2025年电气及plc控制技术试题及答案

2025年电气及plc控制技术试题及答案一、单项选择题（每题2分，共20分）1.交流接触器主触点的作用是（）。A.通断控制电路B.通断主电路C.实现自锁D.实现互锁答案：B2.热继电器的保护特性应（）电动机的过载特性。A.等于B.严于C.宽于D.无关答案：B3.PLC输入模块的公共端COM与直流电源负极连接时，输入信号应接（）。A.高电平B.低电平C.任意电平D.浮置答案：A4.S7-1200PLC中，用于存储中间状态的软元件是（）。A.输入继电器IB.输出继电器QC.位存储器MD.定时器T答案：C5.三相异步电动机能耗制动时，需向定子绕组通入（）。A.直流电流B.单相交流电流C.三相交流电流D.高频电流答案：A6.下列PLC编程语言中，最接近继电器控制电路的是（）。A.结构化文本（ST）B.梯形图（LAD）C.功能块图（FBD）D.顺序功能图（SFC）答案：B7.变频器的加速时间是指（）。A.输出频率从0Hz上升到最大频率的时间B.输出频率从10Hz上升到50Hz的时间C.输出电流从0A上升到额定电流的时间D.电机从启动到额定转速的时间答案：A8.某PLC程序中，定时器T1的设定值为500，若时基为100ms，则定时时间为（）。A.50sB.5sC.0.5sD.500ms答案：A9.三相异步电动机反接制动时，需在定子电路中串入（）以限制制动电流。A.电阻B.电容C.电感D.二极管答案：A10.PLC输出模块中，响应速度最快的是（）。A.继电器输出B.晶闸管输出C.晶体管输出D.接触器输出答案：C二、填空题（每空1分，共20分）1.低压断路器的保护功能包括______、______和欠电压保护。答案：短路保护；过载保护2.PLC的扫描周期主要包括______、______和______三个阶段。答案：输入采样；用户程序执行；输出刷新3.热继电器的整定电流一般设置为电动机额定电流的______倍。答案：1.05~1.14.S7-1200PLC中，数据块（DB）分为______和______两种类型。答案：全局数据块；背景数据块5.三相异步电动机常用的调速方法有______、______和改变转差率调速。答案：变极调速；变频调速6.变频器的控制方式主要有______、______和矢量控制。答案：V/F控制；直接转矩控制7.PLC梯形图中，串联多个常闭触点应使用______指令，并联多个常开触点应使用______指令。答案：AND-NOT；OR8.电气控制电路中，互锁的作用是______，通常通过______和______实现。答案：防止两个线圈同时通电；接触器辅助触点；PLC程序9.电动机正反转控制电路中，若仅用软件互锁而无硬件互锁，可能导致______故障。答案：电源短路三、判断题（每题1分，共10分）1.熔断器可同时作为短路保护和过载保护元件。（）答案：×2.PLC的输入信号在输入采样阶段被读取后，程序执行阶段的输入信号变化不会影响当前周期的运算结果。（）答案：√3.热继电器动作后需手动复位，不能自动恢复。（）答案：×（部分热继电器支持自动复位）4.变频器的制动电阻用于消耗电机再生制动时产生的能量。（）答案：√5.PLC的输出继电器Q的触点可以在程序中无限次使用。（）答案：√6.三相异步电动机降压启动的目的是减少启动电流，同时提高启动转矩。（）答案：×（降压启动会降低启动转矩）7.顺序功能图（SFC）中，转换条件必须是布尔量，不能是时间或计数条件。（）答案：×（转换条件可以是时间、计数等）8.继电器输出模块适用于交流负载，晶闸管输出模块适用于直流负载。（）答案：×（晶闸管输出适用于交流负载，晶体管输出适用于直流负载）9.PLC程序中，定时器T的当前值在定时过程中会不断递增，直到达到设定值。（）答案：√10.电气控制电路中，自锁的作用是保持接触器线圈通电，通常通过接触器的常开辅助触点实现。（）答案：√四、简答题（每题6分，共30分）1.简述PLC与继电器控制系统的主要区别。