机电传动控制习题课第1次作业：1-13 中间继电器与接触器有何不同？答：首先作用不同：接触器是一种容量较大的自动开关电器，中间继电器是在电路中起增加触头数量和中间放大作用的控制电器，容量小。第二结构不同：接触器有主触头、辅助触头之分，中间继电器触头容量相同且触头对数多。另外，接触器有灭弧装置，中间继电器无灭弧装置。用途：接触器用于主回路，继电器用于控制回路（电流小）。1-16 空气阻尼式时间继电器由哪几部分组成？简述其工作原理。答：空气阻尼式时间继电器由电磁机构、延时机构和触头系统三部分组成。以通电延时型时间继电器为例：当线圈通电后，衔铁吸合，活塞杆在塔形弹簧作用下带动活塞及橡皮膜向上移动，橡皮膜下方空气室的空气变得稀薄，形成负压，活塞杆只能缓慢移动，其向上移动速度由进气孔气隙大小决定。经一段延时后，活塞杆通过杠杆压动微动开关，使其触点动作，起到通电延时作用。第2次作业：2-9 试画出用按钮选择控制电动机既可点动又可连续运转的控制电路。SB2实现连续运转，SB3实现点动2-13 实现电动机可直接由正转变反转或由反转变正转，其控制要点在何处？答：实现电动机可直接由正转变反转或由反转变正转，其控制要点为采用机械互锁。2-15 试分析图2-31中各电路中的错误，工作时会出现什么现象？应如何改进？答：图2-31中a）按下SB点动按钮，KM线圈无法通电吸合，即无法工作。见题2-15改进图a）。 b）按下起动按钮SB2，KM线圈通电后，按下停止按钮SB1，KM线圈无法断电释放。见题2-15改进图b）。c）按下SB2，KM线圈通电吸合后，按下SB1，KM线圈不能断电释放。见题2-15改进图c）。d）按下SB2，KM线圈通电吸合，松开SB2，KM线圈断电释放成为点动控制。见题2-15改进图d）。e）KM1线圈吸合时与KM2线圈通电吸合时，相序不变，电动机无法实现正、反转。见题2-15改进图e）。f）按下正转起动按钮SB2、KM1线圈无法通电吸合。见题2-15改进图f）。g）控制电源一合闸，不用按下SB2，KM2线圈立即通电吸合。见题2-15改进图g）。3-3 Z3040摇臂钻床在摇臂升降过程中，液压泵电动机M3和摇臂升降电动机M2应如何配合工作？并以摇臂下降为例分析电路工作情况。答：Z3040摇臂钻床在摇臂升降过程中，液压泵电动机M3和摇臂升降电动机M2应严格按如下要求控制：发出摇臂升降指令后，首先液压泵电动机M3正转起动，送出压力油，经液压传动系统将摇臂松开，当摇臂确实松开后发出松开信号，一方面使液压泵电动机M3停止旋转，同时使摇臂升降电动机M2起动旋转，拖动摇臂移动，当摇臂移动到位，撤除摇臂升降指令，摇臂升降电动机M2立即停止，摇臂便停止移动，经延时使液压泵电动机M3反向起动，送出液压油，将摇臂夹紧。当摇臂确定夹紧后，发出夹紧信号，使液压泵电动机M3断电停止旋转。至此，摇臂升降过程结束。摇臂下降时电路工作情况：按下摇臂下降点动按钮SB4，时间继电器KT通电吸合，瞬动常开触头KT（13-14）、KT（1-17）闭合，前者使KM4线圈通电吸合，后者使电磁阀YV线圈通电。于是液压泵电动机M3正转起动，拖动液压泵送出压力油，经二位六通阀进入摇臂松开油腔，推动活塞和菱形块，使摇臂松开。同时活塞杆通过弹簧片压动行程开关ST1，其常闭触头ST1（6-13）断开，接触器KM4断电释放，液压泵电动机停止旋转，摇臂维持在松开状态；同时，ST1常开触头ST1（6-7）闭合，使KM3线圈通电吸合，摇臂升降电动机M2起动旋转，拖动摇臂下降。当摇臂下降到预定位置，松开下降按钮SB4，KM3、KT线圈断电，M2依惯性旋转至停止，摇臂停止下降。经延时，（常闭，断电延时闭合）KT（17-18）闭合，KM5线圈通电，使液压泵电动机M3反转，触头（常开，断电延时断开）KT（1-17）断开，电磁阀YV断电。送出的压力油经另一条油路流入二位六通阀，再进入摇臂夹紧油腔，反向推动活塞与菱形块，使摇臂夹紧。当摇臂夹紧后，活塞杆通过弹簧片压动行程开关ST2，使ST2（1-17）断开，KM5线圈断电，M3停止旋转，摇臂夹紧完成。3-5 在Z3040摇臂钻床电气电路中，设置了那些联锁与保护环节？答：在Z3040摇臂钻床电气电路中，设置了以下联锁与保护环节：SCB组合开关实现摇臂上升与下降的限位保护。ST1行程开关实现摇臂松开到位，开始升降的联锁。ST2行程开关实现摇臂完全夹紧，液压泵电动机M3停止运转的联锁。KT时间继电器实现升降电动机M2断开电源、待M2完全停止后再进行夹紧的联锁。M2电动机正反转具有双重互锁，M3电动机正反转具有电气互锁。SB5、SB6立柱与主轴箱松开、夹紧按钮的常闭触头串接在电磁阀YV 线圈电路中，实现立柱与主轴箱松开、夹紧操作时，压力油只进入立柱与主轴箱夹紧油腔而不进入摇臂夹紧油腔的联锁。熔断器FU1FU2实现电路的短路保护。热继电器FR1、FR2为电动机M1、M3的过载保护。4-5 某机床由两台三相笼型异步电动机M1与M2拖动，其拖动要求是：1）M1容量较大，采用减压起动，停车带有能耗制动；2）M1起动后经20s后方允许M2起动（M2容量较小可直接起动）；3）M2停车后方允许M1停车；4）M1与M2起动、停止均要求两地控制，试设计电气原理图并设置必要的电气保护。