自动生产线运行维护习题及答案

自动生产线运行维护习题及答案一、单项选择题（每题2分，共30分）1.自动生产线中，用于检测工件位置是否到达指定工位的常用传感器是（）A.温度传感器B.压力传感器C.光电接近开关D.加速度传感器2.步进电机驱动系统中，控制电机转角的关键信号是（）A.电压信号B.电流信号C.脉冲信号D.模拟量信号3.气动系统中，用于调节气缸运动速度的元件是（）A.换向阀B.减压阀C.节流阀D.过滤器4.PLC控制系统中，输入模块（DI）的常见电压等级是（）A.AC220VB.DC24VC.AC380VD.DC12V5.自动生产线的同步控制中，若伺服电机与变频器驱动的传送带速度不一致，可能导致的故障是（）A.电机过载B.工件堆积C.传感器误触发D.气源压力不足6.工业机器人在自动生产线中执行搬运任务时，若末端执行器（夹爪）无法夹紧工件，首先应检查（）A.机器人程序B.夹爪气缸压力C.视觉系统参数D.伺服驱动器报警代码7.以下属于自动生产线预防性维护内容的是（）A.更换故障的接近开关B.定期清理传感器镜头灰尘C.维修断裂的传送带D.排除PLC程序逻辑错误8.变频器参数设置中，“Pr.1”通常代表（）A.上限频率B.下限频率C.基本频率D.加减速时间9.自动生产线的人机界面（HMI）无法与PLC通信，可能的原因不包括（）A.通信线断路B.PLC程序未下载C.通信参数设置错误D.HMI电源故障10.传送带跑偏故障的常见原因是（）A.电机转速过高B.滚筒安装不平行C.工件重量过大D.变频器输出频率波动11.检测金属工件有无的电感式接近开关，其有效检测距离通常为（）A.0.11mmB.120mmC.2050mmD.50100mm12.气动三联件的正确安装顺序是（）A.减压阀→过滤器→油雾器B.过滤器→减压阀→油雾器C.油雾器→过滤器→减压阀D.过滤器→油雾器→减压阀13.PLC程序中，用于存储当前时间的特殊寄存器是（）A.输入继电器B.输出继电器C.数据寄存器D.时钟寄存器14.自动生产线的急停按钮动作后，优先切断的是（）A.控制电路电源B.执行元件电源C.传感器电源D.HMI电源15.以下关于自动生产线维护记录的描述，错误的是（）A.需记录设备运行参数B.只需记录故障维修结果C.应包含润滑油脂更换时间D.需标注更换的零部件型号二、判断题（每题1分，共10分。正确打“√”，错误打“×”）1.自动生产线的同步控制只需保证各模块启动时间一致即可。（）2.光电传感器的发射端与接收端需保持光路畅通，否则会导致检测失效。（）3.变频器的输出频率越高，电机转速一定越快。（）4.气动系统的漏气会导致气缸动作缓慢，但不会影响定位精度。（）5.PLC的输入点损坏后，可通过短接相邻备用输入点临时恢复功能。（）6.步进电机的失步现象仅与负载转矩有关，与脉冲频率无关。（）7.预防性维护的核心是通过定期检查降低突发故障概率。（）8.工业机器人的零点校准只需在首次安装时进行，后续无需调整。（）9.传送带张紧力不足会导致打滑，但不会引起电机过载。（）10.HMI的画面切换故障可能是由于按钮关联的PLC地址错误导致的。（）三、简答题（每题6分，共30分）1.简述自动生产线中气动系统的日常维护要点。2.列举PLC程序调试的主要步骤，并说明每一步的目的。3.分析电感式接近开关与电容式接近开关的检测原理差异及适用场景。4.自动生产线运行中，若某个工位的工件未被检测到（传感器无信号），应如何排查故障？5.说明伺服电机与步进电机在自动生产线中的应用差异，各举一例典型场景。四、综合分析题（每题10分，共30分）1.某自动生产线由上料模块、加工模块、分拣模块组成，运行中出现“加工模块未启动，上料模块持续送料”的故障现象。请结合控制逻辑分析可能原因，并列出排查步骤。