1-1.直流220V的电压继电器误接于交流220V的控制电路上会产生什么现象？答：不能正常工作。因为同样的线圈通交流电时呈现阻抗，但通直流电时仅呈现电阻。直流220V的电压继电器误接于交流220V的控制电路上有可能不能可靠吸合。另外直流电压继电器铁芯端面没有短路环，交变的电压会产生交变的电磁吸力，即使能吸合也会产生强烈的振动与噪声。1-2交流220V的电压继电器误接于直流220V的控制电路会产生什么现象？答：不能正常工作。因为同样的线圈通交流电时呈现阻抗，但通直流电时仅呈现电阻。所以交流220V的电压继电器误接于直流220V的控制电路上，线圈通过的电流过大，会导致线圈烧坏。1-3.欠电压继电器K=0.66，吸合电压为额定电压的90％，则电压低于额定电压的多少时继电器释放？答：根据K=x1/x2，x2为90%，K为0.66，求得x1为59.4％，约等于60%。1-4.热继电器的整定电流按电动机额定电流选取，为什么脱扣等级要取7.2倍整定电流？答：电机启动时，起动电流一般为电机额定电流的4～7倍。这个7.2倍的意义是为了避开起动电流，防止电机刚起动热继电器就动作了，因此热继电器都有7.2倍电流的动作时间，实际用时根据电机的起动时间，采用相应等级的热继电器。1-5.已知三相电机的额定功率、电压，怎么估算其额定电流？答：三相交流电的有功功率公式：P=3UIcosφ；计算公式：I＝P/（3×U×cosφ），即额定电流为电机功率除以根号3，再除以电机电压，再除以功率因数；380V的三相异步电动机的额定电流工程估算可以按照电机功率QUOTE××2即为电机额定电流。1-6.熔断器有什么作用？热继电器有什么作用？在电动机的主电路中装有热继电器是否就可以不装熔断器？为什么？答：熔断器的主要作用是作为电路的短路保护元件。热继电器的主要作用是作为电动机的过载保护元件。不可以。因为熔断器和热继电器的保护功能不同，热继电器具有热惯性，在电路过载时不能瞬时动作而切断电源，而熔断器可以在电路发生短路故障时瞬时切断电源而起保护作用。1-7.交流接触器的铁芯、线圈与直流接触器有什么不同？答：交流接触器的铁芯用硅钢片叠制而成，直流接触器的铁芯是整块钢块的；交流接触器的线圈短而粗，直流接触器的线圈长而细；交流接触器铁芯端面加装短路环，直流接触器没有。1-8.单相交流电磁机构未安装短路环，在工作中会出现什么现象？为什么？答：在工作中会出现衔铁产生强烈的振动并发出噪声，甚至使铁芯松散的现象。原因是电磁机构在工作中，衔铁始终受到反力的作用。由于交流磁通过零时吸力也为零，吸合后的衔铁在反力弹簧的作用下将被拉开。磁通过零后吸力增大，当吸力大于反力时衔铁又被吸合。这样，在交流电每周期内衔铁吸力要两次过零，如此周而复始，使衔铁产生强烈的振动并发出噪声，甚至使铁芯松散。1-9.在电动机控制线路中，已装有接触器，为什么还要装电源开关？它们的作用有何不同？答：电源开关一般不适合用来频繁操作和远距离控制，而一般的电动机控制都有这方面的要求，交流接触器适用于频繁地遥控接通或断开交流主电路，它具有一般电源开关所不能实现的遥控功能，并具有操作频率高，可靠和稳定等优点。但交流接触器保护功能较差，不具备过载、短路等保护功能，而这些功能又是通常电动机控制回路所必须的。一般电源开关，特别是自动空气开关，它的保护机构完善齐全，能对电动机进行有效保护，所以需要两者配合使用才能做到控制灵活、保护齐备。1-10.电气控制系统有哪些保护环节？分别用哪些元件来实现？答：有短路保护，过载保护，过流保护，零电压、欠电压保护，弱磁保护。分别用熔断器和自动开关，热继电器，过电流继电器，欠电压继电器，欠电流继电器。1-11.电气原理图中，QS、FU、KM、KT、KA、SB、SQ、FR、KS、KI分别是什么电器元件的文字符号？答：电气原理图中：QS代表刀开关，FU代表熔断器或保险丝，KM代表接触器，KT代表时间继电器，KA代表中间继电器，SB代表按钮，SQ代表行程开关或限位开关，FR代表热继电器，KS代表速度继电器，KI代表电流继电器。