(1)高压电器:用于交流电压1200V、直流电压1500V及以上电路中的电器,如高压电路器,高压隔离开关、高压熔断器等。
(2)低压电器:用于交流50Hz(或60Hz)额定电压为1200V以下、直流额定电压为 1500V以下的电路内起通断、保护、控制或调节作用的电器(简称电器),如接触器、继电器等。
2、接触器是电力拖动和自动控制系统中使用量大且面广的一种低压控制电器,用来频繁地接通和分断交直流主回路和大容量控制电路。
3、接触器主要由电磁系统、触头系统和灭弧装置三部分组成。
(1)电磁系统:包括动铁心、静铁心和电磁线圈,其作用是将电磁能转换为机械能,产生电磁吸力带动触头动作。
(2)触头系统:触头是接触器的执行元件,用来接通或断开被控制电路。
(3)产生电弧原因:当触头断开瞬间,触头间距离极小,电场强度极大,触头间产生大量的带电粒子,形成炽热的电子流,产生弧光放电现象,称为电弧。
电弧危害:电弧的出现,既妨碍电路的正常分断,又会使触头受到严重腐蚀。低压电器常用的灭弧装置有电动力灭弧、灭弧栅和磁吹灭弧。(窄缝灭弧)
4、何谓电磁式电器的吸力特性与反力特性?吸力特性与反力特性之间应满足怎样的配合关系? 答:电磁吸力(由电磁机构产生)与气隙的关系曲线称为吸力特性。反作用力与气隙的关系曲线称为反力特性。(反力则由释放弹簧和触点弹簧产生。电磁机构使衔铁释放的力一般有两种:一种是利用弹簧的反力;一种是利用衔铁的自身重力。)
为了保证使衔铁能牢牢吸和,反作用力特性必须与吸力特性配合好。①在整个吸合过程中,吸力必须大于反作用力,即吸力特性高于反力特性,但不能过大或过小;②吸力过大时,动、静触头接触时及衔铁与铁心接触时冲击力也大,会使触头和衔铁发生弹跳,导致触头熔焊或烧毁,影响电器的机械寿命;③吸力过小时,会使衔铁运动速度降低,难以满足高操作频率的要求。因此,吸力特性与反力特性必须配合得当。④在实际应用中,可调整反力弹簧或触头初压力以改变反力特性,使之与吸力特性有良好配合。
5、直、交流接触器结构区别
(1)当交变磁通穿过铁心时,将产生涡流和磁滞损耗,使铁心发热。为减少铁损,铁心用硅钢片冲压而成。为便于散热,线圈做成短而粗的圆筒状绕在骨架上。
(2)直流接触器的线圈通以直流电,铁心中不会产生涡流和磁滞损耗,所以不会发热。为方便加工,铁心用整块钢块制成。为使线圈散热良好,通常将线圈制成长而薄的圆筒状。
6、单相交流电磁机构为什么要设置短路环,它的作用是什么?三相交流电磁铁是否装设短路环? 答:由于交流接触器铁心的磁通是交变的,故当磁通过零时,电磁吸力也为零,吸合后的衔铁在反力弹簧的作用下将被拉开,磁通过零后电磁吸力又增大,当吸力大于反力时,衔铁又被吸合。这样交流电源频率的变化将使衔铁产生强烈震动和噪声,甚至使铁心松散。因此,交流接触器铁心端面上都安装一个铜制的短路环。短路环包围铁心端面积约2/3的面积。
短路环把铁心中的磁通分为两部分,即不穿过短路环的1和穿过短路环的2。当交变磁通穿过短路环所包围的截面积S2在短路环中产生涡流时,根据电磁感应定律,此涡流产生的磁通2在相位上落后于短路环外铁心截面S1中的磁通1,由1、2产生的电磁吸力为F1、F2,作用在衔铁上的合成电磁吸力为F1+F2,只要此合力始终大于其反力,衔铁就不会产生振动和噪声。
三相交流电磁铁不需要装设短路环。原因是三相交流电流之间的相位相差120°,其电流不会出现同时为0的情况,从而使合成的电磁吸力始终大于反作用力。
7、电压继电器反映的是电压信号。使用时,电压继电器的线圈与负载并联,其线圈匝数多而线径细。常用的有欠(零)电压继电器和过电压继电器两种。
