(2025年)维修电工等级鉴定电工高级技师实操试题(含答案)

(2025年)维修电工等级鉴定电工高级技师实操试题(含答案)一、电气设备综合故障诊断与修复（40分）考核设备：某企业进口加工中心（型号：DMGMORICMX600V），配置FANUC0i-MF系统，配套安川SGMGV系列伺服驱动器（型号：SGDV-780A01A）及绝对值编码器。故障现象：设备启动后，操作面板显示“414SERVOALARM（Z轴伺服异常）”，Z轴无法移动，手动/自动模式均失效。考核要求1.依据故障代码及系统报警信息，分析可能的故障点（5分）；2.使用万用表、示波器等工具进行实测排查（15分）；3.制定修复方案并实施（10分）；4.验证修复效果，恢复设备正常运行（10分）。操作步骤与评分标准1.故障分析（5分）-正确解读414报警含义（FANUC系统中该代码表示伺服放大器或电机异常）（2分）；-列出可能故障点：Z轴伺服驱动器内部故障（如IGBT模块损坏、电容老化）、伺服电机编码器线路断路/短路、电机绕组绝缘下降、系统控制板至驱动器的信号电缆接触不良（3分）。2.实测排查（15分）-断电后检查驱动器外观：无明显烧痕，母线电容（450V/470μF）无鼓包（1分）；-测量驱动器主回路：输入R/S/T三相电压380V±5%（正常），直流母线电压537V（正常范围513V-540V）（2分）；-检查编码器电缆（型号：HR306-10R8）：用万用表通断档测量屏蔽层（接地良好）、信号线（A+/A-、B+/B-、Z+/Z-）阻值（正常应＜1Ω），发现Z-线与屏蔽层间绝缘电阻仅0.3MΩ（标准＞10MΩ）（5分）；-脱开电机端编码器插头，测量电机侧编码器绕组绝缘：A/B/Z相绕组对地绝缘100MΩ（正常），确认电缆故障（4分）；-通电测试驱动器参数：读取Z轴驱动器报警历史（显示“AL.31”，安川驱动器代码表示编码器通信异常），与电缆检测结果吻合（3分）。3.修复方案实施（10分）-更换同规格编码器电缆（HR306-10R8），重新压接端子并做好屏蔽层单端接地（4分）；-清洁驱动器接口（使用无水乙醇），重新插紧电缆并固定（3分）；-通电重启，清除系统报警（MDI模式输入“RESET”），执行Z轴回零（正常完成）（3分）。4.效果验证（10分）-手动移动Z轴（±50mm），无卡顿、异响，系统无报警（5分）；-运行测试程序（含快速移动G00Z100、切削进给G01Z-50F100），定位精度±0.005mm（符合设备精度要求）（5分）。答案要点：故障原因为Z轴伺服编码器电缆信号线与屏蔽层绝缘下降，导致编码器通信异常；修复关键是准确排查电缆绝缘问题并更换合格电缆。二、复杂电气控制系统设计与调试（30分）考核任务：设计一套基于西门子S7-1200PLC（CPU1215C）的智能仓储堆垛机控制系统，实现以下功能：-堆垛机X/Y/Z三轴（均为步进电机驱动）的手动/自动定位；-货物到位检测（光电传感器，NPN型）；-急停保护（按下急停按钮后所有电机立即断电）；-与上位机（WinCCflexible）的ModbusRTU通信（读取当前坐标、发送目标坐标）。考核要求1.完成I/O分配表（5分）；2.绘制简化梯形图（重点体现自动定位逻辑）（10分）；3.编写Modbus通信参数配置（5分）；4.调试并验证功能（10分）。操作步骤与评分标准1.I/O分配表（5分）-输入（DI）：急停按钮（I0.0）、X轴正限位（I0.1）、X轴负限位（I0.2）、Y轴正限位（I0.3）、Y轴负限位（I0.4）、Z轴上限位（I0.5）、Z轴下限位（I0.6）、货物到位传感器（I0.7）；-输出（DO）：X轴正转（Q0.0）、X轴反转（Q0.1）、Y轴正转（Q0.2）、Y轴反转（Q0.3）、Z轴上升（Q0.4）、Z轴下降（Q0.5）、报警指示灯（Q0.6）；-备注：需标注信号类型（如限位为常闭触点）（漏标扣1分/项）。