1 王 阿 根 2013-3-15 2 目录 第 1 章 常用低压电器.1 第 2 章 电气控制基本电路.5 第 3 章 PLC 的基本结构和工作原理 17 第 4 章 常用基本指令及应用.29 第 5 章 步进顺序控制.39 第 6 章 功能指令.60 第 7 章 高速指令.71 第 8 章 扩展模块及 PID 控制 76 第 9 章 可编程控制器的设计及示例.78 第 10 章 S7-200 编程软件的使用98 1 第第 1 章章 常用低压电器常用低压电器 题题 1-1 为什么闸刀开关在安装时不得倒装？如果将电源线接在闸刀下端， 会出现什么问 题？ 为什么闸刀开关在安装时不得倒装？如果将电源线接在闸刀下端， 会出现什么问 题？ 解：解：如果闸刀开关倒装，在闸刀开关拉闸断电时，其动触头有可能因重力下落使闸刀 开关合闸造成危险。 如果将电源线接在闸刀下端， 在闸刀开关拉闸断电时， 其动触头上带电， 不安全。 题题 1-2 哪些低压电器可以保护线路的短路？哪些低压电器可以保护线路的短路？ 解：解：保护线路的短路的低压电器主要有熔断器和断路器，瞬动型过电流继电器也可以 用于保护线路的短路。 题题 1-3 常用的低压熔断器有哪些类型？常用的低压熔断器有哪些类型？ 解：解：常用的低压熔断器有插入式熔断器、螺旋式熔断器、无密封管式熔断器和有密封 管式熔断器。 题题 1-4 断路器有哪些保护功能？断路器有哪些保护功能？ 解：解：断路器的最基本保护功能是短路和过电流保护。当线路短路或过电流时，断路器 的过电流脱扣器动作跳闸，断开故障点。根据需要，断路器也可安装热脱扣器，用于线路的 过负荷保护，也可安装失压(欠电压)脱扣器用于失压保护和远动跳闸装置等。 题题 1-5 用一个万能转换开关测量三相电源的线电压如图用一个万能转换开关测量三相电源的线电压如图 1-33 所示，在所示，在 1、2、3、4 位， 电压表所测得的各是什么电压。 位， 电压表所测得的各是什么电压。 A B C V 1234 SA 图 1-33 题 1-5 图 解：解：在 1 位转换开关断开电压表，所测电压为 0； 2 位所测电压为 AB 相电压；3 位所 测电压为 BC 相电压；4 位所测电压为 AC 相电压. 题题 1-6 在可编程控制器中常用到在可编程控制器中常用到 BCD 码数字开关，它有码数字开关，它有 4 个接点开关，共有个接点开关，共有 10 个位 置，每个位置分别表示一个数字，如图 个位 置，每个位置分别表示一个数字，如图 1-34 所示，试分析它是如何表示所示，试分析它是如何表示 10 个数字的？个数字的？ C 1 2 4 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 C 1 2 4 8 数字开关外型图数字开关图形符号 SD 图 1-34 题 1-6 图 解：解：BCD 码数字开关用 4 个接点开关的接通和断开表示 09 的 10 个数字，4 个接点开 2 关的权分别为 8、4、2 和 1，为码。例如当数字开关拨在位时，权分别为 4 和 的两个接点接通，所表示的 BCD 码为。 题题 1-7 一个继电器的返回系数一个继电器的返回系数 K=0.85，吸合值为，吸合值为 100V，释放值为多少？，释放值为多少？ 解：解：释放值=K=0.85100V=85V。 题题 1-8 空气阻尼式时间继电器的通电延时型电磁机构和断电延时型电磁机构相同吗？ 通电延时型时间继电器可以改为断电延时型时间继电器吗？ 空气阻尼式时间继电器的通电延时型电磁机构和断电延时型电磁机构相同吗？ 通电延时型时间继电器可以改为断电延时型时间继电器吗？ 解：解：JS7 型空气阻尼式时间继电器的通电延时型电磁机构和断电延时型电磁机构相同， 只要将电磁机构旋转 180 度安装就可将通电延时型时间继电器改为断电延时型时间继电器。 反之亦然。 题题 1-9 热继电器在电路中起什么作用？其工作原理是什么？