2025年大学（自动化）电气控制系统设计综合测试题及答案

2025年大学（自动化）电气控制系统设计综合测试题及答案

（考试时间：90分钟满分100分）班级______姓名______第I卷（选择题，共30分）答题要求：本卷共10小题，每小题3分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。请将正确答案的序号填在题后的括号内。1.以下哪种控制器不属于电气控制系统常用的控制器类型？（）A.PLCB.单片机C.继电器D.工控机2.在电气控制系统中，用于实现电机正反转控制的电路通常采用（）。A.接触器联锁B.按钮联锁C.接触器和按钮双重联锁D.时间继电器联锁3.对于一个简单的三相异步电动机直接启动控制系统，其主电路中不需要的电器元件是（）。A.断路器B.接触器C.热继电器D.速度继电器4.电气控制系统设计中，确定控制方案时首先要考虑的是（）。A.系统的可靠性B.控制精度C.经济性D.生产工艺要求5.以下关于PLC编程语言的说法，错误的是（）。A.梯形图是最常用的编程语言B.指令表编程直观易懂C.功能块图适合复杂逻辑控制D.结构化文本类似于高级编程语言6.在设计电气控制系统时，选择电气元件的额定电流通常要考虑（）。A.负载的额定电流B.负载的启动电流C.电路的短路电流D.以上都要考虑7.用于检测电机转速的传感器是（）。A.温度传感器B.压力传感器C.速度传感器D.位置传感器8.电气控制系统中，实现顺序控制的常用方法是（）。A.时间继电器B.计数器C.顺序控制器D.以上都可以9.对于一个具有过载保护的电机控制电路，热继电器的常闭触点应串联在（）。A.控制电路中B.主电路中C.信号电路中D.以上都不对10.在自动化生产线的电气控制系统中，通常采用（）来协调各个设备的运行。A.分布式控制系统B.集中控制系统C.现场总线控制系统D.以上都可以第II卷（非选择题，共70分）（一）填空题（共10分）答题要求：本大题共5小题，每小题2分。请将答案填在题中的横线上。1.电气控制系统主要由控制电路、______、执行元件和检测元件等组成。2.三相异步电动机的调速方法有______调速、转差率调速和变极调速。3.PLC的编程语言中，______是一种图形化编程语言，类似于电气原理图。4.电气控制系统设计的基本步骤包括确定控制要求______、选择电气元件、绘制电气原理图和编写设计说明书。5.热继电器是利用电流的______效应来工作的，用于电动机的过载保护。（二）简答题（共20分）答题要求：本大题共4小题，每小题5分。简要回答问题。1.简述电气控制系统中常用的保护环节有哪些？2.说明PLC控制系统与传统继电控制系统相比有哪些优点？3.如何实现三相异步电动机的降压启动？简述一种降压启动方法的原理。4.在电气控制系统设计中，如何提高系统的可靠性？（三）设计题（共20分）答题要求：设计一个三相异步电动机的正反转控制电路，要求具有接触器和按钮双重联锁功能。请画出电气原理图，并标注主要电器元件。（四）分析题（共10分）答题要求：阅读以下材料，回答问题。材料：某自动化生产线上有一台三相异步电动机，采用PLC进行控制。该电动机需要实现正反转控制，并且在启动和停止时要有一定的延时。PLC的输入信号有启动按钮、停止按钮、正转按钮、反转按钮；输出信号有正转接触器线圈、反转接触器线圈。问题：请设计PLC的I/O分配表，并编写实现上述控制要求的梯形图程序。（五）综合题（共10分）答题要求：阅读以下材料，回答问题。材料：某工厂的一个车间有多个设备，需要设计一个电气控制系统来实现对这些设备的集中控制和协调运行。车间设备包括一台三相异步电动机、两台直流电动机、若干个电磁阀和指示灯。控制要求如下：1.三相异步电动机能够正反转，并且具有过载保护和欠压保护。2.直流电动机能够调速，调速范围为0-1000r/min。3.电磁阀能够根据不同的工艺要求进行通断控制。4.指示灯用于显示设备的运行状态。问题：请设计该车间电气控制系统的总体方案，包括控制方式、主要电器元件的选择和电气原理图的绘制思路。答案：1.D2.C3.D4.D5.B6.D7.C8.D9.A10.C填空题答案：1.主电路2.变频3.梯形图4.设计控制电路5.热简答题答案：1.短路保护、过载保护、欠压保护、过压保护、失压保护等。2.可靠性高、灵活性强、编程简单、易于实现复杂控制、维护方便等。3.星三角降压启动：启动时电机定子绕组接成星形，降低启动电压，限制启动电流；运行时接成三角形，正常运行。4.合理选择电器元件、采用冗余设计、完善保护环节、加强抗干扰措施等。设计题答案：略分析题答案：I/O分配表：启动按钮接I0.0，停止按钮接I0.1，正转按钮接I0.2，反转按钮接I0.3，正转接触器线圈接Q0.0，反转接触器线圈接Q0.1。梯形图程序略。综合题答案：控制方式可采用PLC