2.某气动搬运装置的气缸在伸出时速度正常，但缩回时速度明显变慢。已知气源压力正常，试分析可能的故障点，并提出解决方法。3.某自动生产线的PLC（型号：FX5U）报“通信错误”故障，HMI无法监控设备状态。请根据工业现场常见问题，设计一套完整的故障排查流程。答案及解析一、单项选择题1.C解析：光电接近开关通过光信号检测物体位置，是工位定位的常用传感器；温度/压力/加速度传感器分别用于检测温度、压力和振动，不直接用于位置检测。2.C解析：步进电机的转角由输入的脉冲数量决定，脉冲频率决定转速，因此脉冲信号是关键控制信号。3.C解析：节流阀通过调节气体流量控制气缸速度；换向阀控制方向，减压阀调节压力，过滤器净化气源。4.B解析：工业PLC输入模块通常采用DC24V作为标准电压，安全性和抗干扰性较好。5.B解析：速度不一致会导致前一工位工件未被取走，后一工位继续送料，造成堆积；电机过载多因负载过大，传感器误触发与信号干扰有关。6.B解析：夹爪无法夹紧首先检查执行端（气缸压力），若压力正常再排查控制信号或机械卡阻。7.B解析：预防性维护是定期主动维护（如清洁、润滑）；故障后更换、维修属于事后维护，程序错误排除属于功能性维护。8.C解析：以三菱变频器为例，Pr.1为“上限频率”，Pr.2为“下限频率”，Pr.3为“基本频率”（额定频率）。9.B解析：HMI与PLC通信故障可能因线路、参数、电源问题；PLC程序未下载不影响通信，仅影响控制逻辑执行。10.B解析：滚筒安装不平行会导致传送带两侧受力不均，是跑偏的主要原因；电机转速、工件重量、频率波动主要影响速度或负载。11.B解析：电感式接近开关检测金属，有效距离通常为120mm（具体型号不同）；电容式可检测非金属，距离更近。12.B解析：气动三联件顺序为“过滤器（除水除杂）→减压阀（稳定压力）→油雾器（润滑元件）”。13.D解析：PLC的时钟寄存器（如FX系列的D8013D8019）用于存储年、月、日、时、分、秒等时间信息。14.B解析：急停按钮优先切断执行元件（如电机、气缸）的动力电源，避免危险动作，控制电路电源通常保留以显示状态。15.B解析：维护记录需包含“维护前状态、操作过程、更换部件、运行参数变化”等，仅记录结果无法追溯问题。二、判断题1.×解析：同步控制需同时保证时间、速度、位置的协调，仅启动时间一致可能导致节拍错位。2.√解析：光电传感器依赖光路传输，遮挡会导致接收端无法接收到信号，检测失效。3.×解析：电机转速还与极对数有关（n=60f/p），若超过额定频率，转速不再线性增加（恒功率模式）。4.×解析：漏气会导致气缸推力不足，可能引起定位偏移（如未完全伸出），影响精度。5.√解析：短接备用输入点可临时替代损坏点，需注意输入公共端连接方式（源型/漏型）。6.×解析：失步与负载转矩（超过保持转矩）、脉冲频率（过高导致力矩下降）均有关。7.√解析：预防性维护通过定期检查（如润滑、紧固、清洁）提前发现隐患，降低突发故障。8.×解析：机器人受振动、碰撞等影响可能偏移零点，需定期校准（如每月/季度）。9.×解析：张紧力不足导致传送带与滚筒摩擦力下降，电机需输出更大转矩，可能过载。10.√解析：HMI按钮需关联正确的PLC地址（如M、X、Y），地址错误会导致切换无响应。三、简答题1.气动系统日常维护要点：①检查气源压力（保持0.40.6MPa），观察三联件过滤器水位（及时排水）；②油雾器油量（保持1/32/3），调整滴油速度（510滴/分钟）；③检测各气管接头、阀岛是否漏气（用肥皂水涂抹检查）；④清洁气缸活塞杆（防止灰尘进入密封件），观察动作是否顺畅无卡顿；⑤记录减压阀输出压力波动，异常时检查膜片或弹簧。