1-12.什么是零压保护和欠压保护？电动机为什么要加这两种保护措施？答：零压保护又叫失压保护，是指电动机在正常运行中，由于外界某种原因引起突然断电时，能自动切断电动机电源，当重新供电时保证电动机不能自行启动的一种保护。欠压保护是指当线路电压下降到某一数值时，电动机能自动脱离电源停转。避免电动机在欠压下运行的一种保护。零压保护的目的在于防止停电时操作人员忘记切断电源，在下次来电时用电设备自行起动造成意外事故。欠压保护的目的在于防止欠压时电动机电流过大烧毁电机。1-13.交流接触器动作太频繁时为什么会过热？答：交流接触器线圈通电瞬间，线圈通电而衔铁尚未吸合瞬间，电流很大，将达到吸合后额定电流的数倍，所以频繁动作线圈会过热，甚至有可能烧毁线圈。2-1.在正、反转控制线路中，为什么要采用双重互锁？答：在正、反转控制线路中，电气互锁或按钮互锁控制线路仍然存在发生短路事故的危险。如果控制电动机正转接触器主触点因弹簧老化或剩磁或其他原因延时释放，或被卡住而不能释放，这时如按下反转起动按钮，反转接触器主触点闭合，造成主电路短路。2-2.什么叫自锁、互锁？如何实现？答：依靠接触器自身辅助常开触点使其线圈保持通电的作用称为“自锁”。实现自锁的方法是将接触器自身辅助常开触点与起动按钮并联。所谓“互锁”是指当一个接触器工作时，另一个接触器不能工作。在控制线路中可以利用两个接触器的常闭触点实现相互控制。2-3.简述什么是反接制动和能耗制动？答：反接制动，是在电动机的原三相电源被切断后，立即通上与原相序相反的三相交流电源，以形成与原转向相反的电磁力矩，利用这个制动力矩使电动机迅速停止转动。能耗制动，是将运转的电动机脱离三相交流电源的同时，给定子绕组加一直流电源，以产生一个静止磁场，利用转子感应电流与静止磁场的作用，产生反向电磁力矩而制动的。2-4.有两台三相笼型电动机M1和M2，M1（由KM1控制）起动后，M2方能起动；M1停车后，M2也停车，并且M2可单独停车。M2能直接进行正反转切换（由接触器KM2、KM3控制）。整个控制系统具有短路和过载保护。按要求完成该继电器接触器控制系统的设计和说明。要求：（1）画出主电路和控制电路图（2）用文字说明系统的工作过程。答：根据题目要求设计电路如下。工作过程分析：按下按钮SB1，接触器KM1吸合并自保，电机M1工作。在M1工作后按下按钮SB2，接触器KM2吸合并自保，电机M2正转；如需反转时，按下SB3，KM2失电，解除互锁，因此KM3吸合并自保，电机反转；如再需正转时，按下SB2，KM3失电，解除互锁，因此KM2吸合并自保，电机又正转。如SB4按下，M1停止则M2也停止。如SB5按下，则仅仅M2停止。2-5.设计一个继电接触器控制系统，要求第一台电动机起动10s后，第二台电动机自动起动，运行20s后，两台电动机同时停转。要求：（1）画出主线路图（2）画出控制线路图。答：2-6.一台三相异步电动机运行要求为：按下起动按钮，电机正转，5s后，电机自行反转，再过10s，电机停止，并具有短路、过载保护，设计主电路和控制电路。答：2-7.工厂大门控制电路的设计。该大门由M1、M2两台电动机拖动两扇大门，如图1所示。试用继电器接触器设计控制系统，画出主电路及控制电路。要求：（1）通过M1的正转（SB1）、反转（SB2）按钮对左扇门进行开门（KM1）、关门控制（KM2）；（2）通过M2的正转（SB3）、反转（SB4）按钮对右扇门进行开门（KM3）、关门控制（KM4）；（3）SB5为系统总停按钮。注：S1～S4均为行程开关。图1工厂大门示意图答：画出电动机正反转控制的主电路图画出控制电路图2-8.如图2所示，小车A、B间作往复运动，由M1拖动。小车在A点加入物料（由电磁阀YV控制），时间20s。小车装完料后从A点运动到B点，由电机M2带动小车倾倒物料，时间3s，然后M2断电，车斗自动复原。小车在M1的拖动下运动退回A点再装料，循环进行。