2025年電工中級技能考試真題模擬卷（電氣自動化技術(shù)實(shí)施與優(yōu)化）考試時(shí)間：______分鐘總分：______分姓名：______一、單項(xiàng)選擇題（每題1分，共20分）1.在PLC系統(tǒng)中，用于連接傳感器和執(zhí)行器等外部設(shè)備的接口通常稱為______。A.CPU模塊B.I/O模塊C.電源模塊D.通信模塊2.PLC程序執(zhí)行的基本掃描過程不包括______。A.輸入采樣B.程序執(zhí)行C.輸出刷新D.數(shù)據(jù)通信3.在梯形圖中，一個(gè)常開觸點(diǎn)串聯(lián)在邏輯行中，表示該觸點(diǎn)狀態(tài)為______時(shí)，邏輯行結(jié)果為“ON”。A.斷開B.閉合C.高電平D.低電平4.HMI用于自動化系統(tǒng)中的人機(jī)交互，其主要功能不包括______。A.顯示實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)B.監(jiān)控系統(tǒng)狀態(tài)C.輸入控制指令D.執(zhí)行復(fù)雜的邏輯運(yùn)算5.選擇接近開關(guān)時(shí)，需要考慮的主要因素之一是______。A.顏色B.尺寸大小C.對應(yīng)的傳感器類型D.檢測物體的材質(zhì)和顏色6.變頻器（VFD）在電機(jī)控制中的主要作用是______。A.直接啟動電機(jī)B.改變電機(jī)轉(zhuǎn)速C.短時(shí)制動電機(jī)D.保護(hù)電機(jī)過載7.某自動化系統(tǒng)需要實(shí)現(xiàn)電機(jī)啟動后，延時(shí)5秒再反轉(zhuǎn)的功能，這通常通過______實(shí)現(xiàn)。A.接觸器互鎖B.時(shí)間繼電器C.熱繼電器D.電流互感器8.在電氣控制線路中，斷路器的主要作用是______。A.短路保護(hù)B.過載保護(hù)C.漏電保護(hù)D.以上都是9.根據(jù)安全操作規(guī)程，進(jìn)行電氣設(shè)備檢修時(shí)，必須首先______。A.拉開斷路器B.掛上警示牌C.確認(rèn)設(shè)備無電D.穿戴絕緣手套10.電氣原理圖中的主電路部分通常表示______。A.控制信號流程B.電力驅(qū)動回路C.傳感器信號處理D.人機(jī)交互界面11.對于需要精確控制溫度的場合，不宜選用______作為溫度傳感器。A.熱電偶B.熱電阻C.光電傳感器D.溫度變送器12.PLC編程中，定時(shí)器（T）和計(jì)數(shù)器（C）屬于______。A.輸入繼電器B.輸出繼電器C.內(nèi)部繼電器D.特殊功能繼電器13.在Modbus通信協(xié)議中，地址幀的主要作用是______。A.傳輸數(shù)據(jù)B.識別設(shè)備C.校驗(yàn)數(shù)據(jù)D.設(shè)置參數(shù)14.優(yōu)化自動化系統(tǒng)性能，通常意味著______。A.提高系統(tǒng)響應(yīng)速度B.降低系統(tǒng)成本C.增加系統(tǒng)復(fù)雜性D.以上都是15.某自動化設(shè)備頻繁出現(xiàn)意外停機(jī)，初步判斷可能是______引起的。A.操作人員誤操作B.控制程序邏輯錯(cuò)誤C.傳感器信號干擾D.以上都有可能16.在進(jìn)行PLC系統(tǒng)故障排查時(shí)，常用的“先簡后繁”原則是指______。A.先檢查簡單的元件，后檢查復(fù)雜的元件B.先檢查新的元件，后檢查老的元件C.先檢查外部的元件，后檢查內(nèi)部的元件D.先檢查軟件，后檢查硬件17.下列哪項(xiàng)不屬于PLC系統(tǒng)的I/O點(diǎn)？A.輸入繼電器（X）B.輸出繼電器（Y）C.內(nèi)部輔助繼電器（M）D.CPU模塊本身18.HMI組態(tài)軟件的主要功能不包括______。A.創(chuàng)建觸摸屏畫面B.編寫PLC控制程序C.連接PLC并進(jìn)行數(shù)據(jù)交換D.設(shè)置HMI與PLC的通信參數(shù)19.