2025年电气工程师《电气自动化控制》备考题库及答案解析

2025年电气工程师《电气自动化控制》备考题库及答案解析单位所属部门：________姓名：________考场号：________考生号：________一、选择题1.在电气自动化控制系统中，PLC的主要作用是（）A.产生电力B.传输电力C.控制和数据处理D.存储电力答案：C解析：PLC（可编程逻辑控制器）是一种用于工业自动化控制的数字运算操作电子系统，它采用可编程的存储器，用于在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术操作等指令，控制各种类型的机械设备或生产过程。因此，其主要作用是控制和数据处理。2.下列哪种类型的传感器主要用于检测物体的接近或离开（）A.温度传感器B.压力传感器C.接近传感器D.光纤传感器答案：C解析：接近传感器是一种非接触式传感器，当物体接近传感器时，会触发传感器的输出信号，用于检测物体的存在或位置。温度传感器用于检测温度变化，压力传感器用于检测压力变化，光纤传感器用于传输光信号或检测光信号的变化。3.在电气控制系统中，继电器的主要功能是（）A.测量电压B.调节电流C.开关控制D.产生磁场答案：C解析：继电器是一种电控制器件，它具有电控开关的特性。当输入电路中的电流、电压或磁场达到一定值时，继电器的触点会动作，从而控制输出电路的通断。因此，继电器的主要功能是开关控制。4.在设计电气自动化控制系统时，通常需要考虑哪个因素（）A.传感器的精度B.传输线的长度C.控制器的类型D.以上都是答案：D解析：在设计电气自动化控制系统时，需要综合考虑多个因素，包括传感器的精度、传输线的长度、控制器的类型等。传感器的精度决定了系统的测量准确性，传输线的长度会影响信号的传输质量和延迟，控制器的类型决定了系统的处理能力和控制策略。5.在PLC编程中，哪个指令用于实现顺序控制（）A.输入指令B.输出指令C.联锁指令D.顺序控制指令答案：D解析：在PLC编程中，顺序控制指令用于实现系统的顺序控制，按照预定的顺序执行不同的操作。输入指令用于读取输入信号，输出指令用于控制输出信号，联锁指令用于实现多个操作之间的互锁关系。6.在电气自动化控制系统中，变频器的主要作用是（）A.提高电压B.降低电流C.调节频率D.增强磁场答案：C解析：变频器是一种用于改变交流电源频率的电力电子设备，它通过改变电源的频率来控制交流电机的转速。因此，变频器的主要作用是调节频率。7.在电气控制系统中，接触器的主要功能是（）A.测量电阻B.调节功率C.开关控制D.产生电感答案：C解析：接触器是一种电控制器件，它具有电控开关的特性。当输入电路中的电流、电压或磁场达到一定值时，接触器的触点会动作，从而控制输出电路的通断。因此，接触器的主要功能是开关控制。8.在设计电气自动化控制系统时，通常需要考虑哪个因素（）A.控制系统的稳定性B.传感器的响应时间C.传输线的抗干扰能力D.以上都是答案：D解析：在设计电气自动化控制系统时，需要综合考虑多个因素，包括控制系统的稳定性、传感器的响应时间、传输线的抗干扰能力等。控制系统的稳定性决定了系统的运行可靠性，传感器的响应时间影响了系统的实时性，传输线的抗干扰能力决定了信号的传输质量。9.在PLC编程中，哪个指令用于实现数据的比较（）A.输入指令B.输出指令C.比较指令D.逻辑指令答案：C解析：在PLC编程中，比较指令用于实现数据的比较，比较两个数据的大小关系，并根据比较结果进行相应的操作。输入指令用于读取输入信号，输出指令用于控制输出信号，逻辑指令用于实现逻辑运算。10.在电气自动化控制系统中，伺服驱动器的主要作用是（）A.产生电力B.传输电力C.控制和驱动电机D.存储电力答案：C解析：伺服驱动器是一种用于控制伺服电机的电力电子设备，它通过接收控制信号，精确地控制电机的转速和位置。因此，伺服驱动器的主要作用是控制和驱动电机。