8、电流继电器反映的是电流信号。使用时,电流继电器的线圈与负载串联,其线圈匝数少而线径粗。这样线圈上的压降很小,不会影响负载电路得电流。常用的有欠电流继电器和过电流继电器两种。 9、热继电器是利用电流流过热元件时产生的热量,使双金属片发生弯曲而推动执行机构动作的一种
保护电器。它主要用于交流电动机的过载保护、断相及电流不平衡运动的保护及其他电器设备发热状态的控制。
10、时间继电器的延时方式有通电延时和断电延时两种。
通电延时:接收输入信号后延迟一定的时间,输出信号才发生变化。当输入信号消失后,输出瞬时复原。
断电延时:接收输入信号时,瞬时产生相应的输出信号。当输入信号消失后,延迟一定时间,输出才复原。
11、速度继电器主要用于笼型异步电动机的反接制动控制,也称反接制动继电器。速度继电器主要由定子、转子和触头3部分组成。速度继电器额定工作转速有300-1000r/min与1000-3000r/min两种。动作转速在120r/min左右,复位转速在100r/min以下。
12、熔断器是一种简单而有效的保护电器,在电路中主要起短路保护作用。使用时,熔体串接于被保护的电路中,当电路发生短路故障时,熔体被瞬时熔断而分断电路,从而起到保护作用。
13、低压断路器曾称自动空气开关或自动开关。它相当于刀开关、熔断器、热继电器、过电流继电器和欠电压继电器的组合,是 一种既有手动开关作用又能自动进行欠电压、失电压、过载和短路保护的电器。
14、低压断路器工作原理:低压断路器的主触头是靠手动操作或电动合闸的。主触头闭合后,自由脱扣机构将主触头锁在合闸位置上。过电流脱扣器的线圈和热脱扣器的热元件与主电路串联,欠电压脱扣器的线圈和电源并联。当电路发生短路或严重过载时,过电流脱扣器3的衔铁吸合,使自由脱扣机构2动作,主触头断开主电路。当电路过载时,热脱扣器5的热元件发热使双金属片向上弯曲,推动自由脱口机构动作。当电路欠电压时,欠电压脱扣器6的衔铁释放,也使自由脱扣机构动作。分励脱扣器4(常用断开方法)则作为远距离控制用,在正常工作时,其线圈是断电的,在需要远距离控制时,按下启动按钮,使线圈通电,衔铁带动自由脱扣机构2动作,使主触头断开。 15、漏电保护器是最常用的一种漏电保护器。当低压电网发生人身触电或设备漏电时,漏电保护器能迅速自动切断电源,从而避免造成事故。漏电保护器按其检测故障信号的不同可分为电压型和电流型。 16、低压隔离器也称刀开关。低压隔离器是低压电器中结构比较简单,应用十分广泛的一类手动操作电器,品种主要有低压刀开关、熔断器式刀开关和组合开关3种。
17、胶壳刀开关安装时,手柄要向上,不得倒装或平装。倒装时,手柄有可能因自动下滑而引起误合闸,造成人身事故。
接线时,应将电源线接在上端,负载接在熔丝下端。这样,拉闸后刀开关与电源隔离,便于更换熔丝。
18、铁壳开关也称闭式负荷开关。操作机构两个特点:一是采用储能合闸方式,在手柄转轴与底座间装有速断弹簧,以执行合闸或分闸,在速断弹簧作用下,动触刀与静触刀分离,使电弧迅速拉长而熄灭;二是具有机械联锁,当铁盖打开时,刀开关被卡住,不能操作合闸。铁盖合上,操作手柄使刀开关合闸后,铁盖不能打开。
19、交流电磁线圈误接入直流电源,直流电磁线圈误接入交流电源,会发生什么问题?为什么? 答:交流电磁线圈误接入直流电源,衔铁与铁心不能吸合,因为通入直流时线圈不能产生足够的磁势,从而衔铁不能获得足够的电磁力,进而不能吸合。直流电磁线圈误接入交流电源,由于电流过大,线圈铁心发热,将使其过热而烧坏。
第二章
1、电气控制线路得表示方法有:电气原理图、电气元件布置图和电气安装接线图。 2、电器控制线路常用的保护环节有哪些?各采用什么电器元件?