要求用继电器、接触器设计，画出主电路图和控制电路图。图2小车装卸料示意图答：根据题目要求设计的控制系统电路图如下所示：3-1.直流可编程序控制器（PLC）的定义是什么？答：可编程控制器（PLC）是一种专门为在工业环境下应用而设计的数字运算操作的电子装置。它采用可以编制程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序运算、计时、计数和算术运算等操作的指令，并能通过数字式或模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。PLC及其有关的外围设备都应按照易于与工业控制系统形成一个整体，易于扩展其功能的原则而设计。3-2.可编程控制器与传统的继电器-接触器电路相比有哪些优点？答：绝大多数控制继电器都是长期磨损和疲劳工作条件下进行的，容易损坏。而且继电器的触点容易产生电弧，甚至会熔在一起产生误操作，引起严重的后果。再者，对一个具体使用的装有上百个继电器的设备，其控制箱将是庞大而笨重的。在全负荷运载的情况下，大的继电器将产生大量的热及噪声，同时也消耗了大量的电能。并且继电器控制系统必须是手工接线、安装，如果有简单的改动，也需要花费大量时间及人力和物力去改制、安装和调试。可编程控制器以体积小功能强大所著称，它不但可以很容易地完成顺序逻辑、运动控制、定时控制、计数控制、数字运算、数据处理等功能，而且可以通过输入输出接口建立与各类生产机械数字量和模拟量的联系，从而实现生产过程的自动控制。4-1.PLC的硬件组成和工作原理是什么？答：PLC的硬件组成主要包括：CPU、存储器、输入/输出模块、电源模块、I/O扩展接口、外设I/O接口以及编程器等部分组成。PLC的工作原理：PLC采用的是周期性循环扫描的工作方式。PLC的工作过程主要包括：内部处理：硬件检查、监视定时器复位；通信服务：与其它装置通信、响应编程器命令（输入、显示）。输入处理：外部输入端口状态读入输入映像寄存器。程序执行：完成用户程序的逻辑运算，运算结果写入到对应的输出映像寄存器或元件映像寄存器中。输出处理：将输出映像寄存器状态送到输出锁存器。4-2.PLC的输出接口电路有几种？它们分别带什么类型的负载？答：PLC的输出接口电路按照PLC的类型不同一般分为继电器输出型、晶体管输出型和晶闸管输出型三类。其中继电器输出型为有触点的输出方式，可用于直流或低频交流负载；晶体管输出型和晶闸管输出型都是无触点输出方式，前者适用于高速、小功率直流负载，后者适用于高速、大功率交流负载。4-3.从软件、硬件两个角度说明PLC的高抗干扰性能。答：软件方面，具有故障检测功能、信息保护和恢复。循环扫描时间的超时警戒等。硬件方面，对主要器件和部件用导磁良好的材料进行屏蔽、对供电系统和输入电路采用多种形式的滤波、I/O回路与微处理器电路之间用光电耦合器隔离。4-4.可编程控制器的存储器包括哪几类区域，说明它们的区别。答:PLC内的存储器主要包括系统程序、用户程序和数据存储器三大类区域。1）系统程序存储器，用来存放系统管理、用户指令解释等系统程序，由PLC制造厂家编写并在出厂时固化在ROM、EPROM或E2PROM中，用户不能对其进行修改。2）用户程序存储器，分为装载存储器和工作存储器两部分。点击下载用户程序是下载到PLC的装载存储器中，装载存储器是非易失的，一般是EPROM、E2PROM或Flash存储器。CPU运行用户程序时，将所有与执行相关的程序自动复制到工作存储器中，工作存储器是高速存取的RAM，易失。当把运行的程序上载到电脑编程器时，是从工作存储器区域复制。装载存储器类似于计算机的硬盘，工作存储器类似于计算机的内存条。3）数据存储器，也称为系统存储器，它包括输入和输出映像区、辅助继电器映像区、定时器区、计数器区、临时数据（局部变量）区、数据块区等存储区。这类存储区存储的数据由于不断变化，且通常不需要长期保存，所以采用RAM来实现。