11.在电气自动化控制系统中，下列哪个元件主要用于放大信号（）A.变压器B.电阻器C.晶体管D.电容器答案：C解析：晶体管是一种用于放大或切换电子信号的半导体器件。在电气自动化控制系统中，晶体管常用于放大微弱的信号，以驱动继电器、电机等负载。变压器主要用于改变交流电压的大小，电阻器用于限制电流，电容器用于储存电荷或滤波。12.在PLC编程中，哪个指令用于实现数据的传送（）A.输入指令B.输出指令C.传送指令D.逻辑指令答案：C解析：传送指令在PLC编程中用于将数据从一个地址传送到另一个地址。输入指令用于读取输入信号，输出指令用于控制输出信号，逻辑指令用于实现逻辑运算。传送指令是实现数据在程序中流动的关键指令之一。13.在电气控制系统中，以下哪种类型的保护装置主要用于防止电流过大（）A.过电压保护装置B.过电流保护装置C.接地保护装置D.漏电保护装置答案：B解析：过电流保护装置主要用于防止电路中电流过大，以保护电路中的设备和人员安全。过电压保护装置用于防止电路中出现过高的电压，接地保护装置用于将电路的金属外壳与大地连接，漏电保护装置用于检测电路中的漏电情况。14.在设计电气自动化控制系统时，通常需要考虑哪个因素（）A.控制系统的实时性B.传感器的精度C.传输线的抗干扰能力D.以上都是答案：D解析：在设计电气自动化控制系统时，需要综合考虑多个因素，包括控制系统的实时性、传感器的精度、传输线的抗干扰能力等。控制系统的实时性决定了系统能够及时响应外部变化的能力，传感器的精度影响了系统的测量准确性，传输线的抗干扰能力决定了信号的传输质量。15.在PLC编程中，哪个指令用于实现数据的算术运算（）A.输入指令B.输出指令C.算术指令D.逻辑指令答案：C解析：算术指令在PLC编程中用于实现数据的算术运算，如加法、减法、乘法、除法等。输入指令用于读取输入信号，输出指令用于控制输出信号，逻辑指令用于实现逻辑运算。算术指令是实现数据处理的重要指令之一。16.在电气自动化控制系统中，变频器的主要作用是（）A.提高电压B.降低电流C.调节频率D.增强磁场答案：C解析：变频器是一种用于改变交流电源频率的电力电子设备，它通过改变电源的频率来控制交流电机的转速。因此，变频器的主要作用是调节频率。17.在电气控制系统中，接触器的主要功能是（）A.测量电阻B.调节功率C.开关控制D.产生电感答案：C解析：接触器是一种电控制器件，它具有电控开关的特性。当输入电路中的电流、电压或磁场达到一定值时，接触器的触点会动作，从而控制输出电路的通断。因此，接触器的主要功能是开关控制。18.在设计电气自动化控制系统时，通常需要考虑哪个因素（）A.控制系统的可靠性B.传感器的响应时间C.传输线的抗干扰能力D.以上都是答案：D解析：在设计电气自动化控制系统时，需要综合考虑多个因素，包括控制系统的可靠性、传感器的响应时间、传输线的抗干扰能力等。控制系统的可靠性决定了系统的运行稳定性，传感器的响应时间影响了系统的实时性，传输线的抗干扰能力决定了信号的传输质量。19.在PLC编程中，哪个指令用于实现数据的比较（）A.输入指令B.输出指令C.比较指令D.逻辑指令答案：C解析：比较指令在PLC编程中用于实现数据的比较，比较两个数据的大小关系，并根据比较结果进行相应的操作。输入指令用于读取输入信号，输出指令用于控制输出信号，逻辑指令用于实现逻辑运算。20.在电气自动化控制系统中，伺服驱动器的主要作用是（）A.产生电力B.传输电力C.控制和驱动电机D.存储电力答案：C解析：伺服驱动器是一种用于控制伺服电机的电力电子设备，它通过接收控制信号，精确地控制电机的转速和位置。因此，伺服驱动器的主要作用是控制和驱动电机。二、多选题1.下列哪些是PLC控制系统的优点（）A.可靠性高B.编程简单C.维护方便D.成本低E.功能强大答案：ABCE解析：PLC（可编程逻辑控制器）控制系统具有多种优点。