电气控制与可编程序控制器应用技术习题

车的控制线路。 L1L2L3QSFU2SB1FR1FR2KAFU1FU2SB3KASB5SB4KM1KM2SB6KAKM1FR1KM2FR2SB2KM1KM2FU2M13 ~a)主电路M23 ~题2-4KM1KM2KAb）控制电路2-05、试设计某机床主轴电动机的主电路和控制电路。要求：

(1) Y/Δ启动； (2)能耗制动； (3)电路有短路、过载和失压保护。

L1L2L3QSFU1FRKM4FU2 KM1VCRV1U1TCSB1SB2KM1KM3KT1KM2KM2KT1KT2SB1KM4KTKM1FRKM4KM2M3 ~U2W1FU2KM1KM2KT1KM3KM4KT2W2V2KM2按时间原则控制电路KM3主电路

2-06、设计一个控制电路，要求第一台电机启动运行3s后，第二台电机才能自

行启动，运行8s后，第一台电机停转，同时第三台电机启动，运行5s后，电动机全部断电。

1

FU2SB1FR1KM3SB2KT1KT3SB3KM2KT2FR2FR3KT2FU2KM3KT3KM2KT2题 2 - 63S控制电路8SKM1KT15S

2-07、设计一个鼠笼型电动机的控制电路，要求：

(１)既能点动又能连续运转；(2)停止时采用反接制动；(3)能在两处进行

启动和制动。 L1L2L3QSFUSB3甲SB3乙FU2FRSB1甲SB1乙KAKM2KM1KM2nKSFRSB2甲SB2乙KM1M3 ~KM2KS FU2KAKM2主电路KM1KM2题 2 - 07控制电路2-08、试设计一个往复运动的主电路和控制电路。要求：

(1)向前运动到位停留一段时间再返回；(2)返回到位立即向前；(3)电路具有短路、过载和失压保护。 停x秒SQ2 小车SQ1 2

L1L2L3QSFU1FU2SB1FRKM1KM2SB3SQ1SB2KM1SQ2SB2KTSB3KM2SQ2SQ1KM1KTKM2FRVUM3 ~WKM2FU2KM1主电路

题 2 - 08控制电路 4-05、设计一个小型吊车的控制线路。小型吊车有3台电动机，横梁电机M1带动

横梁在车间前后移动，小车电机M2带动提升机构在横梁上左右移动，提升电机M3升降重物。3台电机都采用直接启动，自由停车。要求如下。 ①、3台电动机都能正常启、保、停。 ②、在升降过程中，横梁与小车不能动。

③、横梁具有前、后极限保护，提升有上、下极限保护。

3

L1L2L3题4-05QSa)主电路FU1KM2FU2KM4FU3KM6KM1FR1KM3FR2KM5FR3M13 ~M23 ~M33 ~ FU4SB7FR1KASB1KM1SB2aSB2bKM2SQ2FU4KM1KM2KM3KM4KM5KM6KAKM1SQ1KM2SB4bKM4KM3题4-05FR2KASB3SB4aKM3b）控制电路FR1KM5KM6SB5SB6aKM4SB6bKM6SQ4KM5SQ3KM5KM6

4-06、试设计一个加工零件的孔和倒角的机床，其加工过程为:快进→工进→停

留光刀→快适 该机床有三台电机g

MI:主电机4kW； M2:工进电机1.5kW； M3:快进电机O.8kW。 要求如下。

(1)、工作台工进到终点或返回到原位后，有行程开关使其自动停止，设限位

保护，为保证工位，需采取制动措施。

(2)、快进电机可进行点动调整，但在工作进给时点动无效。 (3)、设急停按钮。

(4)、应有短路和过载保护。

５-0８、试分析图５－１７所示梯形图的工作过程，为什么能形成周而复始振荡的？并画出波形图。

4

X000T5（线）T5/Y005/T5Y005Y005（线）0.5s0.5s0.5s0.5sX000T5T5T5Y005Y005K5支路１T5Y005支路２T5 = (X000)*(/T5)Y005 = (T5)*(/Y005)+(/T5)*(Y005) 工作原理： 1、X000合上，定时器T5线圈得电，延时0.5s.

