维修电工高级技师试题及答案完整版

维修电工高级技师试题及答案完整版一、单项选择题（每题1分，共20分）1.在PLC控制系统中，用于驱动外部负载的模块是（）。A.CPU模块B.电源模块C.输入模块D.输出模块答案：D2.下列传感器中，属于数字量输出的是（）。A.热电阻B.光电编码器C.热电偶D.应变片答案：B3.三相异步电动机采用变频调速时，为了实现恒转矩负载下的调速，通常需要保持（）。A.U/B.电压为常数C.电流为常数D.功率为常数答案：A4.在步进电机驱动系统中，细分驱动的主要目的是（）。A.提高电机转速B.增大电机转矩C.减小步距角，提高运行平稳性D.降低电机功耗答案：C5.交-直-交电压型变频器中间直流环节的储能元件是（）。A.大电感B.大电容C.电阻D.蓄电池答案：B6.触摸屏与PLC通讯时，通常用来显示和修改PLC内部数据的是（）。A.输入继电器B.输出继电器C.数据寄存器D.辅助继电器答案：C7.在进行复杂设备电气故障排查时，应优先遵循的原则是（）。A.先复杂后简单B.先外部后内部C.先内部后外部D.先软件后硬件答案：B8.伺服电机控制系统中的位置检测元件通常不采用（）。A.旋转变压器B.光电编码器C.光栅尺D.测速发电机答案：D9.下列PLC编程语言中，属于图形化语言的是（）。A.指令表B.结构化文本C.顺序功能图D.梯形图答案：D10.一台三相异步电动机铭牌上标有“额定电压380V/220V，接法Y/△”，当电源线电压为380V时，电动机应接成（）。A.Y形B.△形C.Y形或△形均可D.无法确定答案：A11.在变频器输出侧安装电抗器的主要作用是（）。A.提高功率因数B.抑制谐波和减小dv/dtC.稳定直流电压D.提高输出频率答案：B12.工业机器人控制系统中最核心的部分是（）。A.伺服驱动系统B.示教器C.控制器D.末端执行器答案：C13.在Profibus-DP现场总线网络中，一个网段最多可以连接（）个从站。A.32B.64C.126D.256答案：C14.晶闸管三相全控桥式整流电路，当控制角α=0°时，其输出电压波形处于（）状态。A.整流B.逆变C.续流D.失控答案：A15.用于测量电机绕组绝缘电阻的仪表是（）。A.万用表B.钳形电流表C.兆欧表D.电桥答案：C16.在自动控制系统中，前馈控制的主要作用是（）。A.消除稳态误差B.提高系统稳定性C.抑制可测量的扰动D.改善动态响应答案：C17.以下关于PLC中断功能的描述，错误的是（）。A.中断事件发生时，CPU暂停主程序，转去执行中断服务程序B.中断优先级可以设置C.中断服务程序执行完毕后，返回主程序断点继续执行D.所有中断的优先级都相同答案：D18.RS-485串行通信接口标准的最大传输距离约为（）。A.15米B.50米C.1200米D.5000米答案：C19.增量式光电编码器A、B两相脉冲相位差90°，其作用是（）。A.提高分辨率B.判断旋转方向C.提高抗干扰能力D.提供零位信号答案：B20.某设备采用西门子S7-1200PLC，其数字量输入模块的一个通道指示灯常亮，但程序监测不到该点输入，最可能的原因是（）。A.外部信号未接通B.模块供电故障C.PLC处于STOP模式D.该通道硬件损坏答案：D二、多项选择题（每题2分，共20分，多选、少选、错选均不得分）1.下列属于工业控制网络常见拓扑结构的有（）。A.星型B.总线型C.环型D.树型答案：A,B,C,D2.变频器常见的制动方式有（）。A.能耗制动B.回馈制动C.直流制动D.反接制动答案：A,B,C3.影响PLC控制系统可靠性的主要因素包括（）。A.环境温度与湿度B.电磁干扰C.电源质量D.机械振动答案：A,B,C,D4.伺服电机选型时，需要考虑的主要参数有（）。A.额定转矩B.额定转速C.转动惯量D.