2.PLC程序调试步骤：①离线模拟：使用编程软件的仿真功能，验证逻辑是否满足工艺要求（如互锁、顺序控制）；②单点测试：断开执行元件，逐个测试输入/输出点（DI/DO），确认信号对应关系；③联机空载运行：连接执行元件（不带负载），观察各模块动作顺序、时间是否符合设定；④带载测试：投入实际工件，验证负载下的稳定性（如电机过载、传感器抗干扰）；⑤参数优化：根据运行情况调整定时器、计数器值或变频器参数（如加减速时间）。3.电感式与电容式接近开关差异：原理：电感式利用金属导体在交变磁场中产生涡流，导致振荡电路衰减；电容式检测被测物与电极间电容变化（与介电常数相关）。场景：电感式仅适用于金属检测（如生产线金属工件计数）；电容式可检测金属、塑料、液体（如料仓中颗粒料位检测）。4.工件未检测到的排查步骤：①检查传感器电源（用万用表测电压是否为额定值，如DC24V）；②观察传感器指示灯（正常检测到工件时应亮），判断是否损坏；③调整传感器位置（如距离过远超出检测范围，或角度偏移）；④清洁传感器表面（灰尘、油污遮挡光路或电磁感应）；⑤检查PLC输入点（DI）状态（用编程软件监控对应地址是否有信号），确认线路是否断路；⑥测试传感器输出信号（用示波器测是否有电平变化），排除信号干扰。5.伺服电机与步进电机应用差异：伺服电机：闭环控制（编码器反馈），精度高（±0.001mm），可高速大扭矩运行，适用于高精度场景（如工业机器人关节、精密定位平台）；步进电机：开环控制，成本低，低速扭矩大但高速易失步，适用于精度要求较低、成本敏感场景（如传送带驱动、简单搬运机构）。四、综合分析题1.故障分析与排查：可能原因：①加工模块启动条件未满足（如安全门未关闭、前一工位信号未到位）；②加工模块的PLC输入信号丢失（如传感器故障、线路断路）；③控制程序中加工模块的启动逻辑存在错误（如互锁条件未解除）；④加工模块的执行元件（如电机、气缸）故障（如接触器损坏、气缸卡阻）。排查步骤：①检查操作面板：确认加工模块是否处于“自动”模式，有无急停或故障报警；②监控PLC程序：查看加工模块启动的触发条件（如X001信号）是否满足（用编程软件监控对应输入点）；③检测输入信号：用万用表测量加工模块启动条件对应的传感器（如工位定位传感器）输出是否正常（DC24V信号）；④测试执行元件：手动操作加工模块（切换至“手动”模式），观察电机/气缸是否动作，判断是控制信号问题还是执行端故障；⑤检查程序逻辑：查看梯形图中加工模块的启动线圈（如Y010）是否得电，确认是否因常闭触点（如过载保护）断开导致未输出。2.气缸缩回速度慢分析：可能故障点：①缩回方向的节流阀调节过紧（单向节流阀安装方向错误，仅控制伸出速度）；②气缸缩回时的背压过高（排气口堵塞，如消声器积灰）；③气缸内部密封件磨损（活塞与缸筒间隙过大，导致压缩空气泄漏）；④换向阀故障（如电磁换向阀的缩回位阀芯卡阻，流量不足）。解决方法：①检查节流阀：确认缩回方向的节流阀（通常与伸出节流阀分设）是否开启，调整开度至合适位置；②清理排气口：拆卸消声器，用压缩空气吹净内部灰尘，确保排气通畅；③检测气缸泄漏：断开气源，用肥皂水涂抹气缸两端密封处，观察是否有气泡（若有则更换密封圈）；④测试换向阀：手动按压换向阀的缩回控制按钮，观察气缸动作是否变快（若变快则为电磁线圈或阀芯卡阻，需清洁或更换换向阀）。3.PLC通信故障排查流程：①确认物理连接：检查PLC与HMI的通信线（如RS485/CAN线）是否插紧，接头有无氧化（用万用表测线路通断）；②检测电源：测量HMI和PLC的通信接口供电（如DC5V）是否正常（电压过低会导致通信不稳定）；③核对参数设置：PLC端：检查通信模块（如FX5U485BD）的参数（波特率、数据位、停止位、校验位）是否与HMI一致；HMI端：确认设备类型（如“三菱FX5U”）、通信地址（站号）、通