2025年電工中級技能考試真題模擬卷（電氣自動化技術(shù)實施與優(yōu)化）考試時間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題（每題2分，共30分）1.在PLC梯形圖中，一個繼電器線圈在同一個掃描周期內(nèi)，其線圈得電次數(shù)最多為（）次。A.1B.2C.10D.無限2.下列哪種通訊方式通常用于高速、點對點的電機控制通訊？（）A.ModbusRTUB.Profibus-DPC.Ethernet/IPD.CANopen3.當(dāng)PLC系統(tǒng)需要遠(yuǎn)程監(jiān)控或調(diào)試時，常用的HMI與PLC通訊協(xié)議是（）。A.TCP/IPB.UDPC.ProfinetIOD.RS-485（Modbus）4.在變頻器控制系統(tǒng)中，V/f控制方式適用于哪種類型的電機？（）A.變頻調(diào)速電機B.伺服電機C.永磁同步電機D.任何類型電機5.下列傳感器中，主要用于檢測物體有無，且通常具有非接觸特性的是（）。A.溫度傳感器B.壓力傳感器C.接近開關(guān)D.光纖傳感器6.PLC程序執(zhí)行的基本工作過程是（）。A.讀取輸入->執(zhí)行用戶程序->輸出刷新B.輸出刷新->讀取輸入->執(zhí)行用戶程序C.執(zhí)行用戶程序->輸出刷新->讀取輸入D.讀取輸入->輸出刷新->執(zhí)行用戶程序7.在電氣控制電路中，熔斷器的主要作用是（）。A.隔離故障點B.短路保護(hù)C.過載保護(hù)D.漏電保護(hù)8.為了提高變頻器驅(qū)動的系統(tǒng)效率，在不需要滿速運行的情況下，常采用（）方式。A.矢量控制B.V/f控制C.多段速調(diào)速D.無感控制9.下列哪種方法不屬于PLC程序的調(diào)試手段？（）A.邏輯追蹤B.模擬輸入測試C.直接在HMI上修改運行參數(shù)D.使用調(diào)試軟件監(jiān)控I/O狀態(tài)10.PLC編程中，定時器TON表示（）。A.斷電定時器B.長時間定時器C.接通延時定時器D.斷開延時定時器11.電氣原理圖中，交流接觸器的線圈符號通常表示為（）。A.一個圓圈B.一個矩形C.一個帶有字母KM的線圈圖形D.一個三角形12.傳感器輸出信號類型不包括（）。A.模擬電壓信號B.模擬電流信號C.數(shù)字脈沖信號D.模擬功率信號13.在進(jìn)行PLC系統(tǒng)設(shè)計時，選擇PLC型號需考慮的首要因素是（）。A.外觀顏色B.I/O點數(shù)和類型C.價格高低D.生產(chǎn)廠家14.變頻器輸出端檢測到過流故障，可能的原因不包括（）。A.電機負(fù)載過重B.變頻器參數(shù)設(shè)置不當(dāng)C.電機缺相運行D.變頻器內(nèi)部整流橋損壞15.為了保證人身安全，在電氣設(shè)備維修前，必須先進(jìn)行（）操作。A.合上電源B.掛接臨時地線C.切斷電源并掛牌D.等待他人操作二、判斷題（每題1分，共10分，請將“√”或“×”填入括號內(nèi)）1.PLC內(nèi)部繼電器線圈是物理繼電器，其狀態(tài)會隨外部輸入信號實時變化。（）2.任何情況下，變頻器都可以直接連接電機運行。（）3.HMI觸摸屏可以獨立運行，不需要連接PLC。（）4.接近開關(guān)通常需要外部電源才能工作。（）5.PLC的掃描周期越短，系統(tǒng)的響應(yīng)速度越快。（）6.在變頻器參數(shù)設(shè)置中，Pr.1通常表示電機額定頻率。（）7.電氣原理圖中的主電路和控電路是分開繪制的。（）8.使用萬用表測量電阻時，必須先將被測元件斷電。