编码器分辨率答案：A,B,C,D5.以下关于接地与接零保护的描述，正确的有（）。A.保护接地适用于中性点不接地的低压系统B.保护接零适用于中性点接地的低压系统C.在同一系统中，不允许部分设备接地，部分设备接零D.接地电阻越小越好答案：A,B,C,D6.可编程控制器的模拟量输入模块可以连接的传感器信号类型有（）。A.0-10VDCB.4-20mADCC.0-5VDCD.PT100热电阻信号答案：A,B,C7.工业机器人示教编程的主要步骤包括（）。A.手动操纵机器人到达目标点B.记录目标点的位置和姿态数据C.设置运动参数（速度、插补方式等）D.编写逻辑控制程序答案：A,B,C,D8.下列属于智能仪表常见功能的有（）。A.量程自动切换B.非线性补偿C.数字滤波D.PID控制答案：A,B,C,D9.在分析电气原理图时，应重点关注的内容有（）。A.主电路的结构和控制对象B.控制电路的逻辑关系C.各电气元件的型号规格D.保护环节的设置答案：A,B,D10.以下措施可以提高系统抗电磁干扰能力的有（）。A.采用屏蔽电缆B.信号线与动力线分开敷设C.加装隔离变压器D.在信号输入端并联电容答案：A,B,C三、填空题（每空1分，共20分）1.三相异步电动机的旋转磁场转速称为________转速，其计算公式为________。答案：同步，=（其中f为电源频率，p为磁极对数）2.在PLC的存储器中，________存储器用于存储用户程序，断电后内容靠电池保持；________存储器用于存储系统程序和固定数据，用户不能修改。答案：RAM（或用户存储器），ROM3.变频器控制方式中，矢量控制是通过对电机________和________的解耦控制，实现对电机转矩的精确控制。答案：励磁电流，转矩电流4.根据IEC61131-3标准，PLC的五种标准编程语言是梯形图、功能块图、________、________和结构化文本。答案：指令表，顺序功能图5.在电气设备绝缘预防性试验中，________试验用于检查绝缘介质损耗，________试验用于检查绝缘的局部缺陷。答案：介质损耗角正切（tanδ），局部放电6.工业以太网交换机中，________功能可以消除网络环路，________功能可以将网络划分为多个独立的广播域。答案：生成树协议（STP），虚拟局域网（VLAN）7.晶闸管的三个电极分别是阳极、阴极和________。要使晶闸管从导通变为关断，必须使其阳极电流小于________电流。答案：门极，维持8.在自动控制系统中，比例积分微分调节器的传递函数为________，其中比例环节的作用是________。答案：(s9.某设备采用绝对式光电编码器，其分辨率为12位，则它一圈可以输出________个不同的位置代码。答案：4096（或）10.进行电气安全操作时，必须严格执行________制度、________制度。答案：工作票，监护四、简答题（每题5分，共30分）1.简述在变频调速系统中，为什么要设置上限频率和下限频率？通常如何设置？答案：设置上限频率是为了防止电机超速运行，避免机械强度不足或工艺要求限制。设置下限频率是为了防止电机在过低频率下运行导致散热不良、转矩不足或产生振荡。上限频率通常设置为电机的额定频率或根据工艺要求设定；下限频率一般设置在5-10Hz，对于有专用冷却风扇的电机可适当降低。2.在PLC控制系统中，什么是“扫描周期”？简述PLC在一个扫描周期内主要完成哪些工作？答案：PLC从第一条用户程序开始，按顺序逐条执行用户程序，直到最后一条程序，然后返回第一条程序重新开始，这个过程称为一个扫描周期。在一个扫描周期内主要完成以下工作：（1）输入采样阶段：读取所有输入端子状态并存入输入映像寄存器。（2）程序执行阶段：按顺序执行用户程序，根据输入映像寄存器和程序逻辑，刷新输出映像寄存器状态。