答案：（1）控制方式：PLC通过程序控制，继电器通过硬件连线控制；（2）灵活性：PLC修改程序即可改变控制逻辑，继电器需重新接线；（3）可靠性：PLC抗干扰能力强，继电器触点易磨损；（4）维护：PLC故障诊断方便，继电器需逐一排查触点；（5）体积与功耗：PLC体积小、功耗低，继电器系统体积大、功耗高。2.绘制三相异步电动机单向启动-停止控制电路的电气原理图（主电路+控制电路），并标注关键元件。答案：主电路：三相电源→断路器QF→熔断器FU1→接触器KM主触点→热继电器FR主触点→电动机M。控制电路：电源L1→熔断器FU2→启动按钮SB2（常开）→停止按钮SB1（常闭）→接触器KM线圈→热继电器FR常闭触点→电源N。关键元件标注：QF（断路器）、FU1/FU2（熔断器）、KM（接触器）、FR（热继电器）、SB1/SB2（按钮）。3.说明S7-1200PLC中定时器T的类型及各自特点。答案：S7-1200PLC定时器包括：（1）通电延时定时器（TON）：输入信号为1时开始定时，达到设定值后输出为1；（2）断电延时定时器（TOF）：输入信号由1变0时开始定时，达到设定值后输出为0；（3）保持型通电延时定时器（TONR）：输入信号为1时累计定时，断电时保持当前值，重新通电后继续累计，需复位指令清零。4.变频器参数设置中，“上限频率”和“下限频率”的作用是什么？设置时需注意哪些问题？答案：作用：上限频率限制变频器输出的最高频率（防止电机超速），下限频率限制输出的最低频率（防止电机堵转）。注意问题：（1）上限频率应小于等于电机额定频率；（2）下限频率应大于电机临界转速对应的频率；（3）需与电机负载特性匹配（如恒转矩负载下限频率不宜过低）；（4）需考虑变频器的载波频率对电机的影响。5.设计一个PLC控制的自动送料系统，要求：按下启动按钮后，送料电机M1启动，5秒后推料气缸Y1动作（伸出），推料到位（行程开关SQ1触发）后Y1缩回，缩回到位（SQ2触发）后M1停止，循环运行；按下停止按钮后系统立即停止。列出I/O分配表并简述控制逻辑。答案：I/O分配：输入：启动按钮SB1（I0.0）、停止按钮SB2（I0.1）、SQ1（I0.2）、SQ2（I0.3）；输出：M1（Q0.0）、Y1（Q0.1）。控制逻辑：（1）SB1按下→Q0.0置1（M1启动），TON1开始定时5秒；（2）TON1定时到→Q0.1置1（Y1伸出）；（3）I0.2（SQ1）触发→Q0.1置0（Y1缩回）；（4）I0.3（SQ2）触发→Q0.0置0（M1停止），系统回到初始状态，重新等待启动；（5）SB2按下→Q0.0、Q0.1立即置0，所有定时器复位。五、综合题（每题10分，共20分）1.某设备需实现“手动/自动”两种控制模式：手动模式下，通过按钮单独控制电机M1正转、反转和停止；自动模式下，电机M1正转30秒→停止5秒→反转30秒→停止5秒，循环运行。使用S7-1200PLC设计控制程序，要求：（1）绘制I/O分配表；（2）编写梯形图程序（关键部分加注释）。答案：（1）I/O分配：输入：手动/自动切换开关SA（I0.0）、正转按钮SB1（I0.1）、反转按钮SB2（I0.2）、停止按钮SB3（I0.3）；输出：正转接触器KM1（Q0.0）、反转接触器KM2（Q0.1）。（2）梯形图程序逻辑：①当SA=1（自动模式）时，进入自动循环：使用TON1（30秒）控制正转，TON2（5秒）控制正转后停止，TON3（30秒）控制反转，TON4（5秒）控制反转后停止，通过状态寄存器M0.0~M0.3切换各阶段；②当SA=0（手动模式）时，通过SB1、SB2、SB3直接控制KM1、KM2（需互锁）；③无论模式，SB3按下时KM1、KM2均断电。2.分析某PLC控制系统常见故障：按下启动按钮后，电机不启动。可能的故障原因有哪些？如何逐步排查？答案：可能原因：（1）电源故障：控制电路无电压；（2）输入故障：启动按钮损坏、接线松动，PLC输入点I0.0无信号；（3）PLC程序故障：程序中启动条件不满足（如互锁触点断开、定时器未复位）；（4）输出故障：PLC输出点Q0.0损坏，接触器KM线