(2025年)全国职业院校技能大赛(机电一体化技术赛项)备考试题库(含答案)

(2025年)全国职业院校技能大赛(机电一体化技术赛项)备考试题库(含答案)一、填空题（每空2分，共20分）1.机电一体化系统中，PLC的扫描周期主要由输入采样阶段、（用户程序执行阶段）和输出刷新阶段组成。2.步进电机的步距角计算公式为（360°/(相数×转子齿数)），某三相步进电机转子齿数为40，则其步距角为（3°）。3.变频器的控制方式中，（V/F控制）是最基本的控制模式，适用于对转速精度要求不高的场合；（矢量控制）可实现对电机转矩和转速的精准控制。4.光电传感器按检测方式可分为对射式、（漫反射式）和（反射板式），其中（对射式）的检测距离最远。5.工业机器人坐标系中，（基坐标系）以机器人安装基座为原点，（工具坐标系）以末端执行器中心点为原点。二、选择题（每题3分，共30分）1.以下哪种传感器可用于检测金属物体的接近？（）A.电容式接近开关B.电感式接近开关C.光电式传感器D.温度传感器答案：B2.西门子S7-1200PLC中，定时器T10的当前值存储在（）中。A.T10B.ET10C.DT10D.CT10答案：B3.伺服系统的位置控制模式下，PLC通常通过（）信号控制电机位移。A.模拟量电压（0-10V）B.脉冲+方向C.4-20mA电流D.通信协议（如Modbus）答案：B4.机电设备安装时，滚动轴承与轴的配合一般采用（）。A.间隙配合B.过渡配合C.过盈配合D.任意配合答案：C5.以下哪项不是变频器过载故障（OL）的常见原因？（）A.电机负载过大B.变频器输出侧短路C.加速时间过短D.输入电压过高答案：D6.某步进电机驱动器设置为16细分，电机步距角为1.8°，则每脉冲对应的位移为（）。A.0.1125°B.0.225°C.0.36°D.0.9°答案：A（计算：1.8°/16=0.1125°）7.PLC程序中，若需要实现“当按钮SB1按下且温度传感器T1检测值超过50℃时，启动电机M1”，逻辑表达式应为（）。A.M1=(SB1ANDNOTT1)B.M1=(SB1ORT1>50)C.M1=(SB1ANDT1>50)D.M1=(SB1ORNOTT1>50)答案：C8.工业现场中，为避免电磁干扰，信号电缆应（）。A.与动力电缆平行敷设B.穿金属管并接地C.采用多股细导线D.尽量靠近变频器输出端答案：B9.以下哪种总线协议适用于高速、实时性要求高的工业控制场景？（）A.ModbusRTUB.CAN总线C.ProfibusDPD.RS-485答案：C10.机电系统联调时，若执行机构动作顺序错误，首先应检查（）。A.电源电压B.PLC程序逻辑C.传感器安装位置D.电机绝缘电阻答案：B三、判断题（每题2分，共10分）1.电感式接近开关既可检测金属，也可检测非金属。（×）2.PLC的输出模块中，继电器输出适用于高频动作场景。（×）3.伺服电机的编码器可反馈位置和速度信号给驱动器。（√）4.变频器的直流母线电压过高可能由制动电阻损坏引起。（√）5.机械装配时，键与键槽的配合应留有0.1-0.2mm的间隙以避免卡滞。（√）四、简答题（每题8分，共40分）1.简述PLC输入/输出模块的选型原则。答案：①根据现场信号类型（数字量/模拟量）选择对应模块；②数字量模块需匹配信号电压（DC24V/AC220V）和电流；③模拟量模块需考虑信号范围（0-10V、4-20mA等）及精度（12位/16位）；④模块点数需预留10%-15%的扩展空间；⑤抗干扰能力强（如隔离型模块）。2.说明光电传感器检测异常的排查步骤。答案：①检查传感器电源是否正常（24V±10%）；②清洁检测面，排除灰尘或油污遮挡；③调整安装位置，确保被测物在有效检测距离内；④用万用表测量输出信号（NPN/PNP型需匹配PLC输入类型）；⑤更换备用传感器测试，确认是否为硬件损坏。