如表所示。表 1 I/O 端口分派 输入信号 输出信号 输入端子 输入元件 功能说明 输出端子 输出元件 功能说明 I0.0 SB1 第 1 组抢答按钮 Q0.0 数码管 a 段 显示输出 I0.1 SB2 第 2 组抢答按钮 Q0.1 数码管 b 段 显示输出 I0.2 SB3 第 3 组抢答按钮 Q0.2 数码管 c 段 显示输出 I0.3 SB4 第 4 组抢答按钮 Q0.3 数码管 d 段 显示输出 I0.4 SB5 第 5 组抢答按钮 Q0.4 数码管 e 段 显示输出 I0.5 SB6 第 6 组抢答按钮 Q0.5 数码管 f 段 显示输出 I0.6 SB7 第 7 组抢答按钮 Q0.6 数码管 g 段 显示输出 I0.7 SB8 第 8 组抢答按钮 Q1.0 蜂鸣器 HA 蜂鸣发声 I1.0 SB9 主持人开始按钮 Q1.1 指示灯 HL 违规指示 I1.1 SB10 主持人复位按钮 （2）依据 I/O 分派表进行 PLC 的外部连接如图所示。（3）设计梯形图程序如下。8.答：系统需要启动按钮 1 个、停止按钮 1 个，共计 2 个开关量输入。抽水机由三相异步电动机拖动，三台抽水机需要 3 个接触器来控制，共计 3 个开关量输出。选择 CPU224 即可以满足控制需求。输入、输出端口分派如表 1 所示。表 1 输入/输出分派表 输 入 输 出 输入端子 输入元件 作 用 输出端子 输出元件 控制对象 I0.0 SB0 启动按钮 Q0.0 接触器 KM1 电动机 M1 I0.1 SB1 停止按钮 Q0.1 接触器 KM2 电动机 M2 I0.2 FR1、FR2、FR3 过载保护 Q0.2 接触器 KM3 电动机 M3 依据 I/O 分派表，进行 PLC 外部接线及主电路设计如图 1 所示。设计污水排放系统顺序功能图如下图。当按下启动按钮后，系统按控制规定的时间轮流启动三台抽水机工作，当发生过载或按下停止按钮时，都会使抽水机立即停止工作，返回到初始状态。根据功能图设计梯形图如下。