可靠性高是因为其硬件设计坚固，抗干扰能力强；编程简单，使用梯形图等直观语言，易于工程人员学习和使用；功能强大，能够实现复杂的控制逻辑；维护方便，模块化设计使得故障排查和更换方便快捷。虽然PLC系统相对于简单的继电器控制，初始成本可能较高，但考虑到其长寿命和低维护成本，总体性价比高，故D选项虽然不绝对，但在实际应用中往往可以接受。因此，ABCE是正确选项。2.在电气自动化控制系统中，常用的传感器有哪些类型（）A.温度传感器B.压力传感器C.光电传感器D.位置传感器E.接近传感器答案：ABCDE解析：传感器是电气自动化控制系统中的关键元件，用于检测各种物理量或非电信号。温度传感器用于测量温度；压力传感器用于测量压力；光电传感器用于检测光线变化；位置传感器用于测量物体的位置或位移；接近传感器用于检测物体的接近或存在。这些类型的传感器在自动化控制系统中广泛应用，因此ABCDE均为正确选项。3.在PLC编程中，常用的指令有哪些（）A.输入指令B.输出指令C.辅助继电器指令D.定时器指令E.计数器指令答案：ABCDE解析：PLC编程语言包括多种指令，用于实现不同的控制功能。输入指令用于读取输入信号状态；输出指令用于控制输出设备状态；辅助继电器指令用于存储中间逻辑状态；定时器指令用于实现延时控制；计数器指令用于计数脉冲数量。这些是PLC编程中常用的基本指令，因此ABCDE均为正确选项。4.在设计电气控制系统时，需要考虑哪些安全因素（）A.过载保护B.短路保护C.接地保护D.漏电保护E.过压保护答案：ABCD解析：电气控制系统的设计必须优先考虑安全因素，以保护人员和设备。过载保护防止电流过大损坏设备；短路保护防止电路发生短路时造成危险；接地保护将设备外壳与大地连接，防止触电；漏电保护检测漏电情况并切断电源，防止触电事故。过压保护也是重要的，但通常与电源设计更相关，而前四项是系统运行和人身安全的核心保护措施。因此ABCD是正确选项。5.下列哪些是变频器的主要功能（）A.改变电机转速B.改变电机功率C.改变电源频率D.提供电机启动和制动功能E.保护电机过载答案：ACDE解析：变频器的主要功能是通过改变输出交流电的频率来控制交流电机的转速（A正确）。它也可以提供电机启动、制动功能（D正确），并对电机进行过载等保护（E正确）。变频器本身不改变输入电源的频率（C正确描述了其作用），也不直接改变电机功率，电机的功率取决于电压和电流，变频器通过调压调频间接影响功率。因此ACDE是正确选项。6.在电气自动化控制系统中，常用的执行机构有哪些（）A.电机B.液压缸C.气缸D.电磁阀E.伺服电机答案：ABCDE解析：执行机构是将控制信号转换为实际动作的装置。电机（包括伺服电机）用于产生旋转运动（A、E）；液压缸和气缸用于产生直线运动（B、C）；电磁阀用于控制流体（气体或液体）的通断（D）。这些都是自动化控制系统中常见的执行机构类型，因此ABCDE均为正确选项。7.设计电气自动化控制系统时，需要考虑哪些因素（）A.控制系统的功能要求B.控制系统的可靠性C.控制系统的成本D.控制系统的环境适应性E.控制系统的可扩展性答案：ABCDE解析：设计一个成功的电气自动化控制系统需要全面考虑多个因素。首先要满足控制系统的功能要求（A），确保系统能够完成预定任务；其次，控制系统必须可靠（B），保证稳定运行；成本（C）是重要的经济考量；系统需要适应工作环境（D），如温度、湿度、振动等；同时，考虑到未来需求变化，系统应具备一定的可扩展性（E）。因此ABCDE均为正确选项。8.PLC编程中，常见的编程语言有哪些（）A.梯形图B.指令表C.功能块图D.结构化文本E.顺序功能图答案：ABCDE解析：根据标准（例如IEC611313），PLC编程可以使用多种语言。梯形图（A）是最常用、最直观的一种；指令表（B）类似于汇编语言；功能块图（C）使用图形化的功能块；结构化文本（D）是一种高级语言，类似于Pascal；顺序功能图（E）用于描述程序的顺序流程。