2.梯形图设计（10分）-自动定位逻辑：当上位机发送目标坐标（存储于DB1.DBW0~DB1.DBW4），PLC比较当前坐标（通过步进驱动器反馈脉冲计算，存储于DB2.DBW0~DB2.DBW4）与目标值，输出对应方向信号（如X轴当前坐标＜目标值则Q0.0=1，X轴正转）（5分）；-限位保护：任意限位触发时，切断对应轴输出（如I0.1=1时Q0.0强制复位）（3分）；-急停处理：I0.0=0时（急停按下），所有DO输出复位（2分）。3.Modbus通信配置（5分）-硬件：PLC侧添加CM1241RS485模块（订货号6ES7241-1CH30-0XB0），上位机使用RS485转USB模块；-参数：波特率9600bps，数据位8，停止位1，校验位无（ModbusRTU模式）（2分）；-地址分配：PLC作为从机，地址01；当前X坐标对应保持寄存器地址40001（DB2.DBW0），目标X坐标对应40002（DB1.DBW0），以此类推Y/Z轴（3分）。4.调试验证（10分）-手动模式：操作按钮控制各轴移动，限位触发后立即停止（3分）；-自动模式：上位机发送目标坐标（如X=200mm，Y=150mm，Z=100mm），堆垛机自动运行至目标位置，误差≤±1mm（4分）；-急停测试：运行中按下急停按钮，电机立即断电，上位机显示“急停触发”（3分）。答案要点：I/O分配需覆盖所有保护与控制信号，梯形图核心是坐标比较与限位联锁，Modbus配置需匹配通信协议，调试重点验证定位精度与保护功能。三、工业自动化系统维护与优化（20分）考核设备：某工厂恒压供水系统（配置ABBACS880变频器、西门子S7-300PLC、压力传感器量程0-1.6MPa），近期出现“水压波动大（±0.1MPa），变频器频繁过流报警（AL.2101）”。考核要求1.分析波动与过流原因（5分）；2.优化PID参数并调整控制逻辑（10分）；3.验证优化效果（5分）。操作步骤与评分标准1.原因分析（5分）-水压波动：PID参数设置不合理（比例系数P过大，导致系统超调）；压力传感器信号干扰（电缆与动力线平行敷设，存在电磁噪声）（3分）；-过流报警：水泵负载突变（如管道阀门突然关闭），变频器加速时间过短（默认5s，电机启动电流大）；电机绝缘下降（长期运行后绕组老化）（2分）。2.优化实施（10分）-硬件调整：将压力传感器电缆更换为双绞屏蔽线，单独穿金属管敷设，屏蔽层单端接地（2分）；-变频器参数：设置加速时间15s（参数20.03）、减速时间10s（参数20.04）；过流保护值调整为电机额定电流1.2倍（参数15.04）（3分）；-PID参数优化：初始P=3.5（原5.0），I=40s（原20s），D=2s（原0），通过实际测试微调（P=3.0，I=50s时波动≤±0.03MPa）（5分）。3.效果验证（5分）-实时监测水压：连续2小时记录，波动范围±0.02MPa（达标）（2分）；-模拟负载突变（快速关闭1个出水阀），变频器无过流报警，水压30s内恢复设定值（3分）。答案要点：波动主因是PID参数与信号干扰，过流与加减速时间相关；优化需兼顾硬件抗干扰与软件参数调整。四、高压电气设备试验与安全操作（10分）考核设备：10kV配电变压器（型号S13-M-630/10，联结组Dyn11，额定电压10kV/0.4kV），要求进行投运前预防性试验。考核要求1.列出需完成的试验项目（5分）；2.简述试验方法及标准（5分）。操作步骤与评分标准1.试验项目（5分）-绕组绝缘电阻及吸收比测量；-绕组直流电阻测量；-变压器变比测量；-绕组连同套管的交流耐压试验；-铁芯及夹件绝缘电阻测量（漏1项扣1分）。2.方法与标准（5分）-绝缘电阻：使用2500V兆欧表，测量高-低及地、低-高及地，30℃时高压侧≥3000MΩ，低压侧≥100MΩ；吸收比