電氣自動化試題庫(附參考答案)一、選擇題（每題2分，共30分）1.基爾霍夫電流定律（KCL）的本質(zhì)是：A.能量守恒定律的體現(xiàn)B.電荷守恒定律的體現(xiàn)C.歐姆定律的延伸D.電磁感應(yīng)定律的應(yīng)用2.三相異步電動機(jī)的旋轉(zhuǎn)磁場轉(zhuǎn)速（同步轉(zhuǎn)速）計算公式為：A.n?=60f/pB.n?=120f/pC.n?=60p/fD.n?=120p/f3.以下哪種PLC輸入模塊適用于檢測接近開關(guān)的信號？A.直流24V數(shù)字量輸入模塊B.交流220V數(shù)字量輸入模塊C.模擬量輸入模塊（4-20mA）D.高速計數(shù)模塊4.熱電阻傳感器的工作原理是基于：A.熱電效應(yīng)B.電阻隨溫度變化的特性C.霍爾效應(yīng)D.壓電效應(yīng)5.在自動控制系統(tǒng)中，“超調(diào)量”是指：A.系統(tǒng)響應(yīng)達(dá)到穩(wěn)態(tài)值的時間B.系統(tǒng)響應(yīng)超過穩(wěn)態(tài)值的最大偏差與穩(wěn)態(tài)值的百分比C.系統(tǒng)在干擾下的恢復(fù)時間D.系統(tǒng)的靜態(tài)誤差6.以下哪種電機(jī)適合用于需要精確位置控制的場景？A.三相異步電動機(jī)B.直流并勵電動機(jī)C.步進(jìn)電動機(jī)D.單相罩極電動機(jī)7.PLC程序的執(zhí)行方式是：A.并行執(zhí)行B.循環(huán)掃描執(zhí)行C.中斷觸發(fā)執(zhí)行D.順序執(zhí)行8.電流互感器（CT）的二次側(cè)為什么不能開路？A.會導(dǎo)致二次側(cè)電壓過高，損壞設(shè)備或危及人身安全B.會導(dǎo)致二次側(cè)電流過大，燒毀繞組C.會導(dǎo)致一次側(cè)電流無法測量D.不影響測量精度9.以下哪種控制方式屬于開環(huán)控制？A.空調(diào)的溫度控制（帶溫度傳感器反饋）B.洗衣機(jī)的定時洗衣程序C.數(shù)控機(jī)床的位置伺服系統(tǒng)D.恒壓供水系統(tǒng)（帶壓力傳感器反饋）10.異步電動機(jī)的轉(zhuǎn)差率s=（n?-n）/n?，當(dāng)電機(jī)空載運(yùn)行時，s的取值范圍通常為：A.s≈0（接近0）B.s=0.05~0.15C.s=0.2~0.3D.s>111.以下哪種傳感器可用于非接觸式測量物體的位移？A.電阻應(yīng)變式傳感器B.電感式接近開關(guān)C.熱電偶D.壓力變送器12.PID控制器中，積分環(huán)節(jié)（I）的主要作用是：A.減小系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差B.加快系統(tǒng)的響應(yīng)速度C.抑制系統(tǒng)的超調(diào)D.提高系統(tǒng)的抗干擾能力13.三相五線制供電系統(tǒng)中，“五線”指的是：A.三根相線+中性線+保護(hù)地線B.三根相線+兩根中性線C.兩根相線+三根中性線D.三根相線+保護(hù)地線14.以下哪種低壓電器屬于主令電器？A.接觸器B.熱繼電器C.按鈕開關(guān)D.斷路器15.在PLC梯形圖中，“線圈”符號（）表示：A.邏輯輸出指令B.邏輯輸入條件C.定時器指令D.計數(shù)器指令二、填空題（每空1分，共20分）1.歐姆定律的數(shù)學(xué)表達(dá)式為________，其中各符號的含義是：U為電壓，I為電流，R為電阻。2.三相異步電動機(jī)的調(diào)速方法主要有________、________和改變轉(zhuǎn)差率調(diào)速三種。