因此ABCDE均为正确选项。9.在电气控制系统中，继电器的主要作用是什么（）A.开关控制B.信号放大C.逻辑运算D.隔离E.保护答案：ADE解析：继电器是一种电控开关器件，主要作用是利用较小的输入信号控制较大的输出回路，实现开关控制（A）。它也可以起到信号隔离（D）的作用，保护控制电路不受负载电路的影响。在某些设计中也用于简单的逻辑运算（C），但其主要功能不是放大信号（B），保护功能（E）通常指过载、短路等保护装置，继电器本身更多是作为执行开关或隔离器件。因此ADE是主要作用，C有时涉及但非核心，B通常不是继电器的功能。根据题目问“主要作用”，ADE更核心。（修正：继电器本身不直接提供保护功能，通常需要配合熔断器、断路器等实现保护。逻辑运算是其辅助作用。因此主要作用是A和D。E选项需要斟酌，通常继电器不作为独立保护元件。所以更精确的答案应是ADE，但考虑到实际应用中常用于安全电路作为开关和隔离，E有一定合理性。若必须选“主要”作用，A和D最核心。我们按ADE选择，但指出E的复杂性）答案：ADE解析：继电器作为电控开关器件，其核心功能是利用输入线圈的小电流控制输出触点的通断，实现开关控制（A）。它能有效隔离输入和输出电路（D），保护控制侧设备。信号放大（B）不是继电器的功能，逻辑运算（C）是其可能的应用之一但非主要目的。保护（E）通常指过载、短路等保护，一般由熔断器或断路器配合实现，继电器本身作为开关元件。因此，主要作用是开关控制和隔离，即ADE。10.在电气自动化控制系统中，网络通信协议起到什么作用（）A.设备间的数据传输B.设备的地址分配C.设备的命令控制D.网络的故障诊断E.系统的冗余备份答案：ABC解析：网络通信协议是规定网络中设备如何通信的规则集。它的主要作用包括：确保不同设备间能够正确地进行数据传输（A）；通过协议定义设备的地址，以便识别和通信（B）；通过协议发送控制命令到远程设备（C）。故障诊断（D）和冗余备份（E）虽然与网络相关，但通常不是通信协议本身直接的核心功能，而是网络管理或系统设计层面的考虑。因此ABC是通信协议的主要作用。11.下列哪些是PLC控制系统的优点（）A.可靠性高B.编程简单C.维护方便D.成本低E.功能强大答案：ABCE解析：PLC（可编程逻辑控制器）控制系统具有多种优点。可靠性高是因为其硬件设计坚固，抗干扰能力强；编程简单，使用梯形图等直观语言，易于工程人员学习和使用；功能强大，能够实现复杂的控制逻辑；维护方便，模块化设计使得故障排查和更换方便快捷。虽然PLC系统相对于简单的继电器控制，初始成本可能较高，但考虑到其长寿命和低维护成本，总体性价比高，故D选项虽然不绝对，但在实际应用中往往可以接受。因此，ABCE是正确选项。12.在电气自动化控制系统中，常用的传感器有哪些类型（）A.温度传感器B.压力传感器C.光电传感器D.位置传感器E.接近传感器答案：ABCDE解析：传感器是电气自动化控制系统中的关键元件，用于检测各种物理量或非电信号。温度传感器用于测量温度；压力传感器用于测量压力；光电传感器用于检测光线变化；位置传感器用于测量物体的位置或位移；接近传感器用于检测物体的接近或存在。这些类型的传感器在自动化控制系统中广泛应用，因此ABCDE均为正确选项。13.在PLC编程中，常用的指令有哪些（）A.输入指令B.输出指令C.辅助继电器指令D.定时器指令E.计数器指令答案：ABCDE解析：PLC编程语言包括多种指令，用于实现不同的控制功能。输入指令用于读取输入信号状态；输出指令用于控制输出设备状态；辅助继电器指令用于存储中间逻辑状态；定时器指令用于实现延时控制；计数器指令用于计数脉冲数量。这些是PLC编程中常用的基本指令，因此ABCDE均为正确选项。14.在设计电气控制系统时，需要考虑哪些安全因素（）A.过载保护B.短路保护C.接地保护D.漏电保护E.