（3）输出刷新阶段：将输出映像寄存器的状态传送到输出锁存器，驱动外部负载。3.伺服驱动器在位置控制模式下，通常有哪几种位置指令来源？请简要说明。答案：主要有三种：（1）脉冲序列指令：来自PLC或运动控制器的脉冲信号，通过脉冲频率和数量控制速度和位置。（2）模拟量电压指令：来自模拟量输出模块的电压信号（如±10V），电压大小对应速度或位置。（3）内部寄存器指令：通过通讯方式（如总线）将目标位置写入驱动器的内部位置寄存器，驱动器自动规划运动曲线完成定位。4.什么是“电气互锁”和“机械互锁”？在正反转控制电路中，为什么必须设置互锁？答案：电气互锁是利用接触器或继电器的常闭辅助触点串接在对方线圈回路中，实现相互制约。机械互锁是通过机械联动机构，使两个接触器的可动部分不能同时动作。在正反转控制电路中，若不设置互锁，可能因误操作或触点粘连导致两个接触器同时吸合，造成主电路电源相同短路，引发严重事故。因此必须设置可靠的电气和/或机械互锁。5.简述工业现场总线技术相比传统点对点接线方式的主要优点。答案：主要优点包括：（1）布线简单，节省大量电缆、桥架和接线工时，降低安装成本。（2）信息集成度高，可以实现设备间的数据交换与共享，便于集中监控和管理。（3）系统扩展和维护方便，增加或减少节点灵活。（4）可靠性提高，数字通信抗干扰能力强，且具备故障诊断功能。（5）互操作性好，遵循统一标准的设备可以方便地集成。6.在进行大修后设备的电气调试前，应做哪些必要的检查？答案：应做以下检查：（1）检查所有电气元件安装是否牢固，接线是否正确、可靠，线号是否清晰。（2）检查主电路、控制电路对地及相间的绝缘电阻，应符合规范要求。（3）检查各保护电器（熔断器、断路器、热继电器等）的整定值是否设定正确。（4）检查电机等旋转部件机械安装是否完好，手动盘车是否灵活。（5）检查电源电压、相序是否正确。（6）检查PLC、变频器等智能设备的参数设置是否与图纸及工艺要求一致。五、计算题（每题8分，共16分）1.一台三相异步电动机，已知额定功率=45kW，额定电压=380V（1）电动机的额定电流。（2）若采用Y-△降压启动，启动电流为直接启动电流的1/3，当电网要求启动电流不超过300A时，该电机能否采用Y-△启动？（设直接启动电流为额定电流的7倍）答案：（1）额定电流计算公式：=代入数据：=（2）直接启动电流：=Y-△启动电流：=由于196A<300A，所以该电机可以采用Y-△启动满足电网要求。2.某PLC模拟量输入模块用于测量0-10MPa的压力变送器信号（输出4-20mA）。该模块的量程卡设置为4-20mA，数字量输出范围为0-27648。试计算：（1）当压力为5MPa时，理论上的输入电流值是多少mA？（2）此时PLC模块转换后的数字量值大约是多少？（3）若程序中读到的数字量值为13824，则对应的压力值约为多少MPa？答案：（1）根据线性关系：I当P=5MPa时，I（2）数字量值N与电流I的关系：N当I=12mA时，N（3）当N=13824时，I对应压力：P六、综合分析/应用题（共44分）1.（12分）下图为某机床工作台自动往返控制的PLC（以西门子S7-200为例）部分梯形图程序及I/O地址定义。请分析程序功能，并回答下列问题。I/O定义：I0.0：停止按钮；I0.1：正向启动按钮；I0.2：反向启动按钮；I0.3：正向限位开关SQ1；I0.4：反向限位开关SQ2；Q0.0：正向接触器KM1；Q0.1：反向接触器KM2。（梯形图程序描述：网络1：I0.1与I0.4常开、I0.0常闭、I0.3常闭、Q0.1常闭、Q0.0线圈串联后与Q0.0常开并联，形成正向启动自锁。网络2：I0.2与I0.3常开、I0.0常闭、I0.4常闭、Q0.0常闭、Q0.1线圈串联后与Q0.1常开并联，形成反向启动自锁。）