答:(1)短路保护:短路时熔断器FU的熔体熔断而切断电路起保护作用。
(2)电动机长期过载保护:采用热继电器FR。由于热继电器的热惯性较大,即使发热元件流过几倍于额定值的电流,热继电器也不会立即动作。因此,在电动机启动时间不长的情况下,热继电器不会动作,只有在电动机长期过载时,热继电器才会动作,用它的常闭触头使控制电路断电。
(3)欠电压、失电压保护:通过接触器KM的自锁环节实现。当电源电压由于某种原因而严重失电压或欠电压时,接触器KM断电释放,电动机停止转动。当电源电压恢复正常时,接触器线圈不会自行通电,电动机也不会自行启动,只有在操作人员重新按下启动按钮后,电动机才能启动。 3、P46图2-7连续运行控制线路具有如下优点:
①防止电源电压严重下降时电动机欠电压运行。②防止电源电压恢复时,电动机自行启动而造成设备和人身事故。③避免多台电动机同时启动造成电网电压的严重下降。
4、三相笼型电动机的减压启动的方法有定子绕组串电阻(或电抗器)减压启动、自耦变压器减压启动、Y-△减压启动、延边三角形减压启动等。
5、三相异步电动机的调速方法有:改变电动机定子绕组的磁极对数P;改变电源频率f1;改变转差率s。改变转差率调速又分为:绕线转子电动机在转子电路串接电阻调速;绕线转子电动机串级调速;异步电动机交流调压调速;电磁离合器调速。
6、三相异步电动机的制动方法有机械制动和电气制动两种。电气制动方法有反接制动、能耗制动、发电制动和电容制动等。
7、反接制动是利用改变电动机电源相序,使定子绕组产生的旋转磁场与转子旋转方向相反,因而产生制动力矩的一种制动方法。应注意的是,当电动机转速接近零时,必须立即断开电源,否则电动机会反向旋转。另外,由于反接制动电流较大,制动时需在定子回路中串入电阻以限制制动电流。反接制动电阻的接法有对称电阻接法和不对称电阻接法。
8、三相异步电动机能耗制动时,切断定子绕组的交流电源后,在定子绕组任意两相通入直流电流,形成一固定磁场,与旋转着的转子中的感应电流相互作用产生制动力矩。制动结束后,必须及时切除直流电源。
9、为什么电动机要设零电压和失电压保护?
答:如果失电压会造成所有相电流过大,从而烧坏电动机或线路,加了零电压和失电压保护后,当出现零电压或失电压时,电源会自动切断。
第三章
1、在抗干扰性能方面,PLC在结构设计、内部电路设计、系统程序执行等方面给予了充分的考虑。例如:对主要器件和部件利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、系统软件具有故障检测功能、信息保护和恢复、循环扫描时间的超时警戒等。
2、PLC的 存储单元分为两个部分:系统程序存储器和用户程序存储器。用户程序存储器可分为程序存储区和数据存储区。
3、PLC的输入单元类型通常有直流、交流、交直流3种。输出单元通常有继电器方式、晶体管方式、晶闸管方式3种。继电器输出方式可带交、直流两种负载,晶体管方式可带直流负载,晶闸管方式可带交流负载。
4、一个继电-接触器控制系统必然包含3个部分:输入部分、逻辑电路部分、输出部分。
5、PLC系统逻辑电路部分用软件实现,用户所编制的控制程序体现了特定的输入/输出逻辑关系。所以PLC包含输入部分、程序部分、输出部分。
6、PLC的工作过程以循环扫描的方式进行,当PLC处于运行状态时,其运行周期可划分为3个基本阶段:输入采样阶段、程序执行阶段、输出刷新阶段。
第四章
1、数字量输出模块分为直流输出模块、交流输出模块、交直流输出模块。 直流输出模块是晶体管输出方式,或用场效应晶体管驱动。晶体管或场效应晶体管输出方式特点是输出响应速度快。场效应晶体管工作频率可达到20KHz.
