2026年电气自动化设计师资格考试试题及答案

2026年电气自动化设计师资格考试试题及答案一、单项选择题（每题2分，共20题，40分）1.三相异步电动机的同步转速n1与电源频率f、磁极对数pA.nB.nC.nD.n2.三菱FX系列PLC的输入继电器编号X采用（）进制。A.十六B.十C.二D.八3.交流接触器在电气原理图中的文字符号为（）。A.KAB.QSC.FUD.KM4.下列电力电子器件中，属于电流控制型器件的是（）。A.电力场效应晶体管（MOSFET）B.绝缘栅双极型晶体管（IGBT）C.晶闸管（SCR）D.电力二极管5.某步进电动机的步距角为1.8∘A.100B.360C.200D.4006.断路器辅助触点的主要作用是（）。A.反映流过断路器的电流大小B.反映断路器两端电压高低C.反映断路器的分合闸位置D.测量线路输送的功率7.下列低压电器中，专门用于电动机长期过载保护的是（）。A.熔断器B.热继电器C.欠电压继电器D.漏电保护器8.变频器在基频以下变频调速时，为维持主磁通基本不变，通常采用的控制方式是（）。A.保持U/B.保持输出电压不变C.保持输出电流不变D.保持输出功率不变9.下列通信接口中，采用差分信号传输、抗干扰能力强且传输距离远的是（）。A.RS-232B.I2CC.RS-485D.USB10.热继电器在电气原理图中的文字符号为（）。A.FUB.FVC.FAD.FR11.在正弦交流电路中，纯电感元件两端电压与流过电流的相位关系是（）。A.同相位B.电压超前电流90C.电流超前电压90D.反相位12.三相异步电动机的转差率s的计算公式为（）。A.sB.sC.sD.s13.下列交流异步电动机调速方式中，属于高效调速方式的是（）。A.绕线转子串电阻调速B.定子调压调速C.电磁转差离合器调速D.变频调速14.下列电压等级中，不属于我国安全电压额定值的是（）。A.42VB.36VC.24VD.18V15.三菱FX系列PLC中，表示计数器的软元件字母为（）。A.CB.TC.DD.M16.三相桥式全控整流电路带电阻性负载时，晶闸管控制角α的移相范围为（）。A.0B.0C.0D.017.下列传感器中，属于有源型（发电型）传感器的是（）。A.热电偶B.光敏电阻C.应变片D.热敏电阻18.电气控制系统中，拖动电动机的主电路通常采用的供电电压为（）。A.380VB.220VC.36VD.24V19.下列部件中，不属于PLC基本组成部分的是（）。A.CPU模块B.输入/输出模块C.电源模块D.变频器20.在工业过程控制中，PID调节器中的"P"表示（）。A.比例控制B.积分控制C.微分控制D.纯滞后控制二、判断题（每题1分，共10题，10分）1.接触器依靠电磁吸力使主触头闭合，从而接通主电路。2.热继电器具有瞬时动作特性，可用于电动机的短路保护。3.在三相异步电动机单向连续运转控制电路中，自锁环节是将接触器自身的辅助动合触点并联在起动按钮两端。4.变频器采用U/f控制时，属于闭环矢量控制方式。5.电流互感器运行中其二次侧可以开路。6.在一个PLC扫描周期内，输入映像寄存器的内容在程序执行阶段保持不变。7.保护接零适用于中性点直接接地的三相四线制供电系统。8.三菱FX系列PLC中输入继电器X的编号采用十六进制。9.步进电动机的转速与脉冲频率成正比，而与脉冲总数无关。10.在同一供电系统中，保护接地与保护接零可以同时混用。三、简答题（每题5分，共4题，20分）1.简述三相笼型异步电动机星三角降压起动的工作原理及其适用条件。2.简述PLC扫描周期的工作过程。3.写出理想PID控制算法表达式，并说明比例、积分、微分三个环节的作用。u式中e(t)为偏差，Kp为比例系数，（1）比例环节：及时成比例地反映偏差，加快响应速度、减小稳态误差；Kp（2）积分环节：消除稳态误差，提高稳态精度；但会使响应变慢、超调量增大。（3）微分环节：反映偏差变化趋势，产生超前校正作用，改善系统动态性能；对噪声敏感，不宜单独使用。4.简述电气控制系统中主电路与控制电路的区别。四、计算题（每题10分，共2题，20分）1.一台三相四极笼型异步电动机，额定功率PN=15kW，额定电压UN=380V，额定频率fN（1）同步转速n1与额定转差率s（2）额定输入功率P1N与额定电流n额定转差率为：s（2）额定输入功率为：P额定电流（线电流）为：I解析：转差率是无量纲量，常以百分数表示，本题sN=0.042.某数控工作台由步进电动机经滚珠丝杠副驱动，步进电动机步距角θb=1.8∘，驱动器细分数m=（1）脉冲当量δ（每个脉冲对应的工作台直线位移）；（2）驱动器应输出的脉冲频率f。θ步进电动机每转所需脉冲数为：N脉冲当量为：δ（2）工作台速度v=0.15m/minf解析：细分驱动可将步距角缩小为原来的1/五、案例分析题（共1题，10分）某设备采用PLC控制一台三相异步电动机的正反转运行，控制要求如下：（1）按下正转起动按钮SB1，电动机正转连续运行；（2）按下反转起动按钮SB2，电动机反转连续运行；（3）按下停止按钮SB3，电动机停止；（4）正转与反转之间必须设置互锁；（5）电动机具有过载保护功能。