维修电工高级技师考试题及答案

维修电工高级技师考试题及答案一、单项选择题（每题1分，共20分）1.在PLC控制系统设计中，用于存储中间状态、移位寄存器状态、定时器/计数器的当前值等数据的存储器区域是（）。A.输入映像寄存器IB.输出映像寄存器QC.变量存储器VD.内部标志位存储器M答案：C2.一台三相异步电动机，额定功率为22kW，额定电压为380V，额定功率因数为0.88，额定效率为0.91，其额定电流的计算值约为（）A。A.38.5B.42.3C.45.8D.50.1答案：B（计算过程：==3.在转速负反馈单闭环直流调速系统中，引入（）环节可以有效地抑制转速超调，减少动态速降，但可能会使系统响应变慢。A.电流截止负反馈B.电压负反馈C.微分负反馈D.积分调节答案：C4.变频器在基频以下对电动机进行调速时，为了维持电动机主磁通恒定，应同时调节（）。A.电压与频率，保持U/f为常数B.只调节频率，电压不变C.只调节电压，频率不变D.电压与频率成平方关系调节答案：A5.用于测量高压电气设备绝缘电阻，且输出电压通常有500V、1000V、2500V、5000V等多档的仪表是（）。A.万用表B.钳形电流表C.兆欧表D.接地电阻测试仪答案：C6.在STEP7编程中，用于实现“当条件满足时，接通一个扫描周期”功能的指令是（）。A.SB.RC.PD.N答案：C7.一台三相变压器，额定容量SN=1000kVA，额定电压比U1N/U2N=10/0.4kV，Y，d11联结，其高压侧的额定电流为（）A。A.57.74B.100.0C.1443.4D.1666.7答案：A（计算过程：=≈8.在自动控制系统中，前馈控制是一种（）控制方式。A.按偏差进行调节B.按扰动进行补偿C.按时间顺序进行逻辑控制D.按给定值进行随动答案：B9.触摸屏与PLC通信时，不需要在触摸屏组态软件中设置的参数是（）。A.PLC类型B.通信端口（如COM1）C.波特率D.PLC的IP地址（针对以太网）E.PLC程序中的变量地址答案：E10.对电力电缆进行直流耐压试验时，其试验电压通常为额定电压的（）倍。A.1~2B.2~3C.3~4D.4~5答案：D11.在分析运算放大器构成的信号运算电路时，“虚短”和“虚断”概念成立的前提条件是（）。A.开环增益无穷大，输入电阻无穷大B.开环增益为零，输出电阻为零C.闭环深度负反馈D.运放工作在线性区答案：D12.工厂供电系统中，用于保护变压器内部故障的主保护是（）。A.过电流保护B.电流速断保护C.瓦斯保护D.零序电流保护答案：C13.当晶闸管可控整流电路带大电感负载时，为了保证晶闸管能可靠关断，通常在负载两端（）。A.串联一个电阻B.并联一个续流二极管C.串联一个电感D.并联一个电容答案：B14.在Profibus-DP现场总线网络中，用于实现主站与从站间周期性数据交换的通信服务是（）。A.循环数据交换B.诊断报文C.全局控制D.非循环数据交换答案：A15.用示波器观测某正弦波信号，已知垂直偏转因数开关置于2V/div，探头衰减比为10:1，屏幕上波形峰-峰值高度为5div，则该信号的峰-峰值电压为（）V。A.10B.50C.100D.500答案：C（计算过程：=516.对一台长期未使用的三相异步电动机进行通电前检查，用兆欧表测量其绕组对地绝缘电阻，合格值一般应大于（）MΩ。A.0.5B.1C.5D.10答案：B17.在PID调节器中，积分时间Ti越小，表示积分作用（）。A.越强B.越弱C.不变D.先强后弱答案：A18.可编程控制器的扫描工作过程主要包括：输入采样、（）、输出刷新三个阶段。A.程序编译B.程序下载C.用户程序执行D.通信处理答案：C19.根据国家标准，用于电动机短路保护的熔断器，其熔体的额定电流应不小于电动机额定电流的（）倍。A.1.5~2.5B.2.5~3.0C.3.0~3.5D.4~7答案：A20.