1. 按下SB3，KM1接通并自锁，同时KT3、KT1和KM3接通自锁，M1实现星形接法，减压启动。 2. 几秒钟后，M1正常运转，KT1通电延时断开触头断开，使得KM3断开；同时KT1通电延时闭合触头闭合，使得KM2通电；M1实现三角形接法，常压运行。3. KT3接通20s后，KT3通电延时闭合触头闭合，为M2的启动做准备。4. 按下SB7，KM5接通并自锁，M2运行。5. 只要KM5接通即M2运行，KM5常开触头就闭合，就无法使M1停车，从而实现“M2停车后方允许M1停车”的目标。6. 按下SB1，KM1、KM2和KT3断电，M1停车；同时KM4和KT2通电自锁，电动机M1定子接入直流电源进行能耗制动，电动机转速迅速降低；一定时间后KT2通电延时断开触头断开，使得KM4和KT2同时断开，完成制动。7. 为实现两地控制，下列触头为等效：M1启动SB3与SB4；M1停止SB1与SB2；M2启动SB7与SB8；M2停止SB5与SB6。5-3 PLC控制与继电器控制比较，有何相同之处？有何不同之处？答：PLC控制与继电器控制的比较见下表：比较项目继电接触器控制PLC控制控制功能的实现由继电器和接触器采用接线方式来完成控制功能各种控制功能是通过编制的程序来实现的对生产工艺过程变更的适应性适应性差，需重新设计，改变电器元件及接线适应性强，只需对程序进行修改控制速度低，靠机械动作实现极快，靠微处理器进行处理计数及其他特殊功能一般没有有安装、施工连线多，施工繁琐安装容易，施工方便可靠性差，触点多，故障多高，元件经过筛选和老化等可靠性措施寿命短长可扩展性困难容易维护工作量大，故障点不易查找具有自诊断能力，维护工作量小5-5 为什么称PLC的继电器是软继电器？与物理继电器相比，其在使用上有何特点？答：参与PLC应用程序编制的是其内部代表编程器件的存储器，俗称“软继电器”，或称编程“软元件”。这些“软元件”依编程功能分为输入继电器、输出继电器、定时器、计数器等。取用这些“软继电器”的常开、常闭触点，实质上为读取存储单元的状态，所以可以认为一个“软继电器”有无数个常开、常闭触点。5-6 PLC的软件是指什么？其编程语言常用的有哪几种？各有何特点？答：PLC的软件是指系统程序和用户程序。系统程序由PLC生产厂家固化在控制器内用以控制PLC本身的运作；用户程序则由使用者来编制并输入控制器，用以控制外部对象的运作。所以，使用者要编制的是用户程序。编程语言通常有梯形图（LAD）、指令表（STL）和顺序功能流程图（SFC）三种。梯形图（LAD）编程语言是从继电器控制系统原理图的基础上演变而来的。梯形图语言简单明了，易于理解，是编程语言的首选。指令表也叫语句表，和汇编语言有点类似，由助记符和操作数两部分构成，其与梯形图程序有严格的对应关系，是用一系列的指令表达程序的控制要求，它是PLC最基础的编程语言。顺序功能流程图是一种用来编制顺序控制类程序，它是将一个复杂的顺序控制过程分解为一些小的工作状态，对这些小的工作状态的功能分别处理后，再依一定的顺序控制要求连接组合成整体的控制程序。第3次作业：题61的答案 LD X000ANI X001AND X002LD X004ANI X005OR M002ANI M000ORBLD X003OR M001ANBLD T0ANI C0ORBOUT Y000题62的答案 LD X000MC N0SP M0LD X001OUT Y000LD X002OUT Y001LD X003MC N1SP M1LD X003OUT Y002MCR N1MCR N0课本6-42图中第二个N0改为N1题63的答案 题85的答案顺序功能图如下图所示:题88的答案梯形图:SET M6 控制过程分析：1. 运行开始瞬间接通M8002，M0=1，C0计数器重置为设定初始值0。2. 剪刀和压钳都处于上限位置，即X000，X001被压下X000=1，X001=1；按下启动按钮X010，即X001=1，此时M1=1，Y000=1，板料右行，同时M0=0，断电。3. 板料右行限位开关X003被压下，即X003=1，M2=1，Y001=1，压钳下行；同时M1=0，断电。4. 压钳下行限位开关X004被压下，即X004=1，M3=1，Y001=1（压钳保持压紧），Y002=1，剪刀下行；同时M2=0，断电。5. 剪刀下行限位开关X005被压下，即X005=1，M4=1，Y003=1，压钳上行；M6=1，Y004=1，剪刀上行；同时M3=0断电，Y001=0断开（压钳松开）。6. 压钳上行限位开关X000被压下，即X000=1，M5=1，M4=0；剪刀上行限位开关X001被压下，即X001=1，M7=1， M6=0；C0计数器加1。7. 未剪完10块板料时，C0=0，C0=1，M1=1，M5=0，断开，Y000=1，板料右行，开始下一次循环。8. 剪完10块板料时，C0=0，C0=1，M0=1，M7=0，回到初始状态。