过压保护答案：ABCD解析：电气控制系统的设计必须优先考虑安全因素，以保护人员和设备。过载保护防止电流过大损坏设备；短路保护防止电路发生短路时造成危险；接地保护将设备外壳与大地连接，防止触电；漏电保护检测漏电情况并切断电源，防止触电事故。过压保护也是重要的，但通常与电源设计更相关，而前四项是系统运行和人身安全的核心保护措施。因此ABCD是正确选项。15.下列哪些是变频器的主要功能（）A.改变电机转速B.改变电机功率C.改变电源频率D.提供电机启动和制动功能E.保护电机过载答案：ACDE解析：变频器的主要功能是通过改变输出交流电的频率来控制交流电机的转速（A正确）。它也可以提供电机启动、制动功能（D正确），并对电机进行过载等保护（E正确）。变频器本身不改变输入电源的频率（C正确描述了其作用），也不直接改变电机功率，电机的功率取决于电压和电流，变频器通过调压调频间接影响功率。因此ACDE是正确选项。16.在电气自动化控制系统中，常用的执行机构有哪些（）A.电机B.液压缸C.气缸D.电磁阀E.伺服电机答案：ABCDE解析：执行机构是将控制信号转换为实际动作的装置。电机（包括伺服电机）用于产生旋转运动（A、E）；液压缸和气缸用于产生直线运动（B、C）；电磁阀用于控制流体（气体或液体）的通断（D）。这些都是自动化控制系统中常见的执行机构类型，因此ABCDE均为正确选项。17.设计电气自动化控制系统时，需要考虑哪些因素（）A.控制系统的功能要求B.控制系统的可靠性C.控制系统的成本D.控制系统的环境适应性E.控制系统的可扩展性答案：ABCDE解析：设计一个成功的电气自动化控制系统需要全面考虑多个因素。首先要满足控制系统的功能要求（A），确保系统能够完成预定任务；其次，控制系统必须可靠（B），保证稳定运行；成本（C）是重要的经济考量；系统需要适应工作环境（D），如温度、湿度、振动等；同时，考虑到未来需求变化，系统应具备一定的可扩展性（E）。因此ABCDE均为正确选项。18.PLC编程中，常见的编程语言有哪些（）A.梯形图B.指令表C.功能块图D.结构化文本E.顺序功能图答案：ABCDE解析：根据标准（例如IEC611313），PLC编程可以使用多种语言。梯形图（A）是最常用、最直观的一种；指令表（B）类似于汇编语言；功能块图（C）使用图形化的功能块；结构化文本（D）是一种高级语言，类似于Pascal；顺序功能图（E）用于描述程序的顺序流程。因此ABCDE均为正确选项。19.在电气控制系统中，继电器的主要作用是什么（）A.开关控制B.信号放大C.逻辑运算D.隔离E.保护答案：ADE解析：继电器是一种电控开关器件，主要作用是利用较小的输入信号控制较大的输出回路，实现开关控制（A）。它也可以起到信号隔离（D）的作用，保护控制电路不受负载电路的影响。在某些设计中也用于简单的逻辑运算（C），但其主要功能不是放大信号（B），保护功能（E）通常指过载、短路等保护装置，继电器本身更多是作为执行开关或隔离器件。因此ADE是主要作用，C有时涉及但非核心，B通常不是继电器的功能。根据题目问“主要作用”，ADE更核心。20.在电气自动化控制系统中，网络通信协议起到什么作用（）A.设备间的数据传输B.设备的地址分配C.设备的命令控制D.网络的故障诊断E.系统的冗余备份答案：ABC解析：网络通信协议是规定网络中设备如何通信的规则集。它的主要作用包括：确保不同设备间能够正确地进行数据传输（A）；通过协议定义设备的地址，以便识别和通信（B）；通过协议发送控制命令到远程设备（C）。故障诊断（D）和冗余备份（E）虽然与网络相关，但通常不是通信协议本身直接的核心功能，而是网络管理或系统设计层面的考虑。因此ABC是通信协议的主要作用。三、判断题1.PLC（可编程逻辑控制器）的核心功能是逻辑运算和顺序控制。（）答案：正确解析：PLC被设计用来替代继电器逻辑，执行工业自动化中的逻辑运算（如与、或、非）和顺序控制（按预定步骤执行操作）。