维修电工高级技师理论知识试题及答案

维修电工高级技师理论知识试题及答案一、单项选择题(每题1分，共20分)1.在PLC控制系统中，用于驱动接触器线圈、指示灯等负载的输出模块类型通常是（）。A.继电器输出型B.晶体管输出型C.晶闸管输出型D.模拟量输出型答案：A2.一台三相异步电动机的额定电压为380V，额定电流为10A，功率因数为0.85，效率为0.88，其额定功率约为（）。A.4.0kWB.4.8kWC.5.5kWD.7.5kW答案：C解析：=3.在变频调速系统中，为了获得恒转矩调速特性，在基频以下调速时应采用（）控制方式。A.恒压频比(U/f)B.恒功率C.恒电流D.矢量控制答案：A4.用于测量绝缘电阻的仪表是（）。A.万用表B.兆欧表C.电桥D.钳形电流表答案：B5.在步进电机驱动器中，细分驱动的主要作用是（）。A.提高电机转速B.增大输出转矩C.提高步距角分辨率，使运行更平稳D.降低功耗答案：C6.触摸屏与PLC通信时，通常不需要设置（）。A.IP地址（若为以太网）B.波特率C.数据位、停止位D.PLC的输入/输出点数答案：D7.三相全控桥式整流电路带大电感负载，控制角α的移相范围是（）。A.0°~90°B.0°~120°C.0°~150°D.0°~180°答案：A8.在自动控制系统中，前馈控制主要用于补偿（）。A.随机干扰B.给定值的变化C.可测量的扰动D.反馈信号的误差答案：C9.根据GB50054《低压配电设计规范》，用于直接接触电击防护的剩余电流动作保护器（RCD），其额定剩余动作电流不应大于（）。A.10mAB.30mAC.100mAD.300mA答案：B10.在PLC的编程语言中，最接近于电气原理图形式的是（）。A.指令表(IL)B.结构化文本(ST)C.顺序功能图(SFC)D.梯形图(LD)答案：D11.一台直流他励电动机，在励磁电流和负载转矩不变的情况下，若电枢电压降低，则电机的转速将（）。A.升高B.降低C.不变D.忽高忽低答案：B12.在PID调节器中，积分环节（I）的作用主要是（）。A.加快系统响应，减小稳态误差B.消除稳态误差C.抑制系统超调D.提高系统稳定性答案：B13.RS-485串行通信接口标准的特点是（）。A.点对点通信，传输距离短B.差分信号传输，抗干扰能力强，支持多点通信C.电流环通信方式D.传输速率低，仅用于人机界面答案：B14.用于检测旋转机械轴位移（轴向窜动）的传感器通常是（）。A.电涡流传感器B.光电编码器C.热电阻D.霍尔传感器答案：A15.在变频器输出侧安装du/dt滤波器的主要目的是（）。A.提高功率因数B.抑制变频器产生的高次谐波对电网的影响C.降低电机端过电压和尖峰电压，保护电机绝缘D.增大输出电流答案：C16.根据IEC61131-3标准，PLC的编程语言不包括（）。A.C++B.梯形图(LD)C.功能块图(FBD)D.结构化文本(ST)答案：A17.在电力电子电路中，实现电气隔离和信号传递的常用器件是（）。A.变压器B.光耦C.继电器D.电容器答案：B18.对一台长期未使用的三相异步电动机进行绝缘检查，应使用（）。A.万用表电阻档B.钳形电流表C.500V兆欧表D.2500V兆欧表答案：C19.工业以太网交换机中，STP（生成树协议）的主要作用是（）。A.提高网络传输速度B.防止网络广播风暴C.在网络出现环路时提供冗余路径并防止环路D.进行数据加密答案：C20.在设备点检中，通过听、摸、看、闻等方式进行的检查属于（）。A.精密点检B.日常点检C.定期点检D.专业点检答案：B二、多项选择题(每题2分，共20分，多选、少选、错选均不得分)1.下列属于PLC模拟量输入信号的有（）。A.4~20mA电流信号B.0~10V电压信号C.热电阻（Pt100）信号（需变送器或特殊模块）D.按钮的常开触点信号E.行程开关的通断信号答案：A,B,C2.变频器常见的频率给定方式有（）。A.操作面板给定B.模拟量给定（如0-10V）C.多段速给定D.通信给定（如PROFIBUS,Modbus）E.以上都是答案：E3.下列措施中，可以有效抑制或消除控制系统干扰的有（）。A.