維修電工高級(jí)技師試題及答案一、選擇題（每題2分，共20分）1.晶閘管的維持電流I_H是指在規(guī)定環(huán)境溫度和門極斷開的情況下，晶閘管維持導(dǎo)通所必需的（）。A.最大陽(yáng)極電流B.最小陽(yáng)極電流C.最大陰極電流D.最小陰極電流2.某PLC程序中使用了中斷指令，其中處理高速計(jì)數(shù)器輸入信號(hào)的中斷屬于（）。A.定時(shí)中斷B.通信中斷C.輸入輸出中斷D.錯(cuò)誤中斷3.變頻器的矢量控制模式與V/F控制模式相比，主要優(yōu)勢(shì)在于（）。A.節(jié)能效果更明顯B.動(dòng)態(tài)響應(yīng)更快C.電路結(jié)構(gòu)更簡(jiǎn)單D.對(duì)電機(jī)參數(shù)要求更低4.某380V三相異步電動(dòng)機(jī)采用星三角降壓?jiǎn)?dòng)，若啟動(dòng)時(shí)電機(jī)發(fā)出異響且轉(zhuǎn)速明顯偏低，可能的故障原因是（）。A.電源電壓過(guò)高B.星型連接時(shí)一相斷線C.三角連接時(shí)電容損壞D.熱繼電器整定值過(guò)大5.在10kV高壓開關(guān)柜中，零序電流互感器的主要作用是檢測(cè)（）。A.三相短路故障B.單相接地故障C.過(guò)負(fù)荷故障D.相間短路故障6.伺服系統(tǒng)中，編碼器反饋信號(hào)丟失時(shí)，最可能出現(xiàn)的現(xiàn)象是（）。A.電機(jī)無(wú)法啟動(dòng)B.電機(jī)轉(zhuǎn)速不穩(wěn)C.定位精度超差D.驅(qū)動(dòng)器過(guò)壓報(bào)警7.某直流調(diào)速系統(tǒng)采用PID控制，若系統(tǒng)響應(yīng)遲緩且穩(wěn)態(tài)誤差大，應(yīng)優(yōu)先調(diào)整的參數(shù)是（）。A.比例系數(shù)（P）B.積分時(shí)間（Ti）C.微分時(shí)間（Td）D.濾波時(shí)間常數(shù)8.在PLC梯形圖中，使用MC（主控繼電器）指令的主要目的是（）。A.實(shí)現(xiàn)多條件分支控制B.減少程序掃描時(shí)間C.對(duì)多個(gè)輸出點(diǎn)進(jìn)行成組控制D.提高抗干擾能力9.某工廠電網(wǎng)出現(xiàn)三相電壓不平衡（最大偏差超10%），可能導(dǎo)致的后果是（）。A.變壓器效率提升B.電動(dòng)機(jī)繞組過(guò)熱C.電容器容量增加D.斷路器分閘速度加快10.電力電子裝置中，緩沖電路（RCD電路）的主要作用是（）。A.提高開關(guān)頻率B.抑制過(guò)電壓和過(guò)電流C.降低導(dǎo)通損耗D.改善功率因數(shù)---二、判斷題（每題1分，共10分。正確填“√”，錯(cuò)誤填“×”）1.晶閘管的通態(tài)平均電流是指其允許長(zhǎng)期通過(guò)的工頻正弦半波電流的平均值，因此實(shí)際應(yīng)用中可直接按此值選擇額定電流。（）2.PLC的輸入濾波時(shí)間設(shè)置越長(zhǎng)，抗干擾能力越強(qiáng)，但輸入信號(hào)的響應(yīng)速度會(huì)降低。（）3.變頻器的過(guò)流保護(hù)動(dòng)作時(shí)，若故障代碼顯示“OC3”，通常表示減速過(guò)程中過(guò)電流。（）4.高壓斷路器的分閘時(shí)間是指從分閘指令發(fā)出到觸頭完全分離的時(shí)間，與滅弧介質(zhì)無(wú)關(guān)。（）5.同步電動(dòng)機(jī)的功率因數(shù)可以通過(guò)調(diào)節(jié)勵(lì)磁電流實(shí)現(xiàn)超前或滯后，因此常用于改善電網(wǎng)功率因數(shù)。