2026年电气控制系统设计试题库及答案解析

2026年电气控制系统设计试题库及答案解析一、单项选择题（本大题共20小题，每小题2分，共40分。在每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的，请将其代码填在括号内）

1.在电气控制系统中，热继电器主要用于电动机的（）。

A.短路保护

B.过载保护

C.失压保护

D.欠压保护

【答案】B

【解析】热继电器利用电流的热效应原理工作，主要用于三相异步电动机的长期过载保护。短路保护通常由熔断器或低压断路器完成；失压和欠压保护通常由接触器或电磁式继电器完成。

2.在PLC梯形图编程中，继电器输出型的PLC，其输出继电器的通断频率受（）限制。

A.扫描周期

B.机械触点寿命

C.内部电容

D.光电隔离器

【答案】B

【解析】继电器输出型PLC利用微小的电磁继电器作为输出元件，其内部包含机械触点。机械触点的动作速度和寿命有限，因此通断频率较低（一般小于1Hz），不适合高频开关场合。晶体管或晶闸管输出型PLC则无此限制。

3.设计电气控制柜时，为了减少控制变压器容量，控制回路电压通常选用（）。

A.380V

B.220V

C.110V或更低

D.48V

【答案】C

【解析】为了降低控制变压器容量、减小控制体积并提高操作安全性，机床电气控制线路的控制电压通常选用110V、24V等低电压。虽然220V也可直接使用，但安全性相对较低；380V通常用于主电路。

4.两个接触器实现互锁控制的主要目的是（）。

A.防止同时启动造成短路

B.保证顺序启动

C.增加控制逻辑的复杂性

D.实现自动往返控制

【答案】A

【解析】互锁（联锁）控制通常用于正反转控制电路中，将两个接触器的常闭触点分别串联在对方线圈回路中，确保两个接触器不会同时吸合，防止电源相间短路。

5.在三相异步电动机反接制动控制线路中，为了限制制动电流，通常在定子绕组中串联（）。

A.电抗器

B.电容器

C.电阻

D.熔断器

【答案】C

【解析】反接制动时，转子与旋转磁场方向的相对速度接近2倍同步转速，感应电流极大。为了限制制动电流和减小机械冲击，通常在定子电路中串接对称电阻（称为制动电阻）。

6.某PLC指令“MOVK100D10”执行后，寄存器D10中的数据为（）。

A.99

B.100

C.101

D.0

【答案】B

【解析】“MOV”为传送指令。该指令的功能是将源操作数（K100，即十进制常数100）传送到目标操作数（D10，即数据寄存器）中。执行后，D10的值变为100。

7.在西门子S7-1200/1500PLC中，访问输入映像区I0.0的第0位，采用的地址格式是（）。

A.%I0.0

B.I0.0

C.E0.0

D.X0.0

【答案】B

【解析】西门子S7系列PLC的标准地址表示法中，I代表输入，Q代表输出，M代表位存储器，DB代表数据块。I0.0表示输入字节0的第0位。

8.下列哪种传感器通常用于检测金属物体的接近，且属于非接触式检测？（）

A.光电开关

B.电容式接近开关

C.电感式接近开关

D.磁性开关

【答案】C

【解析】电感式接近开关利用电磁感应原理，仅能检测金属物体，属于非接触式检测。光电开关可检测多种物体；电容式可检测非金属；磁性开关需配合磁铁使用。

9.在变频调速系统中，若保持恒转矩调速，在低频时需要进行（）补偿。

A.功率因数

B.电压

C.电流

D.频率

【答案】B

【解析】在低频运行时，定子电阻压降所占比例增加，导致气隙磁通减小，电磁转矩不足。为了保持气隙磁通恒定，实现恒转矩调速，需要在低频时适当提高定子电压，进行电压补偿（转矩提升）。

10.PLC的工作原理是采用（）方式。

A.并行工作

B.串行工作

C.循环扫描

D.中断驱动

【答案】C

【解析】PLC采用循环扫描的工作方式，即CPU按顺序从第一条指令开始执行，直到遇到结束指令（END）后又返回第一条，周而复始。这与继电器控制系统的并行工作方式不同。