对信号线采用屏蔽电缆并正确接地B.在感性负载（如接触器线圈）两端并联阻容吸收回路C.动力线与信号线分开敷设D.采用隔离变压器为控制系统供电E.将PLC的输入公共端与输出公共端短接答案：A,B,C,D4.关于伺服驱动系统，下列说法正确的有（）。A.通常包含位置、速度、电流三环控制B.响应速度快，定位精度高C.必须与编码器或光栅尺等位置检测元件构成闭环D.只能用于点位控制，不能用于连续轨迹控制E.交流伺服系统已逐步成为主流答案：A,B,C,E5.工业机器人控制系统的主要组成部分包括（）。A.控制器（控制柜）B.伺服驱动器与电机C.示教器D.传感器系统E.机械本体答案：A,B,C,D6.下列属于电气设备故障诊断常用方法的有（）。A.直接观察法（看、听、闻、摸）B.仪器仪表测量法（电压、电流、电阻、波形）C.替换法（用好元件替换疑似故障元件）D.短接法（短接部分电路判断开路点）E.程序诊断法（利用PLC、CNC等自诊断功能）答案：A,B,C,D,E7.关于变压器并联运行的条件，下列说法正确的有（）。A.连接组别必须相同B.额定电压和变比应相等（允许有微小偏差）C.短路阻抗标幺值应接近（以减少环流）D.容量必须完全相同E.相序必须一致答案：A,B,C,E8.在电气安全技术中，保护接地（IT系统、TT系统）和保护接零（TN系统）的主要目的有（）。A.防止设备漏电时发生人身触电事故B.保证供电系统的稳定性C.为漏电保护器正常工作提供条件D.防止设备过载E.迅速切断单相接地故障电流答案：A,E9.下列传感器中，属于非接触式测量的有（）。A.光电开关B.电涡流位移传感器C.热电偶D.超声波传感器E.应变片式压力传感器答案：A,B,D10.MES（制造执行系统）在工厂自动化中的主要功能包括（）。A.生产调度与排程B.设备状态监控与维护管理C.物料跟踪与管理D.质量过程控制E.底层PLC编程答案：A,B,C,D三、判断题(每题1分，共10分，正确的打“√”，错误的打“×”)1.PLC的输入继电器（I）的状态仅由外部输入信号决定，不能用程序驱动。（）答案：√2.变频器在基频以上调速时，输出电压保持额定电压不变，属于恒功率调速。（）答案：√3.三相异步电动机的星-三角（Y-Δ）降压起动方式，起动电流和起动转矩都减小为直接起动时的1/3。（）答案：√4.在直流调速系统中，采用转速负反馈可以消除由负载变化引起的稳态速降。（）答案：√5.PROFIBUS-DP是一种主要用于车间级监控和管理的工业以太网协议。（）答案：×(PROFIBUS-DP是现场总线，不是以太网；车间级监控常用工业以太网如PROFINET)6.熔断器在电路中既可作短路保护，也可作过载保护。（）答案：×(普通熔断器主要作短路保护，过载保护特性不佳)7.触摸屏本身具有强大的逻辑控制功能，可以完全替代PLC。（）答案：×(触摸屏是HMI，主要功能是显示和操作，逻辑控制仍需PLC等控制器)8.增量式光电编码器断电后能记忆当前位置，绝对式编码器则不能。（）答案：×(说反了，绝对式编码器断电能记忆位置，增量式不能)9.在设备电气改造中，为了节约成本，可以省略安全回路和急停回路。（）答案：×(安全回路和急停回路是保障人身和设备安全的关键，绝对不能省略)10.使用万用表测量在线电阻时，必须确保被测电路已断电且电容已放电。（）答案：√四、填空题(每空1分，共20分)1.根据国家标准，电气控制原理图一般分为______电路、______电路和信号指示电路等部分。答案：主，控制2.三相异步电动机的调速方法主要有变极调速、______调速和______调速。答案：变频，变转差率3.在PLC的扫描工作周期中，主要包括______、______和输出刷新三个阶段。答案：输入采样，程序执行4.一个8位的模拟量输入模块，其分辨率是______。若其量程为0-10V，则它能识别的最小电压变化约为______mV。答案：=256(或1/256)，5.常用的工业网络通信协议中，Modbus协议的数据链路层标准主要有______和______两种。答案：RTU，ASCII(或TCP)6.