（）6.直流電動(dòng)機(jī)的弱磁調(diào)速屬于恒功率調(diào)速，適用于轉(zhuǎn)速升高、轉(zhuǎn)矩降低的場(chǎng)合。（）7.零序電流保護(hù)適用于中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)，而中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)應(yīng)采用負(fù)序電流保護(hù)。（）8.伺服驅(qū)動(dòng)器的“位置控制模式”下，輸入脈沖的頻率決定電機(jī)轉(zhuǎn)速，脈沖數(shù)量決定位移量。（）9.軟啟動(dòng)器的主要功能是限制電機(jī)啟動(dòng)電流，因此不能實(shí)現(xiàn)電機(jī)的軟停車。（）10.電氣設(shè)備的接地電阻測(cè)量時(shí)，若土壤濕度增大，接地電阻值會(huì)減小。（）---三、簡(jiǎn)答題（每題8分，共40分）1.分析變頻器運(yùn)行中出現(xiàn)“過(guò)壓故障（OU）”的可能原因及排查步驟。2.簡(jiǎn)述PLC程序設(shè)計(jì)中抗干擾措施的具體實(shí)現(xiàn)方法（至少列舉5項(xiàng)）。3.某10kV配電系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障，試說(shuō)明如何通過(guò)絕緣監(jiān)察裝置判斷故障線路。4.比較直流電動(dòng)機(jī)電樞串電阻調(diào)速與弱磁調(diào)速的特點(diǎn)（從調(diào)速范圍、機(jī)械特性、效率、應(yīng)用場(chǎng)景等方面分析）。5.簡(jiǎn)述工業(yè)機(jī)器人電氣控制系統(tǒng)的組成及各部分的主要功能。---四、綜合分析題（每題15分，共30分）1.某工廠一條由PLC、變頻器、伺服系統(tǒng)組成的自動(dòng)化生產(chǎn)線，運(yùn)行中突然出現(xiàn)“所有伺服電機(jī)停轉(zhuǎn)，PLC無(wú)輸出，變頻器顯示‘外部故障’”的現(xiàn)象。假設(shè)你是維修電工高級(jí)技師，請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)詳細(xì)的故障排查流程，并列出可能的故障點(diǎn)及驗(yàn)證方法。2.設(shè)計(jì)一套基于西門子S7-1200PLC和ABBACS550變頻器的恒壓供水控制系統(tǒng)，要求：（1）系統(tǒng)包含3臺(tái)水泵（2用1備）；（2）支持手動(dòng)/自動(dòng)切換；（3）壓力傳感器信號(hào)為4-20mA；（4）具備過(guò)流、過(guò)載、欠壓保護(hù)功能。需說(shuō)明控制原理、I/O分配、關(guān)鍵參數(shù)設(shè)置及程序設(shè)計(jì)思路。---答案及解析一、選擇題1.B解析：維持電流I_H是晶閘管維持導(dǎo)通的最小陽(yáng)極電流，低于此值會(huì)自行關(guān)斷。2.C解析：高速計(jì)數(shù)器輸入屬于外部輸入信號(hào)觸發(fā)的中斷，歸類為輸入輸出中斷。3.B解析：矢量控制通過(guò)坐標(biāo)變換實(shí)現(xiàn)對(duì)電機(jī)磁通和轉(zhuǎn)矩的解耦控制，動(dòng)態(tài)響應(yīng)優(yōu)于V/F控制。