（）9.PID控制器中的I代表積分作用，可以消除穩(wěn)態(tài)誤差。（）10.PLC程序中的數(shù)據(jù)寄存器D只能存儲16位整數(shù)。（）三、簡答題（每題5分，共20分）1.簡述PLC程序掃描工作過程的三個主要階段。2.列舉三種常見的變頻器保護(hù)功能，并簡述其作用。3.說明在電氣控制系統(tǒng)中，實現(xiàn)電機正反轉(zhuǎn)控制的常用方法（至少兩種）。4.簡述HMI在電氣自動化系統(tǒng)中的作用。四、計算題（每題10分，共20分）1.某三相異步電動機額定功率Pn=4.5kW，額定電壓Un=380V，額定電流In=9.4A，額定轉(zhuǎn)速nN=1440r/min。試計算該電機的額定轉(zhuǎn)矩TN（單位：N·m）。（假設(shè)機械效率ηm=0.85，電機額定功率是指輸出機械功率）。2.某變頻器采用V/f控制方式驅(qū)動一臺三相異步電機，電機額定頻率fn=50Hz。若在啟動時需要將頻率從0逐漸升至額定頻率，要求啟動過程中保持磁通基本恒定。請簡述實現(xiàn)這一目標(biāo)的V/f曲線控制策略，并說明頻率與電壓的關(guān)系。五、繪圖與說明題（每題15分，共30分）1.請繪制一個簡單的PLC控制電路原理圖，要求包含以下元件：PLC（FX系列，24VDC輸入，24VDC輸出），三個常開按鈕（SB1啟動，SB2停止，SB3急停），一個交流接觸器KM（線圈電壓220VAC），以及必要的電源和限流電阻。簡要說明電路的工作原理（啟動、停止、急停邏輯）。2.假設(shè)需要用PLC和變頻器控制一臺電機的單速運行。請簡述系統(tǒng)硬件連接的主要考慮點（至少列舉四個方面），并說明需要設(shè)置哪些關(guān)鍵的變頻器參數(shù)（至少列舉三個）及其大致目的。試卷答案一、選擇題1.A2.B3.D4.A5.C6.A7.B8.C9.C10.C11.C12.D13.B14.A15.C二、判斷題1.×2.×3.×4.√5.√6.√7.√8.√9.√10.×三、簡答題1.解析思路：PLC掃描過程包括讀取輸入狀態(tài)、執(zhí)行用戶程序、寫入輸出狀態(tài)。這三個階段按順序循環(huán)執(zhí)行，完成對系統(tǒng)的控制。答：PLC掃描工作過程包括：①讀取輸入狀態(tài)；②執(zhí)行用戶程序；③寫入輸出狀態(tài)。這三個階段構(gòu)成一個掃描周期，不斷循環(huán)。2.解析思路：變頻器保護(hù)功能需考慮電氣和機械故障。常見的有輸入過壓/欠壓、輸出過流、過載、缺相、過溫等。作用是保護(hù)設(shè)備安全和防止損壞。答：常見的變頻器保護(hù)功能有：①輸入過壓/欠壓保護(hù)，防止電源異常損壞變頻器；②輸出過流保護(hù)，防止電機短路或過載損壞變頻器或電機；③過載保護(hù)，防止電機長時間超載運行；④缺相保護(hù)，防止電機缺相運行導(dǎo)致?lián)p壞。其作用是防止設(shè)備在異常工況下?lián)p壞，保證系統(tǒng)安全。3.解析思路：正反轉(zhuǎn)控制是PLC應(yīng)用的基礎(chǔ)。常用方法有利用PLC輸出點直接控制接觸器線圈，或通過PLC內(nèi)部邏輯（如互鎖）控制接觸器線圈。也可以利用變頻器的正轉(zhuǎn)/反轉(zhuǎn)端子。答：實現(xiàn)電機正反轉(zhuǎn)控制的常用方法有：①利用PLC輸出點分別控制正轉(zhuǎn)接觸器和反轉(zhuǎn)接觸器的線圈，通過按鈕信號控制PLC輸出狀態(tài)；②在PLC程序中設(shè)置正反轉(zhuǎn)邏輯，并加入電氣或軟件互鎖，防止正反轉(zhuǎn)接觸器同時吸合；③對于使用變頻器的系統(tǒng)，可以利用變頻器的正轉(zhuǎn)（FWD）和反轉(zhuǎn)（REV）端子，由PLC輸出信號控制。