将二进制数（110101.101）B转换为十六进制数是（）。A.35.AB.35.5C.D5.AD.65.5答案：A二、多项选择题（每题2分，共10分，多选、少选、错选均不得分）1.下列属于变频器外部控制端子常用功能的是（）。A.正转/反转运行（FWD/REV）B.多段速选择（RH，RM，RL）C.复位（RESET）D.模拟量频率给定（如0-10V）E.紧急停止（ESTOP）答案：A，B，C，D2.在电气设备安装工程中，下列导线连接方式符合规范要求的是（）。A.铜线与铝线直接绞接B.单股铜芯线采用缠绕法后加焊锡C.多股铜芯线采用压接法或搪锡后采用接线端子连接D.在配电箱内使用瓦形垫圈压接E.使用合格的铜铝过渡接头连接铜线和铝线答案：C，D，E3.关于PLC的模拟量输入模块，下列说法正确的是（）。A.可将现场传感器的连续物理量（如温度、压力）转换为PLC可处理的数字量B.分辨率通常用位数表示，如12位C.输入信号类型通常包括0-10V电压和4-20mA电流D.不需要外部供电E.转换后的数字量范围是固定的，如0-27648（对应4-20mA）答案：A，B，C，E4.电力系统中，可能引起系统谐振过电压的原因有（）。A.变压器铁芯饱和B.断路器断口均压电容与母线电磁式电压互感器电感匹配C.系统发生单相接地故障D.线路参数（L，C）匹配形成串联或并联谐振E.投入空载长线路答案：B，D5.维修电工在进行复杂设备电气故障排查时，应遵循的基本原则和方法包括（）。A.先动口问询，了解故障发生前后的情况B.先外部后内部，先检查机械、操作部件再查电气C.先电源后负载，确保供电正常D.先简单后复杂，先处理常见易查故障E.先直流后交流，先静态后动态答案：A，B，C，D三、填空题（每空1分，共15分）1.在电气原理图中，接触器的线圈图形符号通常用______表示，其常开主触头图形符号为______。答案：长方形（或矩形）内标KM；与开关符号类似，不带黑点（或标注KM）2.三相异步电动机的调速方法主要有改变电源频率调速、改变转差率调速和______调速。答案：改变磁极对数3.在西门子S7-300/400PLC中，组织块（OB）、功能块（FB）、功能（FC）和数据块（DB）中，属于背景数据块，与特定FB实例相关联的是______。答案：背景数据块（或InstanceDB）4.测量1Ω以下的小电阻，宜采用______电桥，如凯尔文电桥。答案：双臂5.根据IEC标准，低压配电系统的接地型式主要有TN系统、TT系统和______系统。答案：IT6.在晶闸管三相全控桥式整流电路中，晶闸管的触发脉冲间隔是______度，为保证电路能启动工作或在电流断续后能再次导通，常采用宽脉冲触发或______触发。答案：60；双窄脉冲7.伺服驱动系统一般由伺服驱动器、______和检测反馈装置三部分组成。答案：伺服电机8.用戴维南定理求解复杂电路某支路电流时，需要先将该支路______，求出其两端的开路电压和等效电阻。答案：断开（或移开）9.电力变压器的并联运行必须满足三个条件：变比相等、连接组别相同、______相等。答案：短路阻抗（或阻抗电压）10.在自动控制系统的方框图中，前向通道是指从系统的______到______的信号通道。答案：输入（或给定值）；输出（或被控量）四、简答题（每题5分，共25分）1.简述变频器输出侧安装输出电抗器或du/dt滤波器的主要作用。答案：主要作用有：①抑制变频器输出的高频谐波，减少对电机的绝缘损害和电磁干扰；②降低电机端子的电压变化率（du/dt），保护电机绕组绝缘，防止因反射波造成过电压；③平滑输出电流波形，减小电机运行噪音和发热；④在长电缆传输时，可补偿电缆分布电容的影响，防止过电流和电机绝缘过早老化。2.在PLC控制系统中，什么是“互锁”控制？试以两台电动机不允许同时启动为例，画出其梯形图实现的基本逻辑（或以文字描述）。