4.B解析：星型啟動(dòng)時(shí)一相斷線會(huì)導(dǎo)致電機(jī)單相運(yùn)行，表現(xiàn)為異響、轉(zhuǎn)速低、電流不平衡。5.B解析：零序電流互感器檢測(cè)三相電流的矢量和，用于單相接地故障（零序電流顯著增大）。6.C解析：編碼器反饋丟失會(huì)導(dǎo)致位置環(huán)失去參考，定位精度嚴(yán)重下降。7.B解析：穩(wěn)態(tài)誤差大需增強(qiáng)積分作用（減小Ti），積分環(huán)節(jié)負(fù)責(zé)消除靜差。8.C解析：MC指令用于成組控制多個(gè)輸出或程序段，降低程序復(fù)雜度。9.B解析：三相電壓不平衡會(huì)導(dǎo)致電動(dòng)機(jī)負(fù)序電流增大，引起繞組過(guò)熱。10.B解析：緩沖電路通過(guò)吸收開關(guān)過(guò)程中的過(guò)電壓/過(guò)電流尖峰，保護(hù)電力電子器件。---二、判斷題1.×解析：晶閘管的通態(tài)平均電流需考慮安全系數(shù)（通常1.5-2倍），且需校驗(yàn)有效值。2.√解析：輸入濾波時(shí)間延長(zhǎng)可濾除高頻干擾，但會(huì)延遲信號(hào)響應(yīng)。3.√解析：常見變頻器故障代碼中，OC3多表示減速過(guò)流（OC1為加速，OC2為恒速）。4.×解析：分閘時(shí)間與滅弧介質(zhì)（如SF6、真空）的滅弧能力直接相關(guān)。5.√解析：調(diào)節(jié)同步電機(jī)勵(lì)磁電流可改變功率因數(shù)（過(guò)勵(lì)超前，欠勵(lì)滯后）。6.√解析：弱磁調(diào)速時(shí)，轉(zhuǎn)速升高，轉(zhuǎn)矩與磁通成反比，屬于恒功率調(diào)速。7.×解析：中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)單相接地故障電流大，應(yīng)采用零序電流保護(hù)；不接地系統(tǒng)用絕緣監(jiān)察。8.√解析：位置控制模式下，脈沖頻率（f）=電機(jī)轉(zhuǎn)速（n）×編碼器分辨率/60，脈沖數(shù)=位移量×編碼器分辨率/周長(zhǎng)。9.×解析：部分軟啟動(dòng)器支持軟停車功能（逐步降低電壓）。10.√解析：土壤濕度增大，導(dǎo)電性增強(qiáng)，接地電阻減小。---三、簡(jiǎn)答題1.變頻器過(guò)壓故障（OU）原因及排查：（1）可能原因：①電網(wǎng)電壓過(guò)高（超過(guò)10%額定值）；②減速時(shí)間過(guò)短（動(dòng)能反饋導(dǎo)致直流母線電壓升高）；③制動(dòng)電阻或制動(dòng)單元故障（無(wú)法吸收再生能量）；④電機(jī)負(fù)載慣性大（減速時(shí)回饋能量過(guò)多）；⑤電壓檢測(cè)電路損壞（誤報(bào)）。（2）排查步驟：①測(cè)量輸入電網(wǎng)電壓，確認(rèn)是否超上限；②檢查減速時(shí)間參數(shù)（Pr.2），延長(zhǎng)時(shí)間測(cè)試；③斷開負(fù)載，觀察是否仍報(bào)故障（區(qū)分負(fù)載或變頻器問題）；④測(cè)試制動(dòng)電阻阻值及制動(dòng)單元輸出電壓；⑤用萬(wàn)用表檢測(cè)直流母線電壓（正常約513V，380V系統(tǒng)），與變頻器顯示值對(duì)比，判斷檢測(cè)電路是否異常。