3.列举伺服系统常见故障及处理方法（至少3种）。答案：①过载报警：检查负载是否超重，调整加减速时间；②编码器故障：排查电缆是否断路，清洁编码器接口；③位置偏差过大：校准原点，检查机械传动间隙；④驱动器过压：确认制动电阻是否接入，电网电压是否稳定。4.简述机电一体化系统安装调试的基本流程。答案：①机械部件装配（按图纸固定支架、导轨、传动机构，检查平行度/垂直度）；②电气线路敷设（动力线与信号线分离，接地可靠）；③设备上电测试（各模块供电正常，无短路/过载）；④单站调试（传感器信号、执行器动作是否正常）；⑤系统联调（程序逻辑验证，动作顺序优化）；⑥性能测试（精度、效率、稳定性达标）。5.说明变频器参数设置的关键步骤（以恒压供水系统为例）。答案：①设置基本参数（电机额定电压、电流、功率、极数）；②选择控制模式（PID控制）；③设置输入信号（压力传感器4-20mA接入AI端口）；④设置PID参数（比例系数P、积分时间I、微分时间D，根据系统响应调整）；⑤设置多段速或循环运行（备用泵切换逻辑）；⑥设置保护参数（过流、过压、过载阈值）；⑦保存参数并试运行，观察压力波动是否在允许范围内。五、综合应用题（每题20分，共40分）题目1：设计自动化分拣单元控制程序（基于西门子S7-1200PLC）任务要求：-分拣单元由传送带（电机M1）、金属检测传感器（电感式，X1）、颜色检测传感器（光电式，X2）、推料气缸（Y1，金属）、推料气缸（Y2，非金属）组成；-工作流程：物料到达传送带→X1检测到金属→延时0.5s→Y1动作推料；若X1未检测到金属但X2检测到（非金属）→延时0.5s→Y2动作推料；物料推离后，气缸复位（Y1/Y2断开）。请完成以下内容：（1）绘制I/O分配表；（2）编写梯形图程序（或STL代码）；（3）说明调试时需注意的关键点。答案：（1）I/O分配表：输入（I）：X1：金属检测传感器（I0.0）X2：非金属检测传感器（I0.1）启动按钮（I0.2）（假设系统需手动启动）急停按钮（I0.3）（常闭）输出（Q）：Y1：金属推料气缸（Q0.0）Y2：非金属推料气缸（Q0.1）M1：传送带电机（Q0.2）（2）梯形图程序逻辑（关键部分）：-启动条件：I0.2=1且I0.3=1时，Q0.2得电，传送带运行；-金属检测：I0.0=1时，触发定时器T1（PT=500ms），T1输出后Q0.0得电，推料；推料完成后（假设物料离开传感器范围，I0.0=0），Q0.0断开；-非金属检测：I0.0=0且I0.1=1时，触发定时器T2（PT=500ms），T2输出后Q0.1得电，推料；I0.1=0时，Q0.1断开；-互锁：Q0.0和Q0.1不能同时得电（添加互锁触点）。（3）调试关键点：①传感器安装高度与角度，确保物料通过时能准确触发信号；②传送带速度与推料气缸动作时间的匹配（延时时间需根据传送带速度调整）；③气缸复位是否顺畅（检查气源压力，排除气缸卡滞）；④程序互锁逻辑验证（避免两个气缸同时动作）；⑤连续送料测试，观察系统稳定性（防止漏检或误动作）。题目2：某机电设备出现“PLC无输出”故障，分析可能原因及排查方法答案：可能原因及排查步骤：（1）PLC输出模块故障：-检查输出模块电源（24V是否正常）；-用万用表测量输出点电压（继电器输出：断电时触点通断；晶体管输出：通电时电压是否为24V）；-更换备用输出模块测试。（2）程序逻辑错误：-监控PLC程序，检查输出线圈的触发条件是否满足（如输入信号、中间继电器状态）；-确认输出地址是否与I/O分配表一致（避免地址错误）；-检查是否有强制输出或程序跳转（如STOP模式）导致输出被禁用。（3）外部负载或线路问题：-检查输出回路保险丝是否熔断；-测量负载电阻（如电磁阀线圈电阻是否正常）；-排查线路断路或短路（用万用表通断档检测导线，摇表测量绝缘电阻）；-确认负载电压与输出模块类型匹