此时：T5线圈得电，T5常开触点断开，常闭触点合上。

Y005线圈失电，Y005常开触点断开，常闭触点合上。

2、T5延时第一个0.5s的情况：

⑴、T5延时0.5s到后的第一个扫描周期；

支路①、T5的常开触点合上，Y005的常闭触点。 支路②、T5的常闭触点断开，Y005的常开触点断开 支路①使Y005线圈得电 第一个扫描周期结束后：

T5线圈得电，T5常开触点合上，常闭触点断开。

Y005线圈得电，Y005常开触点合上，常闭触点断开。 ⑵、T5延时0.5s到后的第二个扫描周期；

T5的常闭触点断开，使T5线圈失电。使得：

支路①、T5的常开触点断开，Y005的常闭触点断开。 支路②、T5的常闭触点合上，Y005的常开触点合上。 支路②使Y005线圈保持得电。 第二个扫描周期结束后：

T5线圈失电，T5常开触点断开，常闭触点合上。

Y005线圈得电，Y005常开触点合上，常闭触点断开。 ⑶、T5延时0.5s到后的第三个扫描周期； T5常闭触点合上，T5线圈得电，延时0.5s.

此时：T5线圈得电，T5常开触点断开，常闭触点合上。

Y005线圈得电，Y005常开触点合上，常闭触点断开。使得：

支路①、T5的常开触点断开，Y005的常闭触点断开。 支路②、T5的常闭触点合上，Y005的常开触点合上。 支路②使Y005线圈保持得电。 3、T5延时第二个0.5s的情况：

⑴、T5延时0.5s到后的第一个扫描周期；

5

支路①、T5的常开触点合上，Y005的常闭触点断开。 支路②、T5的常闭触点断开，Y005的常开触点合上。 支路①、②使Y005线圈失电 第一个扫描周期结束后：

T5线圈得电，T5常开触点合上，常闭触点断开。

Y005线圈失电，Y005常开触点断开，常闭触点合上。 ⑵、T5延时0.5s到后的第二个扫描周期；

T5的常闭触点断开，使T5线圈失电。使得：

支路①、T5的常开触点断开，Y005的常闭触点合上。 支路②、T5的常闭触点合上，Y005的常开触点断开。 支路①、②使Y005线圈失电。 第二个扫描周期结束后：

T5线圈失电，T5常开触点断开，常闭触点合上。

Y005线圈失电，Y005常开触点断开，常闭触点合上。 ⑶、T5延时0.5s到后的第三个扫描周期； T5常闭触点合上，T5线圈得电，延时0.5s.

此时：T5线圈得电，T5常开触点断开，常闭触点合上。

Y005线圈失电，Y005常开触点断开，常闭触点合上。使得：

支路①、T5的常开触点断开，Y005的常闭触点合上。 支路②、T5的常闭触点合上，Y005的常开触点断开。 支路②使Y005线圈保持失电。 X000T5（线）T5T5/Y005Y005Y005X000T5T5K5支路１/T5Y005支路１T5Y005支路２T5 = (X000)*(/T5)支路２Y005（线）0.5s0.5s0.5s0.5sY005 = (T5)*(/Y005)+(/T5)*(Y005) 第6章、习题与思考

6-４、画出下列指令表对应的梯形图。

6

6-５、画出下列指令表对应的梯形图。

7

6-６、写出６－７４所示梯形图对应的指令表。

6-７、写出６－７５所示梯形图对应的指令表。

8

6-8、写出６－７６所示梯形图对应的指令表。

6-9、画出图６－７７中M206的波形。

9

X005PLS M100X005M100M206M100M101M100M101SET M206M206M101RST M206 6-10、画出图６－７７中Y000的波形。

X000PLS M100X000M100Y000M101M100M100M101Y000M101Y000Y000

10

6-11、用主控指令画出图6-79的等效电路，并写出指令表程序。

X000MC N0 N0 M100X001Y000X002Y001X000X001X003Y000MC N1 X002N1 MX100014Y001Y002X003X004X005Y002Y003X005Y003MCR MCR N0END

END

011

M10 M101 N1

6-12、设计一个四组抢答器，任一组抢先按下按键后，显示器能及时显示该组的编号并使蜂鸣器发出响声，同时封锁抢答器，使其他组按下按键无效。抢答器有复位开关，复位后可以重新抢答，设计其PLC程序。 解：梯形图元件安排： 输入器件 X0 X1 X2 X3 X4 X10 X000M10输出器件 Y0 Y1 Y2 Y3 Y4 Y14 总台音响 组1台灯 组2台灯 组3台灯 组4台灯 总台台灯 M0 M1 M2 M3 M4 M2M3辅助器件 公共控制触点继电器 应答时间辅助继电器 抢答辅助继电器 答题时间辅助继电器 音响启动信号继电器 M3T2M2M1M2M2Y14总台复位按钮 组1按钮 组2按钮 组3按钮 组4按钮 总台开始按钮 M10MC N0 M0T1 T2 T3 应答时限 答题时限 音响时限 复位控制T1T2抢答时间K300N0 M0X10M1M2M1T1Y1总台灯应答开始应答时限K100X01M2Y1X02M2Y2X03M2Y3X04M2Y4X01X02X03X04M2Y14M2PLS M4T1M2M2T3Y0T3MCR N0K10组1台灯总台音响Y2组2台灯T2M4Y3组3台灯Y0Y4组4台灯M2抢答继电器END 6-13、设计一个节日礼花弹引爆程序。礼花弹用电阻点火引爆器引爆。为了实