2.PLC抗干擾措施：①電源隔離：使用1:1隔離變壓器或UPS，抑制電網(wǎng)諧波；②輸入輸出濾波：輸入側(cè)并聯(lián)RC濾波（如1kΩ電阻+0.1μF電容），輸出側(cè)加續(xù)流二極管（感性負(fù)載）；③接地處理：獨(dú)立接地（接地電阻＜4Ω），避免與動(dòng)力設(shè)備共地；④屏蔽電纜：信號(hào)電纜采用雙絞屏蔽線，屏蔽層單端接地；⑤程序冗余：關(guān)鍵輸出設(shè)置“看門狗”（WDT），重要信號(hào)采用“三取二”表決；⑥軟件濾波：對(duì)模擬量輸入采用均值濾波（如5次采樣取平均）；⑦遠(yuǎn)離干擾源：PLC柜與變頻器、大電機(jī)保持1m以上距離，避免平行走線。3.10kV系統(tǒng)單相接地故障判斷：絕緣監(jiān)察裝置通過(guò)母線電壓互感器（PT）監(jiān)測(cè)三相電壓。正常時(shí)三相電壓平衡（約6kV）；單相接地時(shí)，故障相電壓降低（接近0），非故障相電壓升高（約10.4kV，線電壓）。值班人員依次拉合各出線斷路器（瞬停法），若斷開某線路后三相電壓恢復(fù)平衡，則該線路為故障線路。注意：中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)單相接地可短時(shí)運(yùn)行（≤2h），但需盡快排查。4.直流電動(dòng)機(jī)調(diào)速方式比較：|方式|調(diào)速范圍|機(jī)械特性|效率|應(yīng)用場(chǎng)景||-------------|----------|----------------|------------|------------------------||電樞串電阻|小（≤2:1）|變軟（轉(zhuǎn)速越低越軟）|低（電阻耗能大）|小功率、短時(shí)間調(diào)速（如起重機(jī)低速檔）||弱磁調(diào)速|(zhì)大（≤4:1）|變硬（磁通減小，特性斜率降低）|高（無(wú)額外耗能）|恒功率負(fù)載（如機(jī)床高速切削）|5.工業(yè)機(jī)器人電氣控制系統(tǒng)組成：①控制器（CPU模塊）：負(fù)責(zé)運(yùn)動(dòng)規(guī)劃、邏輯控制，處理傳感器信號(hào)；②伺服驅(qū)動(dòng)器：接收控制器指令，驅(qū)動(dòng)伺服電機(jī)（提供轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速）；③伺服電機(jī)：將電能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能，實(shí)現(xiàn)關(guān)節(jié)精確運(yùn)動(dòng)；④傳感器系統(tǒng)：包括編碼器（位置/速度反饋）、力傳感器（碰撞檢測(cè)）、視覺傳感器（定位）；⑤示教器：人機(jī)交互界面，用于編程、參數(shù)設(shè)置和狀態(tài)監(jiān)控；⑥配電系統(tǒng)：包括開關(guān)電源、斷路器、接觸器，提供穩(wěn)定電力供應(yīng)；⑦通信模塊：支持PROFINET、EtherCAT等工業(yè)總線，實(shí)現(xiàn)與PLC、上位機(jī)的通訊。---四、綜合分析題1.自動(dòng)化生產(chǎn)線故障排查流程：（1）初步觀察：確認(rèn)PLC電源指示燈（POWER）是否正常（異常則檢查24V供電）；變頻器“外部故障”燈是否亮（可能接收了PLC的故障信號(hào)）；伺服驅(qū)動(dòng)器是否有報(bào)警代碼（如AL.32編碼器故障）。（2）分段排查：①電源系統(tǒng)：用萬(wàn)用表測(cè)量PLC輸入電壓（220VAC）、CPU模塊24V輸出（24±0.5V）、伺服驅(qū)動(dòng)器主電源（380VAC）和控制電源（24VDC），確認(rèn)無(wú)欠壓或短路。