在電氣自動化項(xiàng)目中，進(jìn)行接線操作時(shí)，首要考慮的是______。A.接線美觀B.接線牢固C.接線正確無誤D.接線速度20.提高自動化系統(tǒng)可靠性的一個(gè)有效方法是______。A.簡化系統(tǒng)設(shè)計(jì)B.增加系統(tǒng)冗余C.降低系統(tǒng)成本D.減少系統(tǒng)維護(hù)二、判斷題（每題1分，共10分）1.PLC程序執(zhí)行速度與CPU掃描周期成反比。（）2.在同一PLC程序中，兩個(gè)不同的輸入繼電器地址可以相同。（）3.接觸器線圈可以直接用按鈕來啟動。（）4.HMI觸摸屏可以代替PLC完成所有的控制邏輯運(yùn)算。（）5.傳感器是將非電信號轉(zhuǎn)換為電信號的裝置。（）6.變頻器可以用來啟動所有類型的電動機(jī)。（）7.漏電保護(hù)器在正常情況下也應(yīng)有持續(xù)的小電流流過。（）8.電氣圖紙中的原理圖描述了設(shè)備各部件的物理連接方式。（）9.PLC的I/O模塊分為輸入模塊、輸出模塊和混合模塊。（）10.自動化系統(tǒng)的優(yōu)化過程通常是一個(gè)迭代改進(jìn)的過程。（）三、簡答題（每題5分，共20分）1.簡述PLC系統(tǒng)由哪幾個(gè)主要部分組成，并說明它們的基本功能。2.解釋什么是“軟繼電器”，并說明其在PLC應(yīng)用中的優(yōu)勢。3.列舉三種常見的電氣傳感器，并簡述其基本工作原理。4.在實(shí)施自動化系統(tǒng)時(shí)，需要進(jìn)行哪些主要的安全檢查？四、計(jì)算題（每題10分，共20分）1.某電機(jī)由PLC輸出繼電器Y0控制，要求電機(jī)啟動后10秒自動停止。請寫出實(shí)現(xiàn)該功能的簡單梯形圖邏輯（文字描述即可，無需圖形），并說明涉及的關(guān)鍵編程元件。2.一臺三相異步電動機(jī)額定功率為7.5kW，額定電壓為380V，額定電流約為15A。若采用星三角（Y-Δ）啟動方式，啟動電流約為額定電流的6-7倍，計(jì)算啟動電流的大致范圍。五、分析題（每題15分，共30分）1.某自動化生產(chǎn)線部分控制邏輯如下：當(dāng)按鈕SB1按下時(shí)，傳送帶電機(jī)M1啟動；同時(shí)，若傳感器S1檢測到物體，則指示燈HL1亮。請分析該控制邏輯可能存在哪些潛在問題或可以優(yōu)化的地方？簡述你的分析和優(yōu)化建議。2.假設(shè)你正在調(diào)試一個(gè)基于PLC的供水系統(tǒng)，發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)無法按預(yù)期啟動。描述你將采取的故障排查步驟，并說明每個(gè)步驟的目的。---試卷答案一、單項(xiàng)選擇題1.B解析：I/O模塊是PLC與外部世界（傳感器、執(zhí)行器等）進(jìn)行信號交換的接口。2.D解析：PLC掃描過程主要包括輸入采樣、程序執(zhí)行、輸出刷新，數(shù)據(jù)通信是其中的一部分，但不是基本執(zhí)行過程的步驟。3.B解析：在梯形圖中，常開觸點(diǎn)串聯(lián)表示其閉合（狀態(tài)為ON）時(shí)，電流通路接通，邏輯結(jié)果為ON。4.D解析：HMI主要功能是交互和顯示，復(fù)雜的邏輯運(yùn)算通常由PLC完成。5.D解析：選擇接近開關(guān)需考慮檢測對象特性，如材質(zhì)、顏色、速度等。6.B解析：變頻器通過改變輸出頻率來控制交流異步電動機(jī)的轉(zhuǎn)速。7.B解析：時(shí)間繼電器用于實(shí)現(xiàn)延時(shí)控制，滿足題目要求的延時(shí)啟動反轉(zhuǎn)邏輯。8.D解析：斷路器具備短路、過載、漏電等多種保護(hù)功能。9.C解析：檢修電氣設(shè)備首要步驟是確保安全，必須先確認(rèn)設(shè)備已斷電。10.B解析：主電路圖展示的是電源到負(fù)載的功率傳輸路徑。11.C解析：光電傳感器基于光線遮擋或反射原理，對溫度變化不敏感。12.C解析：定時(shí)器T和計(jì)數(shù)器C是PLC內(nèi)部用于輔助運(yùn)算的特殊繼電器。