交流输出模块是晶闸管输出方式,其特点是输出启动电流大。
交直流输出模块是继电器输出方式,继电器输出方式特点是输出电流大(可达2-4A),可带交流、直流负载,适应性强,但响应速度慢。
2、 CPU226模块的I/O配置机地址分配 主 机 模块0 模块1 模块2 模块3 CPU226 8IN 4IN/4OUT 4AI/1AQ 4AI/1AQ I4.0/Q2.0 AIW0/AQW0 AIW8/AQW4 I4.1/Q2.1 AIW2 AIW10 I0.0-I2.7/ I3.0-I3.7 Q0.0-Q1.7 I4.2/Q2.2 AIW4 AIW12 I4.3/Q2.3 AIW6 AIW14 CPU226模块提供的主机I/O点有24个数字量输入点和16个数字输出点。 第五章
1、使用SIMATIC指令集,可以用梯形图(LAD)、功能块图(FBD)和语句表(STL)编程语言编程。 2、S7-200PLC的指令参数所用的基本数据类型有1位布尔型(BOOL)、8位字节型(BYTE)、16为无符号整数(WORD)、16位有符号整数(INT)、32位无符号双字整数(DWORD)、32位有符号双字整数(DINT)、32位实数型(REAL)。 3、P115看书
4、S7-200PLC的寻址方式有立即寻址、直接寻址、间接寻址步骤:建立指针、间接存取、修改指针。 5、P121看S7-200PLC基本指令及编程方法。 6、系统提供3种定时指令:TON(通电延时)、TONR(有记忆通电延时)和TOF(断电延时)。 7、S7-200定时器的分辨率(时间增量/时间单位/分辨率)有3个等级:1ms、10ms和100ms。
8、1ms分辨率定时器:1ms分辨率定时器启动后,定时器对1ms的时间间隔(时基信号)进行计时。定时器当前每隔1ms刷新一次,在一个扫描周期中要刷新多次,而不和扫描周期同步。
10ms分辨率定时器:10ms分辨率定时器启动后,定时器对10ms的时间间隔进行计时。程序执行时,在每次扫描周期开始对10ms定时器刷新,在一个扫描周期内定时器当前值保持不变。
100ms分辨率定时器:100ms分辨率定时器启动后,定时器对100ms的时间间隔进行计时。只有在定时器指令执行时,100ms定时器的当前值才被刷新。
9、计数器指令有3种:增计数CTU、增减计数CTUD和减计数CTD。
10、系统提供3个顺序控制指令:顺序控制开始指令(LSCR)、顺序控制转移指令(SCRT)和顺序控制结束指令(SCRE)。P139看书。
第七章
1、按照传输数据的时空顺序,数据的通信可分为并行通信和串行通信两种。
(1)并行通信:所传送数据的各位同时发送或接收。并行通信传递数据快,但由于一个并行数据有多少位二进制数就需要多少根传送线,所以通常用于近距离传输。在远距离传输时,会导致线路复杂,成本增高,而且在传输过程中,容易因线路因素使电压标准位发生变化,最常见的是电压衰减和信号互相干扰问题,使得传输的数据发生错误。
(2)串行通信:所传送的数据按顺序一位一位地发送或接收。串行通信只需一根到两根传输线,在长距离传送时,通信线路简单且成本低,但传递速度比并行通信速度低,故常用于长距离传输且速度要求不高的场合。
2、按串行通信的数据在通信线路进行传送的方向可分为单工、半双工和全双工通信方式3种。 3、互连和通信时网络的核心,网络的拓扑结构、传输控制、传输介质和通道利用方式是构成网络的四大要素。
4、常见的拓扑结构有树型、总线型、星型和环型等。 5、专用协议有点到点接口协议(PPI)、多点接口协议(MPI)、Profibus协议、自由通信接口协议、USS协议和TCP/IP协议。
6、自由通行系统中使用PC/PPI电缆。对于下面的情况,必须在S7-200的用户程序中包含转换时间: (1)S7-200在接受到RS-232设备的发送请求后,S7-200必须延时一段时间才能发送数据,延时时间必须大于或等于电缆切换时间。
S7-200在接受到RS-232设备的应答信息后,S7-200的下一次应答信息的发出必须延迟,并大于或等于电缆的切换时间。
7、网络指令包括网络度NETR(NetworkRead)、网络写NETW(NetworkWrite)指令。 8、P237表7-8,MM协议选择:00=PPI/从站模式(默认设置);01=自由口协议;10=PPI/主站模式;11=保留。
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