11.电气原理图中，文字符号“KM”通常代表（）。

A.中间继电器

B.接触器

C.时间继电器

D.热继电器

【答案】B

【解析】KM是接触器的文字符号。KA通常代表中间继电器；KT代表时间继电器；FR代表热继电器。

12.在星-三角（Y-△）降压启动控制电路中，启动时电动机定子绕组承受的电压是额定电压的（）。

A.1/√3

B.1/3

C.√3

D.1/2

【答案】A

【解析】星形连接时，相电压等于线电压的1/√3。由于正常运行是三角形连接（线电压等于相电压），所以星形启动时，绕组承受的电压是三角形运行时的1/√3。

13.设计PLC梯形图时，必须遵循（）的原则。

A.左重右轻，上重下轻

B.左轻右重，上轻下重

C.左重右轻，上轻下重

D.左轻右重，上重下轻

【答案】A

【解析】为了优化梯形图结构，减少指令步数，编程时应遵循“左重右轻，上重下轻”的原则。即将并联触点多的电路块放在左边，串联触点多的电路块放在上边。

14.能够实现“无触点，无火花，快速通断大电流”的电力电子器件是（）。

A.电力晶体管（GTR）

B.可关断晶闸管（GTO）

C.绝缘栅双极型晶体管（IGBT）

D.普通晶闸管（SCR）

【答案】C

【解析】IGBT结合了MOSFET和GTR的优点，具有高输入阻抗、低驱动功率、高速开关、低导通压降等特点，是目前现代变频器和伺服驱动器中的主流功率器件。SCR半控型，GTR驱动复杂且速度较慢。

15.在顺序功能图（SFC）中，步的活动状态由（）存储。

A.辅助继电器

B.定时器

C.计数器

D.输出继电器

【答案】A

【解析】在PLC中实现SFC编程时，通常使用内部辅助继电器（M）或状态继电器（S）来代表各“步”的活动状态。定时器和计数器用于步内的定时或计数功能，输出继电器用于驱动外部负载。

16.下列关于电气控制系统接地保护的说法，错误的是（）。

A.保护接地适用于中性点不接地的低压电网

B.保护接零适用于中性点直接接地的低压电网

C.同一系统中可以部分设备接地，部分设备接零

D.重复接地可以提高保护接零的可靠性

【答案】C

【解析】在同一低压配电系统中，不允许将一部分电气设备采用保护接地，而另一部分采用保护接零。因为一旦采用接地的设备发生漏电，会导致接零设备的外壳带电，引发危险。

17.PLC模拟量输入模块接收的信号通常是（）。

A.0-10V或4-20mA

B.0-5V或0-10mA

C.24VDC

D.220VAC

【答案】A

【解析】工业标准模拟量信号通常采用电压信号（如0-10V，0-5V，±10V）或电流信号（如0-20mA，4-20mA）。其中4-20mA电流信号因传输距离远、抗干扰能力强而应用最广。

18.在梯形图中，两个或两个以上的线圈（）。

A.可以并联输出

B.可以串联输出

C.不能并联，也不能串联

D.只能串联输出

【答案】A

【解析】在梯形图中，线圈代表输出，逻辑上不能串联驱动（因为线圈是执行的最终动作），但可以并联输出，即同一个逻辑条件驱动多个输出。

19.电气控制线路中的“自锁”功能是指利用接触器的（）。

A.常开辅助触点

B.常闭辅助触点

C.主触点

D.线圈

【答案】A

【解析】自锁（自保）控制是将启动按钮并联接触器的一个常开辅助触点。当接触器吸合后，常开辅助触点闭合，即使松开启动按钮，线圈仍通过该触点得电，保持运行状态。

20.对于频繁正反转且需要制动的场合，通常选用（）控制。

A.接触器联锁正反转

B.按钮联锁正反转

C.自动往返控制

D.双重联锁正反转

【答案】D

【解析】双重联锁（按钮联锁+接触器联锁）正反转控制电路结合了操作方便（可直接按下反转按钮切换）和安全可靠（接触器互锁防止短路）的优点，适用于频繁操作和切换的场合。

二、多项选择题（本大题共10小题，每小题3分，共30分。在每小题列出的五个备选项中至少有两个是符合题目要求的，请将其代码填在括号内。错选、多选、少选均不得分）

1.下列电器中，属于低压电器的有（）。

A.接触器

B.熔断器

C.变压器

D.继电器

E.高压断路器

【答案】ABD

【解析】低压电器是指交流电压1200V、直流电压1500V及以下的电路中起通断、保护、控制或调节作用的电器。接触器、熔断器、继电器均在此列。变压器（特别是电力变压器）通常跨越高低压界限，但一般不单纯归类为低压控制电器；高压断路器属于高压电器。

2.PLC选择机型时，主要考虑的性能指标包括（）。

A.存储容量

B.I/O点数

C.扫描速度

D.编程指令的功能

E.外观颜色

【答案】ABCD

【解析】PLC选型依据包括：I/O点数（满足输入输出需求）、存储容量（存放用户程序）、扫描速度（满足实时控制要求）、指令功能（是否支持高级运算、通信等）、电源类型、扩展模块等。外观颜色不是性能指标。

