(2025年)电气机床控制考试题及答案

(2025年)电气机床控制考试题及答案一、选择题（每题2分，共30分）1.热继电器在电路中的作用是（）。A.短路保护B.过载保护C.欠压保护D.失压保护答案：B。热继电器主要用于电动机的过载保护，当电动机长时间过载运行时，热继电器的双金属片因受热而弯曲，从而推动触点动作，切断电路。而短路保护一般由熔断器等完成；欠压和失压保护通常由接触器等配合实现。2.交流接触器的线圈额定电压为220V，若误接到380V电源上会发生的现象是（）。A.烧毁线圈B.吸合不牢C.产生振动D.正常工作答案：A。交流接触器线圈的额定电压是其正常工作的电压值，当误接到高于额定电压的电源上时，线圈中的电流会大大增加，超过线圈的承受能力，导致线圈发热甚至烧毁。3.在电气控制电路中，熔断器的熔体额定电流应（）所保护电路的工作电流。A.大于B.小于C.等于D.无要求答案：A。熔断器主要用于短路保护，熔体额定电流要大于所保护电路的正常工作电流，这样在正常工作时熔体不会熔断，而当电路发生短路等故障，电流急剧增大时，熔体能够迅速熔断，切断电路。4.时间继电器的作用是（）。A.短路保护B.过载保护C.延时控制D.过流保护答案：C。时间继电器是一种利用电磁原理或机械动作原理实现触点延时闭合或断开的控制电器，主要用于电气控制电路中的延时控制。5.三相异步电动机采用Y-△降压启动时，启动电流和启动转矩分别为直接启动时的（）。A.1/3，1/3B.1/√3，1/√3C.1/3，1/√3D.1/√3，1/3答案：A。三相异步电动机Y-△降压启动时，启动电流和启动转矩均降为直接启动时的1/3。因为在Y形连接时，每相绕组承受的电压为电源线电压的1/√3，根据公式可知电流和转矩都相应减小。6.可编程控制器（PLC）中，下面哪种指令属于逻辑运算指令（）。A.LDB.OUTC.ANDD.SET答案：C。AND指令是逻辑与运算指令，用于逻辑串联。LD是取指令，用于将常开触点与母线连接；OUT是输出指令，用于驱动线圈；SET是置位指令。7.电气控制系统中常用的联锁控制不包括（）。A.正反转联锁B.顺序联锁C.过载联锁D.行程联锁答案：C。电气控制系统中的联锁控制有正反转联锁，防止电动机同时正反转造成短路；顺序联锁，保证设备按一定顺序启动和停止；行程联锁，根据运动部件的位置进行控制。过载保护一般由热继电器等实现，不属于联锁控制。8.下列哪种制动方式不属于三相异步电动机的电气制动方式（）。A.反接制动B.能耗制动C.机械制动D.回馈制动答案：C。机械制动是利用机械装置使电动机迅速停转，不属于电气制动方式。反接制动、能耗制动和回馈制动都是通过改变电动机的电气参数来实现制动的。9.可编程控制器（PLC）的输入接口电路采用（）形式，以提高抗干扰能力。A.光电耦合B.变压器耦合C.电容耦合D.电感耦合答案：A。PLC的输入接口电路采用光电耦合形式，它能有效地隔离输入信号与内部电路，减少外界干扰信号的影响，提高抗干扰能力。10.在电气控制线路中，自锁环节的作用是（）。A.保证可靠停车B.保证启动后持续运行C.防止过载D.实现顺序控制答案：B。自锁环节是利用接触器或继电器的常开辅助触点与启动按钮并联，当启动按钮松开后，通过辅助触点保持电路的接通状态，使电动机等设备启动后能持续运行。11.三相异步电动机的调速方法不包括（）。A.变极调速B.变频调速C.调压调速D.变容调速答案：D。三相异步电动机的调速方法有变极调速，通过改变电动机定子绕组的磁极对数来调速；变频调速，改变电源频率实现调速；调压调速，改变电动机的端电压来调速。变容调速一般用于电容相关的调节，不是三相异步电动机的调速方法。12.下列关于继电器和接触器的说法，错误的是（）。A.继电器用于控制小电流电路B.接触器用于控制大电流电路C.继电器和接触器的工作原理不同D.继电器和接触器都有触点答案：C。继电器和接触器的工作原理基本相同，都是利用电磁力来控制触点的闭合和断开。继电器一般用于控制小电流电路，而接触器用于控制大电流电路，它们都有触点来实现电路的通断控制。13.可编程控制器（PLC）的扫描周期主要取决于（）。A.程序长度B.输入信号C.输出信号D.电源电压答案：A。PLC的扫描周期主要取决于程序的长度，程序越长，扫描所需的时间就越长。输入信号、输出信号和电源电压等会影响PLC的工作状态，但不是决定扫描周期的主要因素。14.