4.解析思路：HMI是人與機器交互的界面。在電氣自動化系統(tǒng)中，它用于監(jiān)控設(shè)備狀態(tài)、顯示數(shù)據(jù)、接收操作指令、實現(xiàn)參數(shù)設(shè)置和報警顯示等。答：HMI（人機界面）在電氣自動化系統(tǒng)中的作用是：①實時監(jiān)控設(shè)備運行狀態(tài)和參數(shù)；②向操作人員顯示系統(tǒng)信息、報警狀態(tài)；③接收操作人員的指令，控制設(shè)備啟?；騾?shù)調(diào)整；④方便用戶進(jìn)行系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置和程序下載；⑤實現(xiàn)友好的人機交互，提高操作效率和系統(tǒng)可維護(hù)性。四、計算題1.解析思路：計算轉(zhuǎn)矩使用公式TN=9550*Pn/nN。注意單位換算，Pn用kW，nN用r/min，結(jié)果為N·m。題目已給出Pn,nN，代入公式計算。效率ηm在此題中不影響轉(zhuǎn)矩計算，但提示了電機輸出功率性質(zhì)。答：TN=9550*Pn/nN=9550*4.5kW/1440r/min=9550*4.5/1440N·m≈29.96N·m。取整數(shù)，TN≈30N·m。2.解析思路：V/f控制要求在低頻時補償電壓，以維持磁通恒定。啟動時頻率從0升到fn，電壓也應(yīng)從0線性升高。這是典型的V/f恒磁通控制策略。答：V/f曲線控制策略是：在啟動過程中，變頻器的輸出頻率f從0逐漸升高至電機額定頻率fn，同時輸出電壓V也以一定的比例（通常為U/f恒定，即電壓與頻率之比恒定）從0線性升高至對應(yīng)于fn的額定電壓Un。這樣可以在低頻時提高電壓，補償磁通下降，保證電機有足夠的啟動轉(zhuǎn)矩，并維持穩(wěn)定運行。其核心是保持磁通基本恒定，使電機轉(zhuǎn)矩近似與頻率的平方成正比。五、繪圖與說明題1.解析思路：繪制原理圖需包含電源、輸入器件（按鈕）、輸出器件（接觸器線圈）、PLCI/O點。注意按鈕和接觸器線圈的電壓匹配。啟動按鈕常閉觸點串聯(lián)，停止按鈕常開觸點串聯(lián)到啟動回路中。急停按鈕常開觸點應(yīng)斷開啟動回路。PLC輸出點通過24VDC繼電器驅(qū)動接觸器線圈（若PLC輸出是220VAC則直接驅(qū)動）。答：（此處應(yīng)繪制電路圖，文字描述代替）電路工作原理：①啟動：按下SB1，PLC輸入X0得電，X0常開觸點閉合，使Y0線圈得電，接觸器KM吸合，電機通電啟動。②停止：按下SB2，PLC輸入X1得電，X1常開觸點閉合，形成停止條件，使Y0線圈失電，接觸器KM釋放，電機停止。③急停：按下SB3，PLC輸入X2得電，X2常開觸點斷開，切斷Y0的得電回路（或使停止條件成立），無論SB1是否按下，電機立即停止。松開SB3后，需復(fù)位X2或按SB1重新啟動。2.解析思路：硬件連接考慮電源、接地、信號線、電機線。變頻器與PLC連接需考慮通訊方式（如RS485）和電壓匹配。變頻器與電機連接需考慮電機參數(shù)和線纜。變頻器輸出端接電機。答：系統(tǒng)硬件連接的主要考慮點：①電源供給：確保PLC、變頻器、電機所需電壓等級和容量匹配，線路安全可靠；②接地保護(hù)：所有設(shè)備外殼必須可靠接地，保護(hù)人身和設(shè)備安全；③信號連接：PLC與變頻器之間的控制信號線（如啟動/停止、正反轉(zhuǎn)、頻率設(shè)定）類型（