(2025年)设备技术人员题及答案

(2025年)设备技术人员题及答案一、单项选择题（每题2分，共20分）1.某设备采用振动监测技术进行状态评估，当振动频谱中出现1倍频、2倍频及高次谐波成分，且能量集中在2倍频时，最可能的故障类型是（）A.轴承滚动体损伤B.不对中C.齿轮断齿D.转子动不平衡答案：B（不对中故障通常表现为2倍频能量突出，伴随1倍频成分；动不平衡以1倍频为主，轴承损伤会出现特征频率及其边带，齿轮断齿表现为啮合频率调制）2.设备润滑管理中，“五定”原则不包括（）A.定人B.定质C.定时D.定温答案：D（润滑“五定”为定人、定点、定质、定时、定量）3.某PLC控制系统中，输入模块型号为DI16×24VDC，其含义是（）A.16路交流24V输入模块B.16路直流24V输入模块C.16路交流24V输出模块D.16路直流24V输出模块答案：B（DI表示数字输入，16为通道数，24VDC为直流电压等级）4.设备全生命周期管理（LifecycleManagement）的阶段不包括（）A.规划设计B.安装调试C.报废处置D.故障统计答案：D（全生命周期包括规划、设计、制造、安装、使用、维护、改造、报废，故障统计属于使用阶段的具体工作）5.设备接地系统中，保护接地的主要作用是（）A.防止电磁干扰B.降低设备对地电压C.提高系统稳定性D.消除静电积累答案：B（保护接地通过将设备金属外壳与大地连接，当绝缘损坏时，电流通过接地装置导入大地，降低外壳对地电压，防止触电）6.智能巡检系统中，以下不属于核心技术的是（）A.图像识别算法B.北斗/GPS定位C.高压绝缘检测D.边缘计算模块答案：C（智能巡检核心技术包括定位、图像/声音识别、数据实时传输与边缘计算；高压绝缘检测属于具体检测项目，非系统核心技术）7.某设备MTBF（平均无故障时间）为5000小时，MTTR（平均修复时间）为5小时，其固有可用性为（）A.99.9%B.99.95%C.99.99%D.99.8%答案：A（固有可用性=MTBF/(MTBF+MTTR)=5000/(5000+5)=99.9%）8.以下属于渐发性设备故障的是（）A.轴承突然断裂B.电机绕组短路C.齿轮齿面磨损超限D.传感器线路断路答案：C（渐发性故障由磨损、老化等累积过程引发，齿轮磨损超限符合；其他选项为突发性故障）9.工业互联网平台中，设备数字孪生模型的核心功能是（）A.实时显示设备位置B.模拟设备运行状态并预测故障C.存储设备历史数据D.远程控制设备启停答案：B（数字孪生通过物理模型与虚拟模型的实时映射，实现状态模拟、故障预测与优化决策）10.设备安装验收时，水平度检测应使用（）A.塞尺B.游标卡尺C.水平仪D.百分表答案：C（水平仪是专门用于检测平面水平度的工具）二、简答题（每题8分，共40分）1.简述预知维修（PdM）的实施步骤。答案：预知维修以设备状态监测为基础，实施步骤包括：（1）确定关键设备与监测点：识别对生产影响大的设备，确定振动、温度、电流等关键监测参数；（2）数据采集：通过传感器、在线监测系统或便携式仪器定期采集状态数据；（3）状态评估：利用趋势分析、频谱分析、油液分析等技术判断设备是否处于正常状态；（4）故障预测：基于历史数据与机器学习模型预测故障类型、发展趋势及剩余寿命；（5）维修计划制定：根据预测结果安排维修时间、备件与人员；（6）实施与反馈：执行维修后记录数据，优化监测方案与预测模型。2.分析变频器输出过流故障的可能原因及排查方法。答案：可能原因包括：（1）负载侧故障：电机绕组短路、机械卡阻导致负载突变；（2）变频器内部故障：IGBT模块损坏、驱动电路异常；（3）参数设置不当：加速时间过短、电流限幅设置过高；（4）外部干扰：输入电压波动、线路接触不良。排查方法：（1）检查电机绝缘电阻，手动盘车确认机械是否卡阻；（2）测量变频器输出三相电流是否平衡，检测IGBT模块压降；（3）核对参数设置，延长加速时间或降低电流限幅；（4）检查输入电压稳定性，排查线路接头是否松动。3.智能设备预防性维护中，传感器网络部署需考虑哪些关键因素？答案：（1）测点选择：覆盖设备关键部位（如轴承、齿轮箱、电机）、易损点及故障高发区；（2）传感器类型：根据监测参数（振动、温度、压力）选择加速度传感器、热电偶、压力变送器等；（3）通信协议：兼容ModbusRTU、Profinet或5G等协议，确保数据实时传输；（4）供电方案：采用PoE（以太网供电）、锂电池或能量收集（如振动发电）解决偏远测点供电问题；（5）抗干扰设计：使用屏蔽电缆、隔离模块，避免电磁干扰影响数据准确性；（6）冗余设计：关键测点布置双传感器，防止单传感器失效导致数据缺失。4.设备电气系统接地的具体要求有哪些？答案：（1）接地电阻：保护接地≤4Ω，防雷接地≤10Ω，电子设备接地≤1Ω；（2）接地体材料：优先选用热镀锌角钢（50mm×50mm×5mm，长度2.5m）或铜排，埋深≥0.8m；（3）连接方式：接地干线与接地体采用放热焊接或压接，设备外壳与接地干线用多股软铜线连接，禁止串联接地；（4）独立接地与共用接地：电子设备（如PLC、变频器）建议独立接地，强电设备可共用接地网，但需保证接地系统等电位；（5）标识与维护：接地线路标注明显标识，每年检测接地电阻，定期检查连接点是否松动。5.简述设备技术改造方案论证的主要要点。