（1）简述该程序实现的自动往返工作过程。（2）程序中I0.3和I0.4的常闭触点分别串在对方回路中，起什么作用？（3）若实际调试中发现工作台到达正向限位后，不能自动返回，反而停止并报警，可能的原因有哪些？（至少列出三点）答案：（1）工作过程：按下正向启动按钮I0.1，Q0.0得电自锁，工作台正向运动。当运动到正向限位，撞压SQ1（I0.3常闭断开），Q0.0失电，正向运动停止；同时I0.3常开触点闭合（图中未直接画出，但实际硬件接线会使I0.2回路有效，或程序中有其他网络将I0.3状态传递），触发反向启动回路，Q0.1得电自锁，工作台反向运动。到达反向限位SQ2（I0.4）时，过程类似，实现自动往返。按下停止按钮I0.0，任何时候都可停止。（2）I0.3的常闭触点串在正向回路，I0.4的常闭触点串在反向回路，起限位保护作用。当工作台运行到相应极限位置时，限位开关动作，切断该方向运动，防止超程。（3）可能原因：①反向启动回路未能有效触发，例如I0.3常开触点信号未送到或中间继电器故障。②反向接触器KM2本身故障或线圈控制线路断路。③反向限位开关SQ2初始状态错误（常闭触点已断开）或损坏。④PLC输出点Q0.1损坏。⑤机械部分卡死，电机过载导致热保护动作。2.（14分）某生产线由一台变频器驱动一台45kW风机。变频器采用外部端子控制启停，模拟量输入AI1（0-10V）给定频率。运行中出现以下故障现象：变频器运行一段时间后，报“过载”故障（故障代码OL）停机。现场检查发现，电机温升正常，机械负载无异常。请分析：（1）变频器报“过载”故障的可能原因有哪些？（至少列出四点）（2）如何通过监控变频器参数来辅助判断故障根源？（3）如果故障原因是电网电压瞬间跌落，导致变频器直流母线电压过低，电流增大而触发过载保护。请问除了检查电网，还可以调整变频器哪些相关参数以提高抗干扰能力？答案：（1）可能原因：①变频器输出电流检测回路异常，误报过载。②变频器容量选型偏小，或电机参数设置不正确（如电流、功率）。③加速时间设置过短，导致加速电流过大。④V/f曲线设置不当，低频时转矩补偿过高。⑤电网电压过低或波动过大。⑥载波频率设置过高，导致开关损耗增大，变频器过热。⑦外部负载存在周期性波动或突然加重。（2）可监控以下参数：①运行电流：与电机额定电流比较，判断是否真实过载。②输出转矩：判断负载情况。③直流母线电压：判断电网质量。④散热器温度：判断冷却是否良好。⑤输入/输出电压：判断电压是否平衡。⑥累计运行时间及故障记录。（3）可调整参数：①降低载波频率，减少开关损耗和干扰。②适当延长加速/减速时间，减小冲击电流。③启用“自动电压调整（AVR）”功能（如果变频器具备），在电压跌落时维持输出电压稳定。④检查并优化“失速防止”功能相关参数（如电流限制水平）。⑤考虑加装进线电抗器或直流电抗器，以抑制电网谐波和瞬间波动。3.（18分）现有一个由PLC、触摸屏、变频器、三相异步电机及传感器组成的物料输送控制系统。要求实现以下功能：通过触摸屏设定输送带运行速度（对应变频器频率），并可手动启停；物料到达检测位置（传感器A）时，输送带全速运行；物料离开检测位置后，延迟10秒自动降速至触摸屏设定的低速运行；系统有运行、故障状态指示。请完成：（1）设计系统控制框图，标明主要设备及信号流向。（2）分配PLC的I/O地址（自行合理假设，列表说明）。（3）设计主要的PLC程序流程图或梯形图逻辑（描述关键网络功能即可）。答案：（1）系统控制框图：[触摸屏]←通讯→[PLC]←数字量输出→[变频器启停端子]←模拟量输出→[变频器频率给定]←数字量输入←[传感器A]←数字量输入←[变频器故障输出][变频器]→[三相异步电机]→[输送带]