谐波会对电网和设备造成危害，主要包括：引起电网______损耗增加；导致电容器和电缆______；引起电机附加发热和振动等。答案：谐振，过热7.液压系统中，电磁换向阀的“位”是指阀芯的______，“通”是指阀体上的______。答案：工作位置，油路接口数8.在绘制电气安装接线图时，同一电器的各部件必须画在一起，并用______表示它们之间的电气连接关系。答案：虚线9.用于测量电动机三相电流是否平衡，最方便的工具是______。答案：钳形电流表10.数控机床的伺服系统按控制原理可分为______控制和______控制两大类。答案：开环，闭环五、简答题(每题5分，共20分)1.简述PLC控制系统与继电器-接触器控制系统相比的主要优点。答案：1.可靠性高，抗干扰能力强。PLC采用大规模集成电路和严格的生产工艺，内部电路采用光电隔离等抗干扰技术，平均无故障时间长。2.编程简单，易于掌握。梯形图语言直观形象，易于被电气技术人员接受。3.功能强大，灵活通用。一台PLC通过编程可实现复杂的逻辑控制、顺序控制、定时计数、算术运算、PID调节、通信联网等功能。4.体积小，功耗低，易于安装维护。PLC结构紧凑，接线大大简化，故障诊断功能强大。5.设计、施工、调试周期短。硬接线少，主要工作在于软件编程，修改方便。2.在变频器使用中，为什么要避免在过低频率下长期运行？可采取什么措施？答案：原因：普通异步电机自带的风扇冷却效果与转速（频率）成正比。在过低频率下长期运行时，电机转速很低，自冷风扇风量不足，会导致电机散热不良，温升过高，可能烧毁电机绝缘。措施：1.对电机进行强制通风，加装独立冷却风机。2.选择变频专用电机（自带独立强制冷却风机）。3.对变频器设置合适的低频转矩提升（电压补偿），但不宜过大，以免引起过流。4.合理设置变频器的载波频率和电机参数，优化运行性能。3.什么是“接地故障”？在TN-S系统中，发生单相接地故障时，保护电器（断路器或熔断器）是如何动作的？答案：接地故障是指因绝缘损坏导致相线（火线）与电气装置的外露可导电部分（如金属外壳）、保护导体或大地之间的短路。在TN-S系统中，发生设备金属外壳单相接地故障时，故障电流通过PE线（保护接地线）构成回路。由于此回路阻抗小，故障电流较大，能使线路上的过电流保护装置（断路器或熔断器）在规定时间内迅速自动切断电源，从而防止人身触电和火灾危险。这是TN系统利用“接零保护”和过电流保护实现间接接触防护的原理。4.简述工业机器人示教编程的两种主要方式及其特点。答案：1.在线示教编程（手把手示教）：方式：操作人员通过手动操作机器人示教器（或直接牵引机器人末端），引导机器人运动到目标位置并记录下各关节坐标或末端位姿。特点：直观简单，易于掌握；但编程时生产线需停机，占用生产时间；难以完成复杂轨迹和精确的路径规划。2.离线编程：方式：在计算机专用的仿真软件中，利用三维模型构建机器人工作站，规划路径和工艺参数，生成机器人控制程序，然后下载到机器人控制器中。特点：编程不占用机器人生产时间，效率高；可进行复杂轨迹、多机器人协同的仿真和优化；但对软件和操作人员要求高，需要与实际现场精确校准。六、计算题(每题8分，共16分)1.某车间有一台三相异步电动机，额定功率=22kW，额定电压=380V(1)电动机的额定电流。(2)选择用于直接起动的三相断路器（作短路保护）和热继电器（作过载保护）的整定电流范围（热继电器整定电流通常为(0.95(3)若采用铜芯塑料绝缘导线（BV线）明敷供电，环境温度30℃，请根据额定电流选择导线的最小截面积（参考载流量：10mm²-55A，16mm²-70A，25mm²-90A）。答案：(1)计算额定电流：==(2)断路器额定电流选择：应略大于或等于，可选50A或63A框架电流，脱扣器整定电流按1.1∼1.3热继电器整定电流范围：0.95∼(3)导线选择：考虑载流量应大于等于=42.32.一个由PLC控制的PID温度调节系统，温度变送器量程为0-200℃，输出4-20mA。PLC模拟量输入模块将4-20mA转换为0-27648的数字量。当前PLC读取到的数字量为N=13824，PID输出数字量(1)当前测量的实际温度值T。