2026年工厂电气控制技术习题附答案

2026年工厂电气控制技术习题附答案一、填空题（每空1分，共20分）1.工厂电气控制系统中，S7-1500PLC的输入模块常用电压等级为______VDC，输出模块驱动交流接触器时需选用______型输出点。2.变频器的加速时间是指从______Hz加速到______Hz所需的时间，其设置需考虑电机______和负载惯性。3.热继电器的整定电流一般设置为电机额定电流的______倍，其双金属片受热弯曲的原理基于______效应。4.三相异步电动机采用Y-Δ降压启动时，启动电流为全压启动的______，但仅适用于正常运行时为______接法的电机。5.接近开关按检测原理分为电感式、电容式和______式，其中电感式只能检测______材质。6.PLC的扫描周期由______时间、______时间和执行用户程序时间三部分组成，其中______阶段是抗干扰的关键。7.电气控制柜的接地分为保护接地和______接地，保护接地的接地电阻应小于______Ω。8.直流电动机的调速方法包括调节______电压、改变______电阻和减弱______磁通。9.工业现场中，4-20mA电流信号相比0-5V电压信号的优势是______能力强，适用于______距离传输。二、选择题（每题2分，共20分）1.某机床主轴电机额定功率15kW，额定电流30A，应选用的热继电器型号最合理的是（）A.JR36-20（14-22A）B.JR36-32（20-32A）C.JR36-63（40-63A）D.JR36-16（10-16A）2.以下PLC指令中，用于计数器复位的是（）A.CTUB.CTDC.RESETD.SET3.变频器面板显示“OC”故障代码，可能的原因是（）A.输入电压过高B.电机过载C.输出短路D.散热风扇停转4.三相异步电动机采用软启动器启动时，主要通过调节（）实现平滑启动A.电源频率B.电源电压C.转子电阻D.定子绕组接法5.以下传感器中，能同时检测金属和非金属物体的是（）A.电感式接近开关B.电容式接近开关C.光电式接近开关D.霍尔式接近开关6.PLC程序中，定时器T37（设定值100，时基0.1s）的定时时间为（）A.10sB.1sC.100sD.0.1s7.电气控制线路中，互锁的主要作用是（）A.防止电源短路B.限制启动电流C.避免两个接触器同时吸合D.提高系统响应速度8.直流电动机电枢回路串入电阻调速时，随着电阻增大，转速（）A.升高B.降低C.不变D.先升后降9.某工厂380V供电系统中，动力线路采用TN-S接地制式，其特点是（）A.中性线与保护线合一B.中性线与保护线分开C.无中性线D.保护线直接接地10.以下不属于变频器PID控制输入信号的是（）A.压力传感器信号B.温度传感器信号C.电机转速反馈信号D.按钮开关信号三、判断题（每题1分，共10分。正确打“√”，错误打“×”）1.交流接触器的线圈电压必须与控制回路电源电压一致（）2.PLC的输入点在外部信号断开时，程序中对应的输入继电器状态为“1”（）3.变频器的恒压供水控制中，PID控制器的给定值是实际水压值（）4.热继电器可以作为电机的短路保护元件（）5.接近开关的响应频率越高，越适合检测高速运动的物体（）6.三相异步电动机的转速与电源频率成反比（）7.电气控制柜内的二次线路应采用截面积不小于1.5mm²的铜芯导线（）8.PLC程序中，输出继电器（Q）的触点可以在程序中无限次使用（）9.软启动器只能用于电动机的启动，不能用于调速（）10.工业现场中，屏蔽电缆的屏蔽层应单端接地以减少干扰（）四、简答题（每题5分，共25分）1.简述三相异步电动机直接启动的条件及限制直接启动的原因。2.说明PLC输入/输出模块的隔离作用及常用的隔离方式。3.