3.PLC的掃描周期主要由________、________和輸出刷新三個階段組成。4.傳感器一般由________、________和轉(zhuǎn)換電路三部分構(gòu)成。5.自動控制系統(tǒng)按給定信號的形式可分為________、________和程序控制系統(tǒng)。6.直流電動機(jī)的啟動方法通常有________和________兩種，其中________適用于功率較大的電機(jī)。7.熱繼電器的主要作用是對電動機(jī)進(jìn)行________保護(hù)，其動作特性具有________（填“反時限”或“定時限”）特性。8.工業(yè)控制中常用的現(xiàn)場總線有________（列舉兩種），如Profibus、Modbus等。9.晶閘管的三個電極分別是________、________和門極（控制極）。10.在PID控制中，比例系數(shù)Kp增大時，系統(tǒng)的響應(yīng)速度會________（填“加快”或“減慢”），但可能導(dǎo)致超調(diào)________（填“增大”或“減小”）。三、判斷題（每題1分，共10分。正確打“√”，錯誤打“×”）1.基爾霍夫定律僅適用于線性電路。（）2.三相異步電動機(jī)的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速永遠(yuǎn)小于同步轉(zhuǎn)速。（）3.PLC的輸入模塊需要外部電源供電。（）4.熱電偶傳感器需要冷端補(bǔ)償才能準(zhǔn)確測量溫度。（）5.開環(huán)控制系統(tǒng)一定沒有反饋環(huán)節(jié)。（）6.步進(jìn)電動機(jī)的步距角越小，定位精度越高。（）7.交流接觸器的主觸點用于接通或斷開控制電路。（）8.電流互感器的二次側(cè)可以短路，但不能開路。（）9.自動控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性是指系統(tǒng)在干擾消失后恢復(fù)原平衡狀態(tài)的能力。（）10.模擬量輸入模塊（AI）的作用是將PLC內(nèi)部的數(shù)字信號轉(zhuǎn)換為外部設(shè)備的模擬信號。（）四、簡答題（每題5分，共20分）1.簡述三相異步電動機(jī)直接啟動與星-三角降壓啟動的區(qū)別及適用場景。2.說明PLC梯形圖中“輸入映像寄存器”和“輸出鎖存器”的作用，并解釋掃描周期對控制邏輯的影響。3.傳感器選型時需要考慮哪些關(guān)鍵參數(shù)？請列舉至少5項并簡要說明。4.分析PID控制器中比例（P）、積分（I）、微分（D）環(huán)節(jié)各自的作用及參數(shù)調(diào)整對系統(tǒng)性能的影響。五、綜合應(yīng)用題（共20分）題目1（10分）：設(shè)計一個基于PLC的自動分揀系統(tǒng)，要求檢測傳送帶上的工件材質(zhì)（金屬和非金屬），并通過氣缸將金屬件推送到A料槽，非金屬件推送到B料槽。已知條件：-工件通過光電傳感器（檢測工件到達(dá)）；-金屬檢測使用電感式接近開關(guān)（金屬接近時輸出高電平）；-氣缸1控制A料槽推送（電磁閥YV1，得電時動作）；-氣缸2控制B料槽推送（電磁閥YV2，得電時動作）；-PLC選用西門子S7-200SMART（DC/DC/DC型）。要求：（1）繪制I/O分配表（包括輸入/輸出點地址、信號名稱、說明）；（2）設(shè)計梯形圖邏輯（簡要描述關(guān)鍵步驟）。題目2（10分）：某直流電動機(jī)調(diào)速系統(tǒng)出現(xiàn)故障，現(xiàn)象為：接通電源后，電動機(jī)無法啟動，且無任何聲響。