答案：“互锁”控制是指在控制电路中，利用接触器或继电器的辅助触点相互制约，使得两个或多个被控对象不能同时动作的一种保护性控制。以电动机M1和M2不允许同时启动为例，梯形图基本逻辑为：在M1的启动支路中串联M2接触器的常闭触点，在M2的启动支路中串联M1接触器的常闭触点。这样，当M1运行时，其常闭触点断开，切断了M2的启动回路，M2无法启动；反之亦然。实现了两者的启动互锁。3.什么是电力系统的“无功补偿”？在工厂配电系统中，常采用并联电力电容器进行集中补偿，其主要目的是什么？答案：无功补偿是指通过安装能提供无功功率的设备（如电容器、同步调相机、SVG等），来平衡电力系统中感性负载（如电动机、变压器）所消耗的无功功率，从而提高功率因数。主要目的有：①提高供电系统的功率因数，减少线路损耗和变压器损耗；②提高发、供电设备的利用率，在相同有功功率下，可减少系统视在功率和电流；③稳定电网电压，改善电能质量；④减少电费支出（因力调电费）。4.简述使用双踪示波器测量两个同频率正弦信号相位差的操作步骤。答案：①将两个信号分别接入示波器的CH1和CH2通道；②触发源选择CH1或CH2（通常选相位超前的信号）；③垂直模式选择“交替”或“断续”（根据信号频率选择），并调整两个通道的垂直偏转因数使波形幅度适中；④调整水平扫描速度（TIME/DIV）使屏幕上显示1-2个完整周期；⑤调整垂直位移使两个波形的基线重合于屏幕中央水平线；⑥测量两个波形上对应点（如正峰值或过零点）之间的水平距离X（div）；⑦读取水平扫描速度t（ms/div或μs/div）；⑧计算相位差：Δφ=(X*t/T)*360°，其中T为信号周期（可从扫描速度及一个周期所占格数算出）。5.在维修由单片机或PLC控制的智能设备时，若怀疑程序出现问题，通常有哪些处理思路或步骤？（请从维修电工现场可操作的角度回答）答案：①检查并确保供电电源正常、稳定；②检查并确认所有输入信号（按钮、传感器、开关量）状态正常，符合程序逻辑要求；③通过编程器、触摸屏或上位机监控软件，在线监视关键内部继电器、定时器、计数器、数据寄存器的状态，与正常情况对比；④若有条件，可进行强制（Force）操作，对某些输入/输出点或内部位进行强制通断，观察设备响应，判断逻辑是否正确；⑤检查程序是否有被修改的记录，必要时与备份的正确程序进行比对；⑥若设备有自诊断功能，读取故障代码或报警信息；⑦在确保安全的前提下，可尝试将PLC程序清零后重新下载备份的正确程序（此操作需谨慎，需有完整备份并获授权）。五、计算题（每题8分，共16分）1.某车间有一台三相异步电动机，额定参数为：PN=30kW，UN=380V，nN=1460r/min，ηN=0.9，cosφN=0.88，Ist/IN=7.0，起动转矩倍数Tst/TN=2.0。电动机由一台SN=100kVA，uk%=4%的变压器供电。试计算：（1）电动机的额定电流IN；（2）电动机能否采用直接起动？（要求起动时变压器输出电压降不超过10%，并忽略其他负载影响）答案：（1）计算额定电流：=（2）判断能否直接起动：电动机起动电流：=变压器额定电流：=电压降计算（近似公式）：Δ计算所得电压降10.65%>10%的要求。结论：该电动机不能采用直接起动方式。2.一个由运放构成的同相比例运算电路如下图所示（图中：输入电压Ui接运放同相端，反相端通过电阻R1接地，反馈电阻Rf接在输出端与反相端之间）。已知R1=10kΩ，Rf=90kΩ，运放为理想运放。求：（1）电路的电压放大倍数Auf；（2）若输入电压Ui=0.5V，输出电压Uo为多少？（3）该电路的输入电阻近似为多少？答案：（1）同相比例运算电路电压放大倍数公式：=（2）输出电压：=（3）对于理想运放，同相输入端的输入电流为零，因此该电路的输入电阻理论上为无穷大。实际应用中，其输入电阻主要由运放本身的同相输入端对地电阻（通常很大，MΩ级以上）和外部偏置电路决定，近似认为很高。