在电气控制电路中，按钮的作用是（）。A.自动控制B.手动控制C.过载保护D.短路保护答案：B。按钮是一种手动操作的控制电器，用于发出手动控制信号，实现对电路的手动控制。自动控制一般由继电器、接触器等自动控制电器完成；过载保护由热继电器等实现；短路保护由熔断器等实现。15.三相异步电动机的旋转磁场的旋转方向取决于（）。A.电源电压B.电源频率C.定子绕组中电流的相序D.电动机的极数答案：C。三相异步电动机旋转磁场的旋转方向取决于定子绕组中电流的相序，改变电流相序就能改变旋转磁场的旋转方向，从而改变电动机的转向。二、判断题（每题1分，共10分）1.热继电器的双金属片是由两种热膨胀系数不同的金属片压焊而成的。（）答案：正确。热继电器的双金属片利用两种热膨胀系数不同的金属片，当受热时，因膨胀程度不同而发生弯曲，从而带动触点动作。2.交流接触器的主触点一般用于控制主电路，辅助触点用于控制电路。（）答案：正确。交流接触器的主触点通过的电流较大，用于接通和断开主电路；辅助触点通过的电流较小，用于控制电路的联锁、自锁等。3.可编程控制器（PLC）只能处理数字量信号，不能处理模拟量信号。（）答案：错误。现代PLC不仅可以处理数字量信号，还可以通过模拟量输入输出模块处理模拟量信号，实现对温度、压力等模拟量的控制。4.三相异步电动机在额定负载下运行时，其转差率一般在0.02-0.06之间。（）答案：正确。三相异步电动机在额定负载下运行时，转差率通常在0.02-0.06这个范围内，转差率是异步电动机运行的一个重要参数。5.电气控制系统中的联锁控制可以提高系统的安全性和可靠性。（）答案：正确。联锁控制可以防止误操作和设备的异常运行，例如正反转联锁可以防止电动机同时正反转造成短路，从而提高系统的安全性和可靠性。6.能耗制动是在电动机切断电源后，立即在定子绕组中通入直流电流，产生静止磁场，使电动机迅速停转。（）答案：正确。能耗制动的原理就是在电动机切断交流电源后，向定子绕组通入直流电流，形成静止磁场，电动机转子在该磁场中产生制动转矩，使电动机迅速停转。7.按钮的常开触点和常闭触点在按下按钮时状态都会改变。（）答案：正确。按钮的常开触点在按下时闭合，常闭触点在按下时断开，松开按钮后恢复原来状态。8.时间继电器的延时时间可以通过调节弹簧的松紧来改变。（）答案：错误。时间继电器的延时时间通常通过调节电位器等方式来改变，而不是调节弹簧的松紧。不同类型的时间继电器调节方法可能不同，但一般与弹簧松紧无关。9.三相异步电动机采用直接启动时，启动电流较大，但启动转矩也较大，适用于各种负载。（）答案：错误。三相异步电动机直接启动时启动电流大，对电网冲击大，且启动转矩不一定能满足所有负载的要求，一般只适用于小容量电动机和轻载启动的情况。10.可编程控制器（PLC）的编程语言只有梯形图一种。（）答案：错误。PLC的编程语言有多种，常见的有梯形图、指令表、功能块图、顺序功能图等。三、简答题（每题10分，共30分）1.简述三相异步电动机的工作原理。答：三相异步电动机的工作原理基于电磁感应定律和电磁力定律。当向三相定子绕组中通入对称的三相交流电时，就会在定子内空间产生一个旋转磁场。旋转磁场的转速称为同步转速，它与电源频率和电动机的极数有关。转子导体在旋转磁场中切割磁力线，根据电磁感应定律，转子导体中会产生感应电动势。由于转子导体是闭合的，所以在感应电动势的作用下会产生感应电流。根据电磁力定律，载流的转子导体在旋转磁场中会受到电磁力的作用，电磁力对转子轴形成电磁转矩，驱动转子沿着旋转磁场的方向旋转。因为转子的转速总是低于旋转磁场的同步转速，所以称为异步电动机。转子与旋转磁场之间存在转速差是异步电动机能够旋转并实现能量转换的必要条件。2.说明可编程控制器（PLC）的基本组成和工作过程。答：PLC的基本组成包括：（1）中央处理器（CPU）：是PLC的核心部件，负责处理和执行用户程序，进行逻辑运算、数据处理等操作。（2）存储器：用于存储系统程序、用户程序和数据。系统程序由PLC厂家编写，用于管理和控制PLC的运行；用户程序是用户根据控制要求编写的程序；数据存储器用于存储各种数据。（3）输入输出（I/O）接口：输入接口用于接收来自现场设备（如按钮、传感器等）的信号，将其转换为CPU能够处理的信号；输出接口用于将CPU处理后的控制信号转换为驱动现场设备（如接触器、电磁阀等）的信号。（4）电源：为PLC提供工作电源，一般有直流电源和交流电源两种类型。