RAM具有易失性，一旦掉电，RAM中存储的内容就会丢失。为此，PLC为RAM中的一部分数据存储区提供断电保持功能，断电可保持RAM中的内容。4-5.装载，工作5-1.简述西门子FA系列PLC产品线，分别对应的系统规模（小、中、中大、大）答：小->Smart200,Logo!中->S7-1200，S7-300中大->S7-1500，S7-300/400大->S7-4005-2.S7-1200PLC所有型号是否具备同样的扩展能力，请举例说明答：不具备，CPU1211C仅能在本体模块左侧扩展3个通讯模块CPU1212C除了在左侧扩展3个通讯模块外还可以在本体的右侧扩展2个模块其余的均可在左侧扩展3个右侧扩展8个模块所有型号均可在本体上插入一个扩展板5-3.S7-1200通信模块(CM)和通信板(CB)的相同点和不同点是什么答：CM模块安装在本体左侧，CB安装在本体上，CM可以扩展CPU的通讯连接资源，CB占用CPU通讯连接资源5-4.Profinet总线系统基于485还是TCP，是否支持冗余，如果能支持冗余，需要什么条件？答：Profinet是西门子主推的基于TCP的总线，支持S1,S2级冗余，S1级冗余一般针对于环网冗余，通过基础的环网技术实现的冗余，S2冗余在S1的基础上做了设备切换冗余。5-5.ET200系统是什么系统，在工业领域中可以解决哪些问题答：ET200系统是分布式IO系统，将本体的IO信号通过总线形式对外进行扩展，为系统多样性，适应性提供可能，同时省去大量线缆，减少人工和开支5-6.S7-1200是否支持Modbus协议和ModbusTCP协议？并简述相应的模块答：都支持，其中所有的RS232/485模块均支持Modbus协议，需要注意的是，使用通信模块CM1241RS232作为ModbusRTU主站时，只能与一个从站通讯。使用通信模块CM1241RS485作为ModbusRTU主站时，则允许建立最多与32个从站的通讯。本体以太网口均支持ModbusTCP协议5-7.TIA博图能对哪些产品进行编程调试？答：可以对S7-300/400，S7-1200/1500，HMI触摸屏，WinCCSCADA，伺服变频均可进行编程调试，V17版本，支持WinCCUnified,H5,javascript5-8,5-9.参见“习题5-8-9”工程文件5-10.D5-11.C5-12.83右左5-13.√5-14.D6-1.B6-2.D6-3.C6-4.C6-5.C6-6.B6-7.D6-8.B6-9.B6-10.B6-11.D6-12.D6-13.C6-14.A6-15.C6-16.A6-17.C6-18.141026-19.41851677310111110011110116-20.1041061076-21.4000010016-22.答：出现事件或故障时，由操作系统调用对应的OB，FB和FC是用户程序在代码块中调用的。OB的输入参数是操作系统提供的启动信息。OB块没有输出参数、InOut参数和静态数据。函数块有背景数据块，函数没有背景数据块。函数没有静态变量，函数块有保存在背景数据块中的静态变量。函数块的局部变量有默认值（初始值），函数的局部变量没有默认值。6-23.答：字符串中的第一个字节为总长度，第二个字节为有效字符数量。6-24.答：用户自定义数据类型及数组定义截图6-25.答：用右键单击项目树中的某个全局数据块、FB或FC，选中快捷菜单中的“属性”，再勾选打开的对话框的“属性”视图中的“优化的块访问”复选框，则设置相应的块为“优化的块访问”，当再次勾选该复选框，则取消“优化的块访问”，也即设置相应的块为非优化的块访问（标准的块访问）。设置为“优化的块访问”后，块内定义的变量以优化的方式保存，可以提高存储区的利用率，这时只能用符号地址的方式访问
电气控制与S7
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