六、综合分析/应用题（第1题10分，第2题14分，共24分）1.某生产线由一台西门子S7-300PLC控制，其部分控制要求如下：按下启动按钮SB1（I0.0），传送带电机M1（Q4.0）启动；物料到达位置A，由传感器SQ1（I0.1）检测，SQ1动作后，机械手开始下降（Q4.1）；下降到位由下限位开关SQ2（I0.2）检测，SQ2动作后，机械手夹紧工件（Q4.2），夹紧动作由压力继电器SP（I0.3）常开触点（达到设定压力时闭合）确认；夹紧确认后，机械手上升（Q4.3）；上升到位由上限位开关SQ3（I0.4）检测，SQ3动作后，机械手右移（Q4.4）；右移到位由右限位开关SQ4（I0.5）检测，SQ4动作后，机械手下降（Q4.1）；下降到下限位SQ2（I0.2）再次动作，机械手松开（复位Q4.2），松开工件；松开后（假设有松开确认信号I0.6，或延时2秒），机械手上升（Q4.3）；上升至上极限SQ3（I0.4）动作，机械手左移（Q4.5）返回原点；左移到位由左限位开关SQ5（I0.7）检测，SQ5动作后，一个工作循环结束，等待下一次启动。要求：具有急停功能（急停按钮接I1.0常闭点，急停时所有输出复位）。请根据上述要求：（1）列出该控制系统所需的PLC输入/输出点（地址已标注，请汇总）。（2）设计该顺序控制功能的程序结构，建议采用何种编程方法（如起保停、置位复位、顺序功能图SFC）？并简述理由。答案：（1）I/O点列表：输入（I）：启动按钮SB1（I0.0），传感器SQ1（I0.1），下限位SQ2（I0.2），压力继电器SP（I0.3），上限位SQ3（I0.4），右限位SQ4（I0.5），松开确认（I0.6），左限位SQ5（I0.7），急停按钮（I1.0常闭）。输出（Q）：传送带电机M1（Q4.0），机械手下降（Q4.1），机械手夹紧（Q4.2），机械手上升（Q4.3），机械手右移（Q4.4），机械手左移（Q4.5）。（2）程序结构设计建议：采用顺序功能图（SFC，在S7-300中可用GRAPH语言或步序继电器+转换条件编程）方法。理由：该控制过程是典型的顺序控制，步骤清晰，每个步都有明确的转换条件（传感器信号），且步与步之间是单序列顺序执行。使用SFC或步进编程方法，能够直观地描述工艺流程，程序结构清晰，易于设计、调试、阅读和维护，也便于后续增加或修改步骤。2.现有一台旧设备改造项目，原设备使用一台三相绕线式异步电动机驱动，采用转子串电阻启动和调速。现计划改用变频器驱动普通三相鼠笼式电动机进行调速控制。已知原电动机参数：P_N=45kW，U_N=380V，I_N≈85A，n_N=980r/min。负载为恒转矩性质，要求调速范围D=5（即最高转速：最低转速=5:1），在整个调速范围内要求负载能力稳定。请分析并回答：（1）选用变频器时，其额定容量（kVA或kW）和额定输出电流应如何选择？请给出具体计算或选择依据。（2）若采用普通V/f控制模式的变频器，在低频（低速）运行时，可能会遇到什么问题？如何解决？（从变频器功能设置角度说明）（3）为确保改造后系统安全可靠运行，除了变频器本体，还需要配置哪些主要外围电气元件？（列出至少4种并说明作用）（4）在安装布线时，关于变频器的输入输出动力电缆、控制信号线应遵循哪些基本原则以防止干扰？答案：（1）变频器选择：由于是恒转矩负载，且调速范围较宽（含低速），变频器容量应不小于电动机容量。额定电流选择：变频器额定输出电流应大于等于电动机额定电流。电动机额定电流约85A，考虑一定的过载能力和裕量，通常选择变频器额定输出电流为电机额定电流的1.05~1.1倍。即至少选择85×容量选择：对应380V电压，额定输出电流约90A的变频器，其额定功率通常为45kW或55kW（因不同品牌系数有差异）。为确保在低速时也能提供足够的转矩输出，建议