热继电器接点动作后， 能否 自动复位？ 热继电器在电路中起什么作用？其工作原理是什么？热继电器接点动作后， 能否 自动复位？ 解：解：热继电器在电路中起过载保护作用，常用于保护电动机。 热继电器主要由双金属片和热元件组成，热元件串接于电路中，当电动机正常运行时， 其工作电流通过热元件产生的热量不足以使双金属片变形， 热继电器不会动作。 当电动机发 生过电流且超过整定值时， 双金属片的热量增大而发生弯曲， 经过一定时间后， 使触点动作， 通过控制电路切断电动机的工作电源。 热继电器接点动作后，热元件也因失电而逐渐降温，经过一段时间的冷却，双金属片 恢复到原来状态。如将复位螺丝旋出，触点不能自动复位，为手动复位方式。如将复位螺丝 旋入，触点能自动复位，为自动复位置方式。 题题 1-10 按钮和行程开关有什么不同？各起什么作用？按钮和行程开关有什么不同？各起什么作用？ 解：解：按钮和行程开关都是主令电器，结构基本相同，不同的是按钮用手来操作的，行程 开关是由机械来操作的。 按钮在电路中由操作者向控制电路发布控制命令， 行程开关在电路 中检测设备的行程，并发出行程信号。 题题 1-11 我国的交流低压额定电压等级有那些？我国的交流低压额定电压等级有那些？ 解：解：在我国工业控制电路中最常用的三相交流电压等级为 380V，只有在特定行业环境 下才用其他电压等级，如煤矿井下的电钻用 127V、运输机用 660V、采煤机用 1140V 等。 题题 1-12 为什么一般不能用刀开关断开线路负荷？为什么一般不能用刀开关断开线路负荷？ 解：解： 刀开关主要用于在成套配电装置中作为隔离开关， 主要用于供配电线路的电源隔离 作用。隔离开关没有灭弧装置，不能操作带负荷的线路，而只能操作空载线路或电流很小的 线路，如小型空载变压器、电压互感器等。 题题 1-13、两个同型号额定电压为、两个同型号额定电压为 110V 交流继电器的线圈可以串联接到交流继电器的线圈可以串联接到 220V 交流电源 上吗？两个同型号额定电压为 交流电源 上吗？两个同型号额定电压为 110V 直流继电器的线圈可以串联接到直流继电器的线圈可以串联接到 220V 直流电源上吗？直流电源上吗？ 解：解： 两个同型号额定电压为 110V 交流继电器的线圈不可以串联接到 220V 交流电源上， 这是因为交流铁心线圈， 在衔铁吸合前与吸合后的阻抗是不一样的， 如果两个交流继电器的 线圈串联，通上电后，先吸合的铁心线圈阻抗大，所分的电压大于 110V，造成过载，另一 个铁心线圈所分的电压小于 110V，有可能不动作。 两个同型号额定电压为 110V 直流继电器的线圈可以串联接到 220 V 直流电源上，这是因为 直流铁心线圈没有感抗，只有电阻，两个继电器线圈电阻相同，线圈串联所分的电压相同均 为 110V。 3 1-14 什么是保护电器的反时限动作特性？常用的具有反时限动作特性保护电器有那些？什么是保护电器的反时限动作特性？常用的具有反时限动作特性保护电器有那些？ 解：解： 一般反时限动作特性保护电器串接于被保护电路中， 保护电气设备或供电线路的过 电流。通常动作时间和通过电流的大小成反比，在额定电流范围之内不动作，超过额定电流 范围之外，电流越大，则动作时间越短，这种特性称为保护电器的反时限保护特性。如图所 示。常用的反时限动作特性保护电器有熔断器、热继电器、电流继电器等。保护电器的反时 限动作特性如下图所示。 t INI 1-15 熔断器和热继电器的保护作用有什么不同？熔断器和热继电器的保护作用有什么不同？ 解：解：熔断器在电路中主要起短路保护作用，主要用于保护供电线路及设备。热继电器主 要起过载保护作用，主要用于保护电器设备。 熔断器和热继电器虽然都具有反时限动作特性， 但是保护特性不同。 特别是在电路短路 的情况下，熔断器动作速度快，热继电器动作速度慢。 1-16 电流继电器有哪几种类型和作用？电流继电器有哪几种类型和作用？ 