电气控制与PLC应用技术习题参考答案梅丽凤习题答案.doc

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SB1～SB3，用以选择需停靠的楼层；SQ1～SQ3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ＨL1、ＨL2、ＨL3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。