②信號(hào)鏈路：檢查PLC與變頻器的通信線（如MODBUS-RTU的485線）是否松動(dòng)（用示波器測(cè)差分信號(hào)）；伺服驅(qū)動(dòng)器與PLC的脈沖/方向線（如PULS+、DIR+）是否斷路（用萬(wàn)用表通斷檔）；變頻器“外部故障”輸入端子（如X1）是否接收到PLC的DO信號(hào)（強(qiáng)制PLC輸出，觀察變頻器端子電壓是否變化）。③設(shè)備本體：斷開伺服電機(jī)動(dòng)力線，單獨(dú)給驅(qū)動(dòng)器上電，測(cè)試是否能正常運(yùn)行（判斷電機(jī)是否短路）；更換備用變頻器，觀察是否仍報(bào)故障（區(qū)分變頻器或PLC問題）；用編程軟件監(jiān)控PLC輸入點(diǎn)（如急停按鈕、過(guò)載信號(hào)），確認(rèn)是否有異常觸發(fā)（如機(jī)械限位開關(guān)誤動(dòng)作）。（3）可能故障點(diǎn)及驗(yàn)證：①PLC電源模塊損壞：更換后測(cè)試各24V輸出是否正常；②伺服編碼器電纜斷線：用兆歐表測(cè)量屏蔽層與芯線絕緣（應(yīng)＞100MΩ）；③變頻器外部故障輸入回路短路：斷開X1端子，觀察是否復(fù)位；④PLC程序錯(cuò)誤：上傳程序檢查是否有“全部輸出禁止”的強(qiáng)制指令（如STOP信號(hào)被鎖死）。2.恒壓供水控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)：（1）控制原理：壓力傳感器檢測(cè)管網(wǎng)壓力（4-20mA信號(hào)），PLC通過(guò)PID算法計(jì)算目標(biāo)頻率，經(jīng)模擬量輸出（AO）控制變頻器，調(diào)節(jié)水泵轉(zhuǎn)速；當(dāng)單泵無(wú)法滿足需求時(shí)，PLC控制接觸器切換至工頻運(yùn)行，啟動(dòng)第二臺(tái)泵（變頻），實(shí)現(xiàn)“變頻循環(huán)軟啟”；手動(dòng)模式下可直接操作按鈕控制水泵啟停。（2）I/O分配（S7-1200）：-輸入（DI）：手動(dòng)/自動(dòng)切換開關(guān)（I0.0）、泵1手動(dòng)啟動(dòng)（I0.1）、泵1手動(dòng)停止（I0.2）、泵2手動(dòng)啟動(dòng)（I0.3）、泵2手動(dòng)停止（I0.4）、泵3手動(dòng)啟動(dòng)（I0.5）、泵3手動(dòng)停止（I0.6）、過(guò)載報(bào)警（I1.0~I1.2，對(duì)應(yīng)3臺(tái)泵）、欠壓報(bào)警（I1.3）；-輸出（DO）：泵1變頻運(yùn)行（Q0.0）、泵1工頻運(yùn)行（Q0.1）、泵2變頻運(yùn)行（Q0.2）、泵2工頻運(yùn)行（Q0.3）、泵3變頻運(yùn)行（Q0.4）、泵3工頻運(yùn)行（Q0.5）、故障指示燈（Q1.0）；-模擬量（AI/AO）：壓力信號(hào)（AIW0，4-20mA）、變頻器頻率給定（AQW0，0-10V）。（3）關(guān)鍵參數(shù)設(shè)置（ACS550）：-控制模式：PID控制（參數(shù)10.01=PID）；-給定源：AI1（4-20mA對(duì)應(yīng)0-50Hz，參數(shù)11.02=AI1）；-反饋源：AI2（需與PLC的AO信號(hào)匹配，參數(shù)13.01=AI2）；-保護(hù)參數(shù)：過(guò)流保護(hù)（22.02=1.5倍額定電流）、過(guò)載保護(hù)（25.01=電機(jī)額定電流）、欠壓保護(hù)（29.03=300V）。