2026年PLC高级应用能力测验试卷

2026年PLC高级应用能力测验试卷考试时长：120分钟满分：100分试卷名称：2026年PLC高级应用能力测验试卷考核对象：工业自动化领域从业者、相关专业高年级学生题型分值分布：-判断题（总共10题，每题2分）总分20分-单选题（总共10题，每题2分）总分20分-多选题（总共10题，每题2分）总分20分-案例分析（总共3题，每题6分）总分18分-论述题（总共2题，每题11分）总分22分总分：100分---一、判断题（每题2分，共20分）1.PLC的扫描周期与CPU处理速度成正比。2.在PLC程序中，定时器（TON）和计数器（CTU）均属于断电保持型元件。3.FBD（功能块图）是PLC编程中最高级的语言，适用于复杂逻辑控制。4.PID控制算法中的积分项（I）主要用于消除稳态误差。5.PLC的通信模块支持ModbusRTU和ProfibusDP两种协议的混合组网。6.在安全控制系统中，PLC的故障安全设计必须满足SIL3等级要求。7.转换为梯形图（LAD）时，比较指令（CMP）必须使用左母线。8.PLC的冗余配置通常采用主备热备模式，确保系统高可用性。9.在运动控制中，插补功能仅适用于多轴同步控制场景。10.HMI与PLC的通信必须通过DP/DP协议进行数据交换。二、单选题（每题2分，共20分）1.以下哪种PLC编程语言不属于IEC61131-3标准？（A）A.结构化文本（ST）B.汇编语言（ASM）C.梯形图（LAD）D.功能块图（FBD）2.在PID参数整定中，比例带（Kp）增大会导致系统响应（B）。A.过渡时间缩短B.超调量增大C.稳态误差减小D.抗干扰能力增强3.以下哪种通信协议适用于长距离工业以太网？（C）A.RS-232B.CANopenC.ProfinetD.ModbusASCII4.PLC的故障诊断中，"死机"现象通常由（B）引起。A.通信中断B.内存校验错误C.电源波动D.I/O信号异常5.在运动控制中，插补算法的插补精度取决于（C）。A.电机功率B.控制器速度C.插补周期D.传感器类型6.以下哪种安全继电器适用于PLC安全输出？（A）A.安全继电器模块（SGM）B.普通继电器C.光电隔离器D.晶闸管模块7.在分布式I/O系统中，现场总线（FF）协议的传输速率可达（D）。A.1MbpsB.10MbpsC.100MbpsD.1Gbps8.PLC的冗余切换时间通常在（B）范围内。A.10ms以内B.50ms以内C.1s以内D.10s以内9.在HMI组态中，以下哪种功能用于实现数据可视化？（C）A.逻辑运算B.信号滤波C.趋势曲线D.代码下载10.PID控制中的微分项（Kd）主要用于（A）。A.抑制超调B.提高响应速度C.消除稳态误差D.增强抗干扰能力三、多选题（每题2分，共20分）1.PLC的通信接口类型包括（A、C、D）。A.RS-485B.USBC.EthernetD.ProfibusDP2.PID参数整定的常用方法有（A、B、C）。A.Ziegler-Nichols法B.经验试凑法C.自适应整定D.临界比例度法3.PLC的安全功能模块包括（B、C、D）。A.信号调理模块B.安全PLC模块C.安全继电器D.安全输入/输出模块4.运动控制中的插补算法类型有（A、B、C）。A.线性插补B.圆弧插补C.S型插补D.脉冲插补5.PLC的故障诊断工具包括（A、C、D）。A.状态监控（SMW）B.逻辑分析仪C.诊断缓冲区（DBF）D.远程调试软件6.分布式I/O系统的优点有（A、B、C）。A.减少布线成本B.提高系统可靠性C.支持远程监控D.降低设备功耗7.HMI与PLC的通信协议包括（A、B、C）。A.ModbusTCPB.ProfinetIOC.OPCUAD.IEC60870-58.PLC的冗余配置方案有（A、B、C）。A.主备热备B.双机热备C.三机热备D.冗余电源9.运动控制中的同步功能包括（A、B、C）。A.速度同步B.位置同步C.时间同步D.力矩同步10.PID控制中的抗积分饱和措施有（A、B、C）。A.积分限幅B.积分微分（PID）C.积分外反馈D.比例微分（PD）四、案例分析（每题6分，共18分）案例1：工业机器人PLC控制系统的故障排查某工厂的六轴工业机器人PLC控制系统出现异常，机器人无法执行运动指令，HMI显示"通信错误"。已知系统采用西门子S7-1500控制器，通信协议为ProfinetIO，现场设备包括机器人控制器、伺服驱动器（6个）和HMI终端。请分析可能的原因并提出排查步骤。案例2：PID参数整定问题某液位控制系统的PID参数为Kp=10,Ki=2,Kd=0.5，但系统响应出现严重超调，且稳态误差较大。要求：（1）分析超调和稳态误差的原因；（2）提出调整参数的方案。案例3：分布式I/O系统设计某生产线需要扩展200个数字量输入和100个模拟量输出，距离PLC控制柜约500米。要求：（1）选择合适的现场总线类型；（2）说明选择理由并设计系统架构。五、论述题（每题11分，共22分）论述1：PLC冗余配置的原理与实现请论述PLC冗余配置的工作原理，并说明在工业自动化系统中实现冗余的关键技术点。论述2：运动控制中的插补算法应用结合实际案例，论述线性插补和圆弧插补在多轴运动控制中的应用场景及优缺点。---标准答案及解析一、判断题1.×（扫描周期与CPU速度成反比）2.×（计数器CTU为断电不保持型）3.×（FBD适用于连续逻辑，ST更高级）4.√5.√6.√7.×（比较指令可左右母线）8.√9.×（插补适用于轨迹控制）10.×（支持多种协议）二、单选题1.B2.B3.C4.B5.C6.A7.D8.B9.C10.A三、多选题1.A,C,D2.A,B,C3.B,C,D4.A,B,C5.A,C,D6.A,B,C7.A,B,C8.A,B,C9.A,B,C10.A,B,C四、案例分析案例1解析：可能原因：（1）Profinet链路故障（交换机问题、线缆损坏）；（2）机器人控制器或伺服驱动器通信异常；（3）HMI与PLC通信配置错误。排查步骤：（1）检查Profinet交换机状态和链路指示灯；（2）使用西门子TIAPortal的Profinet诊断工具排查；（3）核对HMI与PLC的IP地址和通信组态。案例2解析：（1）原因：Kp过大导致超调，Ki不足导致稳态误差；（2）方案：减小Kp至5，增加Ki至5，调整Kd至1。案例3解析：（1）选择ProfinetIO；（2）理由：支持长距离传输（可达1000米），实时性高；系统架构：PLC主站→Profinet交换机→分布式I/O从站（带隔离）。五