解：解： 电流继电器按电流可分为过电流继电器和欠电流继电器两种。 用于保护或检测电路 电流。过电流继电器在正常情况下处于释放状态。当线路电流大于整定电流值时吸合动作。 而欠电流继电器在正常情况下处于吸合状态。当线路电流小于整定电流值时释放复位。 电流继电器按动作时间分可分为瞬动的和反时限动作的两种。 在低压控制电路中瞬动电 流继电器用的较少，例如龙门刨床的横梁闸紧电动机，当抱闸锁紧后造成电动机堵转，电流 迅速上升，使电流继电器动作，断开闸紧电机接触器，停止闸紧。反时限动作的过电流继电 器主要用于绕线型电动机的过电流（实际上是过负荷保护） 。在高压线路中，瞬动过电流继 电器主要用于短路保护， 有瞬动和定时限保护两种形式。 反时限动作过电流继电器主要线路 过负荷保护。 1-17 按钮的颜色有什么要求？按钮的颜色有什么要求？ 解：解：红色按钮用于“停止” 、 “断电”或“事故” 。 绿色按钮优先用于“启动”或“通电” ，但也允许选用黑、白或灰色按钮。 一钮双用的“启动”与“停止”或“通电”与“断电” ，即交替按压后改变功能的，不 能用红色按钮，也不能用绿色按钮，而应用黑、白或灰色按钮。 按压时运动，抬起时停止运动（如点动、微动） ，应用黑、白、灰或绿色按钮，最好是 黑色按钮，而不能用红色按钮。 用于单一复位功能的，用蓝、黑、白或灰色按钮。 同时有“复位” 、 “停止”与“断电”功能的用红色按钮。灯光按钮不得用作“事故”按 钮。 1-18 凸轮控制器、主令控制器和万能转换开关各有什么特点？分别用于什么地方？凸轮控制器、主令控制器和万能转换开关各有什么特点？分别用于什么地方？ 解：解：凸轮控制器触点容量大，直接串接在主回路中，控制电动机启动、正反转、调速和 制动等，常用于中小型绕线型异步电动机的控制中。 4 主令控制器触点容量较小， 主要用于接触器控制电路中， 通过大容量接触器控制电动机 启动、正反转、调速和制动等，常用于大中型绕线型异步电动机的控制。 万能转换开关触点容量小， 主要用于控制电路中发布控制指令， 或远距离控制以及测量 仪表的切换等。 凸轮控制器、主令控制器和万能转换开关的都是多触点，多档位的组合开关，它们的图 形符号是一样的。 1-19 信号灯在什么情况下要求闪光？信号灯在什么情况下要求闪光？ 解：解： （1）进一步引起注意。 （2）须立即采取行动。 （3）反映出的信息不符合指令的要求。 （4）表示变化过程（在过程中发光） 。 5 第第 2 章章 电气控制基本电路电气控制基本电路 题题 2-1 行程开关、接近开关、热继电器、电流继电器、速度继电器分别用于检测哪些 物理量？这些物理量分别是来之于电路还是来之于电气设备？ 行程开关、接近开关、热继电器、电流继电器、速度继电器分别用于检测哪些 物理量？这些物理量分别是来之于电路还是来之于电气设备？ 解：解：行程开关和接近开关用于检测电气设备运动的行程距离，热继电器通过电路流过 的电流来检测电气设备的过载， 电流继电器用于检测电路的电流， 速度继电器用于检测电气 设备的旋转速度。 题题 2-2 用三个开关来控制一盏灯，根据题意列出真值表，由真值表写出逻辑表达式， 根据逻辑表达式画出控制电路。 用三个开关来控制一盏灯，根据题意列出真值表，由真值表写出逻辑表达式， 根据逻辑表达式画出控制电路。 解：解：根据题意列出真值表如图（a）所示。 由真值表写出逻辑表达式： EL=S3S2S1S3S2S1S3S2S1 S3S2S1 = S3(S2S1S2S1)S3(S2S1S2S1) 根据逻辑表达式画出控制电路如图（）所示。图（）也可化简为图（）或图（） 。 S3S2S1EL 0 0 1 0 0 1 1 1 0 1 0 1 1 0 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 1 0 1 0 0 1 (a)真值表 S3S2 S1 S2S1 S1 S1 S2 S2 S3 EL S3 S2 S1 S2 EL E