变频器参数设置中，“电机额定电流”参数设置错误会导致哪些问题？4.画出继电接触器控制电路中“正反转控制”的电气原理图（主电路+控制电路），并标注互锁触点。5.工业现场中，如何通过万用表检测接近开关的好坏？五、综合应用题（共25分）某工厂自动化生产线需设计一套送料小车控制装置，要求如下：（1）小车初始停在A点（左限位开关SQ1动作），按下启动按钮SB1后，小车向右运行；（2）到达B点（右限位开关SQ2动作）后，小车停止3秒，然后自动向左返回；（3）返回A点后停止，等待下一次启动；（4）设置急停按钮SB0，按下后小车立即停止所有动作；（5）采用S7-1200PLC控制，电机为三相异步电动机（功率7.5kW），需配置主电路和PLC控制电路。要求：（1）绘制主电路图（包括断路器、接触器、热继电器、电机）；（2）列出PLC输入/输出点分配表（需标注地址及信号类型）；（3）设计梯形图程序（包含启动、停止、限位保护、延时返回功能）。答案一、填空题1.24；继电器2.0；额定；启动转矩3.0.95-1.05；热膨胀4.1/3；Δ5.霍尔；金属6.输入采样；输出刷新；输入采样7.屏蔽；48.电枢；电枢回路；励磁9.抗干扰；长二、选择题1.B2.C3.C4.B5.B6.A7.C8.B9.B10.D三、判断题1.√2.×3.×4.×5.√6.×7.√8.√9.√10.√四、简答题1.直接启动条件：电机功率不超过电源容量的15%-20%（或电网容量足够大）。限制原因：直接启动电流为额定电流的5-8倍，会导致电网电压瞬时下降，影响其他设备正常运行，同时大电流可能损坏电机绕组。2.隔离作用：防止外部高压、干扰信号进入PLC内部，保护CPU及内部电路。常用隔离方式：光电耦合隔离（输入/输出模块内部通过光耦实现电-光-电转换）、变压器隔离（部分模块采用小信号变压器隔离）。3.若设置过大：变频器无法准确检测电机过载，可能导致电机实际过载时变频器不保护；若设置过小：电机未达到额定负载时变频器误报过载，影响正常运行。4.主电路：断路器QF→接触器KM1主触点→接触器KM2主触点（反并联）→热继电器FR→电机M。控制电路：电源→急停SB0→正转按钮SB1→KM1线圈→FR常闭→电源；同时KM1辅助常开触点并联SB1（自锁），KM1辅助常闭触点串联至KM2线圈回路（互锁）；反转按钮SB2→KM2线圈→FR常闭→电源，KM2辅助常开触点并联SB2，KM2辅助常闭触点串联至KM1线圈回路。5.检测方法：（1）接通电源（按传感器额定电压供电）；（2）用万用表直流电压档测量输出端，无被测物时输出高电平（或低电平，视型号）；（3）将金属（电感式）或物体（电容式）靠近传感器至动作距离，输出电平应翻转；（4）若无电平变化或不稳定，说明传感器损坏。五、综合应用题（1）主电路图：电源L1-L3→断路器QF（63A）→接触器KM1（主触点，控制正转）→接触器KM2（主触点，控制反转）→热继电器FR（整定电流15-18A）→三相异步电动机M（7.5kW，额定电流约15A）。（2）PLC输入/输出点分配表：信号类型地址名称说明输入（I）I0.0SB0急停按钮（常闭）输入（I）I0.1SB1启动按钮（常开）输入（I）I0.2SQ1A点左限位（常闭，初始动作）输入（I）I0.3SQ2B点右限位（常闭）输出（Q）Q0.0KM1正转接触器线圈输出（Q）Q0.1KM2反转接触器线圈（3）梯形图程序设计思路：初始化：SQ1（I0.2）常闭触点断开（小车在A点），M0.0置位允许启动；启动：按下SB1（I0.1），Q0.0（KM1）得电，小车右行；到达B点：SQ2（I0.3）动作（常闭断开），Q0.0失电，小车停止；同时启动定时器T37（设定3000ms）；延时结束：T37常开触点闭合，Q0.1（KM2）得电，小车左行；返回