(2)若PID输出数字量范围为0-27648，对应变频器频率0-50Hz。当前PID输出M=18000时，变频器的给定频率答案：(1)计算当前温度：数字量范围：27648−当前输入对应的电流值：I温度量程：200当前温度：T或者直接用数字量比例计算：T(2)计算变频器给定频率：输出数字量比例：≈给定频率：f七、综合应用题(每题14分，共14分)某自动化生产线有一个物料传送带，由一台三相异步电动机（M1）驱动，由变频器（VF1）控制。传送带末端有一个光电传感器（SQ1）检测物料到位。另有一个机械手，由一台伺服电机（SM1）驱动，用于抓取物料。机械手原点由接近开关（SQ2）确定。控制系统采用PLC（CPU1214CDC/DC/DC）作为主控制器。工艺要求如下：1.按下启动按钮SB1，传送带以30Hz速度运行。2.当光电传感器SQ1检测到物料到位（信号ON）后，传送带停止。3.传送带停止后，机械手从原点（SQ2ON）开始动作：下降→夹紧物料→上升→右行至指定位置（由伺服内部位置1决定）→下降→松开物料→上升→左行返回原点。4.机械手返回原点后，传送带自动重新启动，进入下一个循环。5.任何时候按下停止按钮SB2，系统完成当前动作后，停止在初始状态（传送带停，机械手在原点）。6.有必要的运行和故障状态指示。请完成以下设计任务：(1)列出本控制系统所需的PLCI/O点（地址自定），并说明其类型（输入I/输出Q）和对应的外部设备。(2)绘制传送带及机械手控制部分的顺序功能图（SFC）。(3)简述伺服电机（SM1）与PLC的典型接线与控制要点（位置模式）。答案：(1)PLCI/O地址分配表：地址类型外部设备说明I0.0DI启动按钮SB1(常开)系统启动I0.1DI停止按钮SB2(常开)系统停止I0.2DI光电传感器SQ1物料检测I0.3DI接近开关SQ2机械手原点I0.4DI伺服准备好信号来自伺服驱动器I0.5DI伺服定位完成信号来自伺服驱动器I0.6DI夹爪松开到位磁性开关I0.7DI夹爪夹紧到位磁性开关I1.0DI机械手下降下限位行程开关I1.1DI机械手上升上限位行程开关Q0.0DO变频器启动/停止控制传送带启停Q0.1DO变频器多段速1与Q0.2组合设定频率Q0.2DO变频器多段速2(例如设定01对应30Hz)Q0.3DO伺服伺服ON使能伺服驱动器Q0.4DO伺服启动(START)触发伺服动作Q0.5DO机械手下降控制下降电磁阀YV1Q0.6DO机械手夹紧控制夹紧电磁阀YV2Q0.7DO机械手上升控制上升电磁阀YV3Q1.0DO运行指示灯HL1(绿色)系统运行Q1.1DO停止/故障指示灯HL2(红色)系统停止或故障AQ0.0AO变频器模拟量速度给定(若采用模拟量给定频率)---------(若采用通信控制，则使用PROFINET或RS485接口)(2)顺序功能图（SFC）示意：```[初始步S0](激活条件：开机或停止后)|(转移条件：启动按钮SB1按下)[S1]动作：启动传送带(Q0.0=1，设定频率30Hz)，运行灯亮(Q1.0=1)|(转移条件：物料检测SQ1=1)[S2]动作：停止传送带(Q0.0=0)|(转移条件：传送带已停，且机械手在原位SQ2=1)[S3]动作：伺服使能(Q0.3=1)(若需)，机械手下降(Q0.5=1)|(转移条件：下降到位I1.0=1)[S4]动作：停止下降(Q0.5=0)，夹紧物料(Q0.6=1)|(转移条件：夹紧到位I0.7=1)[S5]动作：保持夹紧，机械手上升(Q0.7=1)|(转移条件：上升到位I1.1=1)[S6]动作：停止上升(Q0.7=0)，伺服启动右行至位置1(Q0.4触发脉冲，内部位置1)|(转移条件：伺服定位完成I0.5=1)[S7]动作：机械手下降(Q0.5=1)|(转移条件：下降到位I1.0=1)[S8]动作：停止下降(Q0.5=0)，松开物料(Q0.6=0)|(转移条件：松开到位I0.6=1)[S9]动作：机械手上升(Q0.7=1)|(转移条件：上升到位I1.1=1)[S10]动作：停止上升(Q0.7=0)，伺服启动左行回原点(Q0.4触发脉冲，内部位置0)|(转移条件：伺服定位完成I0.5=1