12

现自动引爆，以减轻工作人员频繁操作的负担，保证安全，提高动作的准确性，采用PLC控制，要求编制以下两种控制程序： (1)、1～12个礼花弹，每个引爆间隔为O.1s，13～14个礼花弹，每个引爆间隔为0.2s。 (2)、1～6个礼花弹引爆间隔O.1s，引爆完后停lOs，接着7～12个礼花弹引爆，间隔O.1s，引爆完后又停lOs，接着13～18个礼花弹引爆，间隔O.1s，引爆完后再停lOs，接着19～24 个礼花弹引爆，间隔O.1s。引爆用一个引爆启动开关控制

13

14

15

6-14、某大厦欲统计进出大厦内的人数，在唯一的门廊里设置了两个光电检测器，当有人进出时就会遮住光信号，检测器就会输出”1”状态信号。光不被遮住时，信号为”０”。两个监测信号A和B变化的顺序将能确定人走动的方向。设以检测器A为基础，当检测器A的光电信号被人遮住，检测器B发出上升沿信号

16

时，就可以认为有人进入大厦，如果此时B发出下降沿信号则可以认为有人走出大厦，如图，当检测器A和B都检测到信号时，计数器只能减少一个数字；当检测器A或B只有其中一个检测到信号时，不能认为有人出入；或者在一个检测器状态不改变时，另一个检测器的次。连续变化几次，也不能认为有人出入了大厦，如图6-80 (c)所示，相当于没有人进入大厦。 用PLC实现上述控制要求，设计一段程序，统计出大厦内现有人数，达到限定人数(例如500人)时发出报警信号。 光电信号检测器 A大门AB检测器 A检测器B走出大厦检测器B进入 (a) (b)检测器A和B的时序图(１)(c)检测器A和B的时序图(2) 图6-80、题6-14图

检测器 A检测器 B进入出检测器 B走复位启动X000C2X001X002X006RS X010RST C2X011C2M80ENDC2K500Y0Y1 M80闭和，增记数。

6-15、设计3分频、6分频功能的梯形图。

17

x01Y01Y11M8002M0SET Y0Y0M1C0X0PLF M1C0RST C0Y0RST Y0Y0M2C1X0M30Y0PLS M2M30M31C1RST C1SET Y0K2Y1Y1ENDM31PLS M30PLS M022345234567101112131415K2 第7章、习题与思考

7-2、有一小车运行过程如图7-35所示。小车原位在后退终端，当小车压下后限位开关SQl时，按下动按钮SB，小车前进。当运行至料斗下方时，前限位开关SQ2动作，此时打开料斗给小车加料，延时８s后关闭料斗。小车后退返回，碰撞后限位开关SQl动作时，打开小车底门卸料，6s后结束，完成一次动作，如此循环。请用状态编程思想设计其状态转移图。装料延时（8s）漏斗门开关后退Y001Y003底门开关Y002前进Y000卸料 (6s)后限位开关SQ1X001前限位开关X002SQ2 小车运行过程示意图

18

7-4、在氯碱生产中，碱液的蒸发、浓缩过程往往伴有盐的结晶，因此要采取措施对盐碱进行分离。分离过程为-个顺序循环工作过程，共分6个工序，靠进料阀、洗盐阀、化盐阀、升刀阀、母液阀、熟盐水6个电磁阀完成上述过程，各阀的动作如表7-5所示。当系统启动时，首先进料， 5s后甩料，延时5s后洗盐， 5s后升刀，在延时5s后间歇，间歇时间为5s，之后重复进料、甩料、洗盐、升刀、间歇工序，重复八次后进行清洗，20s后再进料，这样为一个周期。请设计其状态转移图。 表7-5题7-4盐碱分离动作表 电磁阀序号 1 2 3 4

步骤名称 进料 甩料 洗盐 升刀 间歇 清洗 进料阀 洗盐阀 化盐阀 升刀阀 + － － － － － － － － + － － － － + + － － － － － + － － 19