答案：（1）技术可行性：评估新技术（如伺服控制、智能传感器）与现有设备的兼容性，是否需改造机械结构或控制系统；（2）经济合理性：计算改造投资、预期节能/增产收益、投资回收期（建议≤3年）；（3）安全可靠性：分析改造后设备的运行风险，是否满足安全规范（如CE、GB标准）；（4）环境适应性：改造后设备的能耗、噪声、排放是否符合环保要求；（5）可维护性：新部件的采购周期、维修难度，是否需培训人员；（6）扩展性：预留接口以便未来升级（如工业互联网平台接入）。三、案例分析题（每题20分，共40分）案例1：某企业一条自动化生产线（由机器人、输送机、加工中心组成）突发停机，操作屏显示“系统故障”，无具体报警代码。作为设备技术员，应如何排查并解决问题？答案：排查步骤：（1）初步观察：确认是否有明显异常（如冒烟、异响、异味），检查急停按钮是否被按下，查看操作屏历史记录是否有瞬间电压波动；（2）分系统检测：①机器人系统：检查示教器状态，测试手动模式下各轴是否能动作，测量伺服驱动器输入电压（AC380V）与输出电流（是否过载）；②输送机：手动盘动传动滚筒，检查是否卡阻；测量变频器输入/输出电压，查看故障代码（如OC过流、EF外部故障）；③加工中心：检查主轴编码器信号（用示波器测试脉冲是否正常），确认刀库位置传感器（接近开关）是否松动或损坏；（3）控制系统排查：检查PLC输入输出模块（DI/DO）指示灯，用编程软件监控I/O点状态（如急停信号是否持续输入）；测试通信总线（ProfiBus）终端电阻（应110Ω左右），排查通信中断点；（4）综合分析：若各子系统无硬件故障，可能为程序错误（如互锁逻辑冲突），需备份程序后重新下载或恢复至上次正常版本。解决措施：若发现输送机变频器因电机电缆绝缘老化导致输出短路，更换电缆并测试绝缘电阻（≥10MΩ）；若为PLC程序错误，修正互锁条件后重新启动；后续预防：增加关键设备（如变频器、伺服驱动器）的在线监测，定期（每月）检测电缆绝缘，对操作屏进行软件升级以显示详细报警代码。案例2：某企业计划对20台老旧机床进行智能化改造，要求实现“设备状态实时监测-故障预警-远程诊断”功能。作为技术负责人，需设计传感器部署方案及配套技术措施。答案：传感器部署方案：（1）监测参数与传感器选型：①振动监测：在主轴轴承座、丝杠螺母座安装三轴加速度传感器（量程±50g，频率0-10kHz），用于检测轴承磨损、丝杠间隙；②温度监测：在电机绕组（埋入PT100热电阻）、齿轮箱（红外测温传感器）部署，监测过热故障；③负载监测：在伺服驱动器输出端加装电流传感器（霍尔传感器，量程0-50A），用于判断切削负载异常；④位置监测：在刀架、工作台安装光栅尺（分辨率1μm），监测定位精度下降。配套技术措施：（1）通信网络：采用工业级5G网关（支持TSN时间敏感网络），确保振动数据（采样率10kHz）实时上传，同时保留Profinet接口兼容原有PLC；（2）边缘计算：在机旁部署边缘计算终端（如研华UNO-2272G），完成振动信号的FFT分析、温度趋势预测，过滤无效数据（仅上传异常数据）；（3）故障预警模型：基于历史数据训练机器学习模型（如XGBoost），设定预警规则（如轴承振动速度有效值＞4.5mm/s预警，＞7.1mm/s停机）；（4）远程诊断平台：开发Web端监控界面，显示设备OEE、实时振动频谱、温度曲线，支持专家通过AR眼镜（如Hololens2）远程指导维修；（5）安全防护：传感器线路穿金属软管并接地，设置访问权限（仅授权人员可远程登录），数据传输采用AES-256加密。案例3：某工厂一台数控车床OEE（设备综合效率）长期低于70%，需提升至85%以上。已知：计划运行时间480分钟/班，实际运行时间420分钟，停机时间60分钟（含换模30分钟、轴承过热停机20分钟、刀具调整10分钟）；理论节拍0.5分钟/件，实际节拍0.55分钟/件；本班生产850件，合格品820件。（1）计算当前OEE；（2）分析主要损失类型；（3）提出提升措施。答案：（1）OEE计算：时间开动率=实际运行时间/计划运行时间=420/480=87.5%；性能开动率=（理论产量/实际运行时间）/（实际产量/实际运行时间）=（实际运行时间/理论节拍）/实际产量=（420/0.5）/850=840/850≈98.82%（或简化为（理论节拍×实际产量）/实际运行时间=（0.5×850）/420≈101.19%，取后者更准确）；合格品率=合格品数/实际产量=820/850≈96.47%；OEE=时间开动率×性能开动率×合格品率=87.5%×101.19%×96.47%≈85.3%（注：若性能开动率按（理论节拍×实际产量）/实际运行时间计算，结果为87.5%×(0.5×850/420)×(820/850)=87.5%×(425/420)×(820/850)=87.5%×1.0119×0.9647≈85.3%）。（2）主要损失分析：①停机损失（时间开动率低）：换模时间30分钟（占停机50%）、轴承过热20分钟（因润滑不足）、刀具调整10分钟（对刀不精准）；②性能损失（性能开动率未达100%）：设备老化导致实际节拍比理论慢（0.55＞0.5），切削参数未优化；③质量损失（合格品率低）：30件次品因工件定位传感器误检（灰尘覆盖）。（3）提升措施：①减少停机损失：实施SMED快速换模（如预调整模具、使用快夹装置