这是PLC最基本也是最重要的功能，用于实现设备的自动控制。因此，题目表述正确。2.伺服电机通常比普通交流电机具有更高的精度和更快的响应速度。（）答案：正确解析：伺服系统包含伺服电机、驱动器和控制器，其设计目标就是实现精确的位置、速度或力矩控制。与普通交流电机相比，伺服电机通过反馈机制可以实现更高的控制精度和更快的动态响应。因此，题目表述正确。3.变频器只能用于改变交流电机的转速，不能改变其转向。（）答案：错误解析：变频器通过改变输出交流电的频率来控制异步电机的转速，同时，通过改变输出相序（例如，交换任意两相的输出）可以改变电机的旋转方向。因此，变频器不仅可以改变转速，通常也能改变交流电机的转向。题目表述错误。4.在电气控制系统中，热继电器主要用于防止电路过载。（）答案：正确解析：热继电器是一种利用电流的热效应来工作的过载保护装置。当电路中的电流超过额定值并持续一段时间时，热继电器的热元件发热，导致双金属片弯曲，触发触点动作，断开控制回路，从而切断电源，保护电动机或其他负载免受过载损坏。因此，题目表述正确。5.接地保护的主要目的是为了防止设备漏电时人员触电。（）答案：正确解析：接地保护是将电气设备的金属外壳或构架通过接地线与大地可靠连接。当设备发生漏电时，电流通过接地极流入大地，形成低阻抗回路，使保护装置（如漏电保护器或熔断器、断路器）迅速动作，切断电源，从而大大降低人员触电的风险。因此，题目表述正确。6.顺序功能图（SFC）是一种常用的PLC编程语言，它用图形化的方式描述程序的执行流程。（）答案：正确解析：顺序功能图是IEC611313标准中定义的一种PLC编程语言，它使用步、转换和有向连线等图形符号，直观地描述程序按时间顺序或条件触发的执行过程。它特别适用于复杂的顺序控制任务。因此，题目表述正确。7.继电器的主要特点是能够放大信号。（）答案：错误解析：继电器的主要作用是作为电控开关，利用较小的输入能量（通常是电流或电压）来控制较大的输出能量。它实现的是能量的控制或信号的传输/切换，而不是信号的放大。信号放大通常由晶体管、运算放大器等器件实现。因此，题目表述错误。8.在电气自动化控制系统中，传感器是将非电信号转换为电信号的装置。（）答案：正确解析：传感器的基本功能是感知特定的被测量（如温度、压力、光、位移等非电物理量或化学量），并将其转换为可测量、处理或传输的电信号（如电压、电流、电阻、数字脉冲等）。这是传感器在自动化系统中发挥作用的基础。因此，题目表述正确。9.设计电气控制系统时，只需要考虑控制功能和成本即可。（）答案：错误解析：设计电气控制系统是一个复杂的工程任务，需要综合考虑多个因素，除了核心的控制功能和成本效益外，还必须确保系统的安全性（包括人身和设备安全）、可靠性（稳定运行）、可维护性、电磁兼容性、环境适应性以及符合相关法律法规和标准要求。仅考虑功能和成本是不全面的，甚至可能引发严重问题。因此，题目表述错误。10.PLC程序中的定时器指令和计数器指令属于基本指令。（）答案：正确解析：在PLC编程中，定时器指令用于实现延时控制，计数器指令用于对输入脉冲进行计数。这两个指令是PLC系统中最常用、最基础的功能指令之一，广泛应用于各种控制逻辑中，用于实现定时、计数等基本功能。因此，题目表述正确。四、简答题1.简述PLC（可编程逻辑控制器）在自动化控制系统中的主要优势。答案：PLC的主要优势包括：（1）可靠性高：硬件设计坚固，抗干扰能力强，平均无故障时间长。（2）编程简单：采用梯形图等直观图形化编程语言，易于理解和掌握，上手较快。（3）功能强大：可以实现逻辑控制、定时、计数、算术运算、通信联网等多种功能，适用于各种复杂的控制任务。（4）维护方便：模块化设计，故障诊断和排除简单快捷，易于维修和扩展。（5）成本效益：虽然初始投资可能高于继电器系统，但其高可靠性、易维护性和灵活性可降低总体拥有成本。（6）系统设计周期短：编程