5 6 母液阀 + 熟盐水阀 － + － + － + － + － － + 注:表中的\"十\"表示电磁阀得电，\"－ \"表示电磁阀失电。

20

21

7-5、某注塑机，用于热塑料的成型加工。它借助于八个电磁阀 YV1～YV8完成注塑各工序。若注塑模子在原点SQ1动作，按下启动按钮SB，通过YV1，YV3将模子关闭，限位开关SQ2动作后表示模子关闭完成，此时由YV2，YV8控制射台前进，准备射人热塑料，限位开关SQ3动作后表示射台到位，YV3，YV7动作开始注塑，延时10s后YV7、YV8动作进行保压，保压5s后，由YV1，YV7执行预塑，等加料限位开关SQ4动作后由YV6执行射台的后退，限位开关SQ5动作后停止后退，由YV2、YV4执行开模，限位开关SQ6动作后开模完成，YV3，YV5动作使顶针前进，将塑料件顶出，顶针终止限位SQ7动作后，YV4，YV5使顶针后退，顶针后退限位SQ8动作后，动作结束，完成一个工作循环，等待下一次启动。编制控制程序。 模子 射台 开始电磁阀 关闭 前进 注塑 保压 预塑 射台 执行顶针 顶针 后退 开模 前进 后退 序号 SQ2 SQ3 X2 X3 10s 5s SQ4 SQ5 SQ6 SQ7 SQ8 X4 X5 X6 X7 X10 YV1 Y0 + + YV2 Y1 + + YV3 Y2 + + + YV4 Y3 + + YV5 Y4 + + YV6 Y5 + YV7 Y6 + + + YV8 Y7 + + 原点SQ1（X1）、启动按钮SB（X0）

22

23

7-6、选择性分支状态转移图如图7-36所示。请绘出状态梯形图 并对其进行编程。

X0S20X1S21X2S22X3S23X4Y12Y11X13Y10X12S32Y21Y0X11S31Y20 图7-36、题7-6状态转移

7-7、选择性分支状态转移图如图7-37所示。请绘出状态梯形图并对其进行编程。 ①、

24

S20X0X1S21X2S22X3X4S23Y0X10Y10X12Y11X13X14Y1S32Y21X23X24S31X11Y20X22S42Y31X20X21S41Y30图7-37、第7-7题 图7-37、题7-7状态转移图

7-8、并行分支状态转移图如图7-38所示。请绘出状态梯形图并对其进行编程。

M8002S0X1X2S21X3S22X4S23Y12Y11Y10X5S32Y21S31Y20X6S42Y32S41Y31Y0图7-38、第7-8题 7-9、并行分支状态转移图如图7-39所示。请绘出状态梯形图并对其进行编程。

25

M8002S0X0Y0S20X1S22X3S24X4X5S26X6Y12Y13Y11Y12Y14X4X5X2S21Y15Y16S23Y15Y17S25Y16Y17Y11RETS20S21图7-39、第7-9题 7-10、有一状态转移图如图7-40所示。请绘出状态梯形图并对其进行编程。

M8002S0X0X1S30X2S31X3S32X4S37X5S0Y14Y13X20X21Y12Y11X6S35Y10S33Y15X7S20Y17X1S34Y16Y0图7-40、第7-10题 图7-40混合分支汇合状态转移图 7-11、某一冷加工自动线有一个钻孔动力头，如图7-41所示。动力头的加工过程如下，编控制程序。

（1）动力头在原位，加上启动信号（SB）接通电磁阀YV1，动力头快进。 （2）动力头碰到限位开关SQ1后，接通电磁阀YV1、YV2，动力头由快进转为工进。 （3）动力头碰到限位开关SQ2后，开始延时，时间为10s。 （4）当延时时间到，接通电磁阀YV3，动力头快退。

26

（5）动力头回原位后，停止。

SB原位SQ0快进SQ1SQ0SQ1工进延时SQ2SQ2快退延时（10s）YV1YV2TYV3图7-41、第7-11题原位快进工进延时快退原位图7-41钻孔动力头工序及时序图

27

7-14、图7-42所示是计时器控制循环操作次数的状态转移图，试画出它的STL图，并写出其程序。

M8002S0X10S20X11Y0Y1C1K5S21T1S22T2S23Y10T1Y11T2Y12T3K5C1S33T3K30T4K15T5S31Y20S32Y21T4Y12K15K0.5S33T5S34C1C1Y22T6K5K0.5S35Y13Y13RST C1T7RET图7-42、第7-14题②、

S20 28

图7-42、题7-14的SFC图

7-15、四台电动机动作时序如图7-43叫示。M1的循环动作周期为34s， M1动作10s后M2，M3启；M1动作15s后，M4动作，M2，M3，M4的循环动作周期为34s，用步进顺控指令，设计其状态转移 ③、④、⑤、⑥、 M101024345862t/sM2010246074t/sM301014497883t/sM4⑦、0 15 30498398t/s图7-43、第7-15题 29

30

31