试完成：（1）列出PLC的I/O分配表；（3分）（2）说明实现正反转互锁的两种方法；（4分）（3）若电动机额定电流为12.5A，确定热继电器整定电流范围，并说明其触头接入方式。（3分）参考答案与解析一、单项选择题1.答案：A解析：同步转速n1=60fp。当f2.答案：D解析：三菱FX系列PLC中，输入继电器X和输出继电器Y的编号均采用八进制，如X0～X7后接X10～X17，不存在X8、X9。3.答案：D解析：KM为接触器，KA为中间继电器，QS为隔离开关，FU为熔断器。4.答案：C解析：晶闸管靠门极电流脉冲触发导通，导通后门极失去控制作用；MOSFET和IGBT均为电压控制型器件。5.答案：C解析：每转脉冲数N=6.答案：C7.答案：B解析：热继电器具有反时限动作特性，专用于过载保护；熔断器主要用于短路保护。8.答案：A解析：基频以下采用恒压频比控制，即U/9.答案：C解析：RS-485采用平衡差分信号，最大传输距离约1200m，支持多点挂接，是工业现场最常用的串行通信标准。10.答案：D11.答案：B解析：纯电感元件中电压超前电流90∘；纯电容元件中电流超前电压9012.答案：B解析：转差率s定义为同步转速n1与转子转速n之差对同步转速之比，即s13.答案：D解析：变频调速转差功率损耗小、效率高、调速范围宽；其余三种方式均存在较大的转差功率损耗。14.答案：D解析：我国安全电压额定值等级为42V、36V、24V、12V、6V，18V不在其列。15.答案：A解析：C为计数器，T为定时器，D为数据寄存器，M为辅助继电器。16.答案：D解析：电阻性负载时，当α>120∘输出电压即降为零，故移相范围为017.答案：A解析：热电偶利用热电效应直接产生热电动势，工作不需外加电源；光敏电阻、应变片、热敏电阻均属无源型，需外加电源。18.答案：A19.答案：D解析：PLC基本组成包括CPU、存储器、输入/输出模块、电源模块及通信接口等；变频器属于外围执行设备。20.答案：A二、判断题1.答案：正确2.答案：错误解析：热继电器利用热效应工作，具有反时限特性和热惯性，不能作短路保护，只能作过载保护。3.答案：正确4.答案：错误解析：U/f控制为开环控制，动态响应较差；高性能场合应采用矢量控制或直接转矩控制。5.答案：错误解析：电流互感器二次侧开路会产生很高的电压，危及设备与人身安全，故二次侧严禁开路。6.答案：正确解析：PLC采用集中采样、集中输出的工作方式，输入状态仅在输入采样阶段更新一次。7.答案：正确8.答案：错误解析：X、Y的编号采用八进制，X0～X7之后为X10～X17，不出现X8、X9。9.答案：正确解析：步进电动机转速n=60f10.答案：错误解析：同一系统中混用接地与接零时，接地设备发生碰壳故障会使接零设备外壳带上危险电压，故严禁混用。三、简答题1.答案：（1）工作原理：起动时将定子绕组接成星形（Y），每相绕组承受的电压为额定线电压的1/3，电网侧起动电流降为直接起动的（2）适用条件：正常运行时定子绕组为三角形接法的电动机，且为空载或轻载起动场合。解析：星三角起动接线简单、成本低，但起动转矩也降为直接起动的1/2.答案：PLC采用周期性循环扫描的工作方式，一个扫描周期包括三个阶段：（1）输入采样阶段：CPU读取全部输入端子状态，写入输入映像寄存器；（2）程序执行阶段：CPU按梯形图从左到右、自上而下逐条执行用户程序，运算结果写入输出映像寄存器；（3）输出刷新阶段：将输出映像寄存器的内容一次性传送到输出锁存器，驱动外部负载。扫描周期结束后自动开始下一循环。解析：程序执行期间即使外部输入发生变化，输入映像寄存器内容也不会改变；输出状态在一个扫描周期内只统一刷新一次。3.答案：理想PID控制规律为：4.答案：（1）主电路：是动力回路，流过大电流，直接驱动电动机等执行设备，由断路器、接触器主触头、热继电器热元件、电动机等组成，电气原理图中用粗实线绘制。（2）控制电路：是信号回路，流过较小电流，对主电路实现起动、停止、联锁、保护等控制，由按钮、接触器线圈与辅助触头、继电器、PLC等组成，电气原理图中用细实线绘制。（3）两者通过接触器线圈与主触头、热继电器热元件与辅助触点等建立控制关系。四、计算题1.答案：（1）四极电动机的磁极对数p=2.答案：（1）细分后步距角为：五、案例分析题答案：（1）I/O分配：输入信号：SB1（正转起动按钮）接X0，SB2（反转起动按钮）接X1，SB3（停止按钮）接X2，FR常闭触点接X3；输出信号：KM1线圈（正转接触器）接Y0，KM2线圈（反转接触器）接Y1。（2）正反转互锁的两种实现方法：①软件互锁：在梯形图中，将Y0的常闭触点串入Y1线圈回路，将Y1的常闭触点串入Y0线圈回路；同时将反转起动信号X1的常闭触点串入Y0回路、正转起动信号X0的常闭触点串入Y1回路（按钮互锁），确保两条输出支路不能同时导通。②硬件互锁：在PLC外部回路中，将KM1的辅助常闭触点串入KM2线圈回路，将KM2的辅助常闭触点串入KM1线圈回路，防止因PLC输出继电器故障或触点粘连造成主电路相间短路。（3）热继电器的整定电流一般为电动机额定电流的0.95～1.05倍，即：12.5整定值可取12.5A左右。接入方