請列出可能的故障原因及排查步驟（至少5項）。---參考答案一、選擇題1.B2.B3.A4.B5.B6.C7.B8.A9.B10.A11.B12.A13.A14.C15.A二、填空題1.U=IR2.變極調(diào)速；變頻調(diào)速3.輸入采樣；用戶程序執(zhí)行4.敏感元件；轉(zhuǎn)換元件5.恒值控制系統(tǒng)；隨動控制系統(tǒng)6.直接啟動；電樞回路串電阻啟動；電樞回路串電阻啟動7.過載；反時限8.CAN總線；Ethernet/IP（或其他合理答案）9.陽極；陰極10.加快；增大三、判斷題1.×2.√3.√4.√5.√6.√7.×8.√9.√10.×四、簡答題1.區(qū)別：直接啟動時電機(jī)定子繞組直接接入額定電壓，啟動電流大（約5-7倍額定電流）；星-三角啟動時啟動階段定子繞組接成星形（相電壓為線電壓的1/√3），啟動電流降低為直接啟動的1/3，待轉(zhuǎn)速上升后切換為三角形接法。適用場景：直接啟動適用于小功率電機(jī)（通?！?1kW）且電網(wǎng)容量足夠的情況；星-三角啟動適用于正常運(yùn)行時為三角形接法的中大功率電機(jī)（如15-55kW），需限制啟動電流的場景。2.輸入映像寄存器：在輸入采樣階段讀取外部輸入信號狀態(tài)并存儲，程序執(zhí)行時僅使用該階段的值，確保邏輯運(yùn)算的穩(wěn)定性；輸出鎖存器：在輸出刷新階段將程序運(yùn)算結(jié)果寫入，通過輸出模塊驅(qū)動外部設(shè)備。掃描周期影響：若掃描周期過長，可能導(dǎo)致系統(tǒng)響應(yīng)滯后；短周期可提高實時性，但受限于PLC處理速度。3.關(guān)鍵參數(shù)：（1）測量范圍：需覆蓋被測物理量的變化范圍；（2）精度：決定測量結(jié)果的準(zhǔn)確性；（3）響應(yīng)時間：影響系統(tǒng)動態(tài)特性；（4）工作環(huán)境（溫度、濕度、抗干擾能力）：確保傳感器在實際工況下可靠工作；（5）輸出信號類型（模擬量/數(shù)字量）：需與后續(xù)采集設(shè)備匹配；（6）線性度：輸出與輸入的線性關(guān)系，影響標(biāo)定難度。4.P環(huán)節(jié)：成比例反映偏差，增大Kp可加快響應(yīng)速度但可能引發(fā)超調(diào)；I環(huán)節(jié)：積分累積偏差，消除穩(wěn)態(tài)誤差，Ki過大會導(dǎo)致系統(tǒng)振蕩；D環(huán)節(jié)：反映偏差變化率，抑制超調(diào)，改善動態(tài)特性，Kd過大會放大噪聲。五、綜合應(yīng)用題題目1（1）I/O分配表：|類型|地址|信號名稱|說明||--------|-------|----------------|-----------------------||輸入|I0.0|光電傳感器|工件到達(dá)時輸出高電平||輸入|I0.1|電感式接近開關(guān)|檢測到金屬時輸出高電平||輸出|Q0.0|電磁閥YV1|控制A料槽氣缸推送||輸出|Q0.1|電磁閥YV2|控制B料槽氣缸推送|（2）梯形圖邏輯：-當(dāng)光電傳感器I0.0動作（高電平），觸發(fā)檢測流程；-檢查I0.1狀態(tài)：若I0.1=1（金屬），則Q0.0得電，氣缸1動作推送至A料槽；-若I0.1=0（非金屬），則Q0.1得電，氣缸2動作推送至B料槽；-增加延時斷開指令（如T37），確保氣缸動作時間足夠后復(fù)位輸出。題目2可能故障原因及排查步驟：（1）電源故障：檢查斷路器是否跳閘，用萬用表測量電源電壓是否正常（如