3.电气原理图绘制时，应遵循的原则包括（）。

A.所有电器元件按未通电、未受外力作用时的状态画出

B.主电路用粗实线绘制，控制电路用细实线绘制

C.同一电器元件的各部件按实际位置画在一起

D.各电器元件采用国家标准规定的图形符号和文字符号

E.原理图应垂直或水平布置

【答案】ABDE

【解析】电气原理图绘制原则：1.元件按非激励（不通电、不受力）状态绘制；2.主电路粗线，控制/辅助电路细线；3.采用国标符号；4.原则上垂直或水平布置；5.同一电器的不同部件（如线圈和触点）根据电路连线需要分散画在不同位置，但需用同一文字符号标注，而非按实际位置画在一起（那是装配图的要求）。

4.常见的电动机软启动器启动方式有（）。

A.电压斜坡启动

B.限流启动

C.突跳启动

D.转矩控制启动

E.直接启动

【答案】ABCD

【解析】软启动器旨在降低启动冲击。常见的控制方式包括：电压斜坡（电压逐渐升高）、限流启动（限制最大电流）、突跳启动（克服静摩擦力，施加短时高电压）、转矩控制启动等。直接启动不需要软启动器。

5.在PLC控制系统中，输入模块的作用包括（）。

A.接收现场开关量信号

B.接收现场模拟量信号

C.电平转换

D.信号滤波

E.驱动外部负载

【答案】ABCD

【解析】输入模块负责连接现场传感器与PLC内部CPU。其功能包括：接收信号（开关量或模拟量）、光电隔离（提高抗干扰能力）、电平转换（将24V等外部电平转换为PLC内部逻辑电平，如5V）、信号滤波（消除抖动）。驱动外部负载是输出模块的功能。

6.造成三相异步电动机不能启动的原因可能有（）。

A.电源缺相

B.定子绕组匝间短路

C.负载转矩过大

D.控制回路熔断器熔断

E.轴承缺干油

【答案】ABCDE

【解析】电动机不能启动涉及机械和电气两方面。电气原因：电源缺相、绕组短路、控制回路断路（熔断器熔断）；机械原因：负载卡死（转矩过大）、轴承损坏或缺油导致堵转。

7.PLC编程语言中，符合IEC61131-3标准的语言有（）。

A.梯形图（LD）

B.指令表（IL）

C.结构化文本（ST）

D.顺序功能图（SFC）

E.C语言

【答案】ABCD

【解析】IEC61131-3规定的5种编程语言为：梯形图（LD）、功能块图（FBD）、顺序功能图（SFC）、指令表（IL）、结构化文本（ST）。C语言是通用高级语言，虽部分PLC支持C语言开发，但不在IEC标准核心语言集内。

8.变频器的参数设置通常包括（）。

A.电机参数（额定电压、电流、极数）

B.加减速时间

C.运行频率上限/下限

D.控制模式选择（V/f或矢量）

E.PLCIP地址

【答案】ABCD

【解析】变频器参数设置围绕电机特性和控制需求。电机参数用于建模和保护；加减速时间影响启停平滑性；频率范围限制运行区域；控制模式决定控制精度和算法。PLCIP地址是网络通信参数，属于PLC侧或通信模块设置，不属于变频器核心电机控制参数（除非是带以太网接口的变频器设置其自身IP）。

9.电气控制系统的“联锁”控制主要包括（）。

A.顺序联锁

B.互锁联锁

C.位置联锁

D.时间联锁

E.颜色联锁

【答案】ABC

【解析】联锁是指若干个电器元件的动作相互关联。常见的有：顺序联锁（必须A动作后B才能动作）、互锁联锁（A动B不能动，反之亦然）、位置联锁（到达特定位置才能动作）。时间联锁通常属于时间控制逻辑范畴，颜色联锁无此专业术语。

10.设计PLC控制系统时，减少输入点数的方法有（）。

A.分时分组输入

B.利用输出点代替输入点

C.利用内部逻辑合并外部信号

D.矩阵输入

E.增加扩展模块

【答案】ABCD

【解析】减少输入点数是优化成本的手段。方法包括：分时分组输入（利用输出选通）、矩阵输入（硬件编码+软件解码）、利用内部逻辑（如将两个物理串联的开关作为一个输入点处理）。增加扩展模块是增加点数的方法，不是减少。

三、填空题（本大题共15小题，每小题2分，共30分）

1.电气控制系统中，熔断器主要用于________保护，而热继电器主要用于________保护。

【答案】短路；过载

【解析】熔断器对短路电流反应灵敏，用于短路保护；热继电器具有热惯性，适