（5）编程设备：用于编写、调试和修改用户程序，常见的编程设备有编程器、计算机等。PLC的工作过程主要分为三个阶段：（1）输入采样阶段：PLC以扫描方式依次读入所有输入端子的状态，并将其存入输入映像寄存器中。在本扫描周期内，输入映像寄存器中的内容不会随输入信号的变化而改变。（2）程序执行阶段：CPU按照用户程序的顺序，从第一条指令开始依次执行，根据输入映像寄存器和其他元件的状态进行逻辑运算，并将运算结果存入输出映像寄存器中。（3）输出刷新阶段：在所有程序执行完毕后，将输出映像寄存器中的内容同时传送到输出锁存器中，通过输出接口驱动现场设备。然后，PLC又进入下一个扫描周期。3.分析电气控制电路中常用的保护环节及其作用。答：电气控制电路中常用的保护环节及其作用如下：（1）短路保护：常用熔断器和自动空气开关实现。当电路发生短路时，短路电流会迅速增大，熔断器的熔体迅速熔断，自动空气开关自动跳闸，切断电路，防止电气设备因短路电流过大而损坏。（2）过载保护：一般采用热继电器。当电动机等负载长时间过载运行时，热继电器的双金属片因受热弯曲，推动触点动作，切断控制电路，使接触器线圈失电，主触点断开，电动机停止运行，从而保护电动机不被烧毁。（3）欠压保护：通常由接触器和继电器配合实现。当电源电压下降到一定值时，接触器或继电器的电磁吸力减小，触点断开，切断电路，防止电动机等设备在欠压状态下运行，避免设备损坏和出现异常情况。（4）失压保护：同样利用接触器和继电器。当电源突然停电时，接触器或继电器的触点断开，切断电路；当电源恢复供电时，由于接触器或继电器的触点已断开，需要重新按下启动按钮才能使设备启动，防止设备在无人操作的情况下自动启动，保证了操作人员的安全。（5）过流保护：使用过流继电器。当电路中的电流超过设定的过流值时，过流继电器动作，切断电路，保护电气设备免受过大电流的损害，常用于对直流电动机和绕线式异步电动机的保护。（6）行程保护：通过行程开关实现。当运动部件到达预定位置时，行程开关动作，切断或接通相应的控制电路，使设备停止或改变运行状态，防止设备超出规定的行程范围而发生事故。四、设计题（每题15分，共30分）1.设计一个三相异步电动机正反转控制电路，要求具有正反转联锁和过载保护功能。答：以下是三相异步电动机正反转控制电路的设计：（1）主电路设计：三相电源通过熔断器FU引入，然后经过接触器KM1和KM2的主触点，再连接到三相异步电动机M。接触器KM1用于控制电动机正转，KM2用于控制电动机反转。为了防止KM1和KM2同时闭合造成电源短路，在主电路中，KM1和KM2的主触点要进行电气联锁，即KM1的主触点与KM2的主触点不能同时闭合。热继电器FR的热元件串联在主电路中，用于过载保护。（2）控制电路设计：控制电路采用按钮和接触器配合实现正反转控制。正转启动按钮SB1，反转启动按钮SB2，停止按钮SB3。接触器KM1和KM2的线圈分别通过各自的常开辅助触点实现自锁。为了实现正反转联锁，将KM1的常闭辅助触点串联在KM2的线圈回路中，将KM2的常闭辅助触点串联在KM1的线圈回路中。热继电器FR的常闭触点串联在控制电路的公共回路上，当电动机过载时，FR的常闭触点断开，切断控制电路，使接触器线圈失电，电动机停止运行。具体电路连接如下：从电源引入两根相线L1和L2，经过熔断器FU2后，连接到停止按钮SB3的一端，SB3的另一端分别连接正转启动按钮SB1和反转启动按钮SB2的一端。SB1的另一端连接KM1线圈的一端，同时KM1的常开辅助触点与SB1并联实现自锁，KM1线圈的另一端通过KM2的常闭辅助触点和FR的常闭触点连接到电源的另一相。SB2的另一端连接KM2线圈的一端，KM2的常开辅助触点与SB2并联实现自锁，KM2线圈的另一端通过KM1的常闭辅助触点和FR的常闭触点连接到电源的另一相。2.用可编程控制器（PLC）设计一个自动送料系统的控制程序，要求：按下启动按钮后，输送带电机启动，同时送料电磁阀打开送料，5秒后送料电磁阀关闭，再运行3秒后输送带电机停止。按下停止按钮，系统立即停止。答：以下是使用西门子S7-200系列PLC实现该自动送料系统控制程序的设计：（1）I/O分配：输入：启动按钮I0.0，停止按钮I0.1。输出：输送带电机Q0.0，送料电磁阀Q0.1。（2）程序设计思路：当按下启动按钮I0.0时，输送带电机Q0.0启动，送料电磁阀Q0.1