13.B解析：地址幀在通信中用于標(biāo)識目標(biāo)設(shè)備，使其能夠接收或發(fā)送數(shù)據(jù)。14.A解析：優(yōu)化通常旨在提高系統(tǒng)性能，如響應(yīng)速度、精度等。15.D解析：意外停機(jī)可能由多種原因引起，需全面排查。16.A解析：“先簡后繁”指先檢查簡單、易替換的元件，再檢查復(fù)雜、深層次的元件。17.D解析：CPU是核心處理單元，不是I/O點(diǎn)。X、Y、M都是I/O或內(nèi)部繼電器。18.B解析：編寫PLC控制程序是PLC編程軟件或?qū)Ｓ密浖墓δ?，HMI組態(tài)軟件主要用于畫面和通信配置。19.C解析：接線操作最關(guān)鍵的是保證接線正確，避免短路、斷路等錯(cuò)誤。20.B解析：增加系統(tǒng)冗余（如備用設(shè)備、備份系統(tǒng)）是提高可靠性的有效手段。二、判斷題1.√解析：掃描周期越短，程序執(zhí)行速度越快，兩者成反比。2.×解析：在PLC程序中，每個(gè)地址必須是唯一的，不能重復(fù)。3.×解析：啟動接觸器線圈需要足夠的啟動電壓和電流，直接用按鈕可能無法提供，且按鈕無法持續(xù)供電。4.×解析：HMI用于顯示和交互，邏輯運(yùn)算仍需PLC完成。5.√解析：傳感器的核心功能就是將非電量（溫度、壓力、位移等）轉(zhuǎn)換為電量信號。6.×解析：變頻器適用于異步電動機(jī)，對某些電機(jī)（如直流電機(jī)）不適用，且并非所有電機(jī)都適合用變頻器啟動。7.√解析：漏電保護(hù)器在正常時(shí)會有微小的漏電流流過以進(jìn)行自檢。8.×解析：原理圖描述電氣設(shè)備和元器件之間的邏輯關(guān)系和控制原理，接線圖才表示物理連接。9.√解析：這是PLCI/O模塊常見的分類方式。10.√解析：系統(tǒng)優(yōu)化往往需要根據(jù)實(shí)際效果進(jìn)行多次調(diào)整和改進(jìn)。三、簡答題1.答：PLC系統(tǒng)主要由以下部分組成：*CPU模塊：系統(tǒng)的核心，負(fù)責(zé)執(zhí)行程序、處理輸入輸出信號、控制整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行。*電源模塊：為PLC系統(tǒng)提供穩(wěn)定的工作電源。*I/O模塊：連接外部傳感器、執(zhí)行器等設(shè)備，實(shí)現(xiàn)信號的輸入和輸出。分為輸入模塊、輸出模塊和混合模塊。*編程器/人機(jī)界面（HMI）：用于編寫、下載、監(jiān)控和調(diào)試PLC程序，以及實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互。*通信模塊：用于實(shí)現(xiàn)PLC與其他設(shè)備（如其他PLC、計(jì)算機(jī)、變頻器等）的通信連接。*擴(kuò)展模塊：用于增加系統(tǒng)的I/O點(diǎn)數(shù)或其他特殊功能。功能說明：CPU負(fù)責(zé)運(yùn)算和控制；電源提供能源；I/O模塊負(fù)責(zé)信號轉(zhuǎn)換和傳輸；編程器/HMI用于人機(jī)交互和程序開發(fā)；通信模塊負(fù)責(zé)系統(tǒng)互聯(lián)；擴(kuò)展模塊用于系統(tǒng)擴(kuò)展。2.答：“軟繼電器”是指PLC程序中由指令實(shí)現(xiàn)的邏輯功能塊，它模擬了傳統(tǒng)繼電器（如常開觸點(diǎn)、常閉觸點(diǎn)、線圈）的功能，但并非物理實(shí)體。其優(yōu)勢在于：*數(shù)量無限：PLC內(nèi)部資源非常豐富，可以創(chuàng)建大量的軟繼電器，遠(yuǎn)超物理繼電器數(shù)量。*無物理壽命限制：不存在磨損、老化問題，可以長期穩(wěn)定工作。*復(fù)用性強(qiáng)：同一個(gè)軟繼電器（如內(nèi)部繼電器M）可以在程序中多次使用，出現(xiàn)在不同的邏輯關(guān)系中。*響應(yīng)速度快：程序執(zhí)行速度快，邏輯響應(yīng)及時(shí)。*功能豐富：除了基本繼電器功能，還可以實(shí)現(xiàn)計(jì)時(shí)、計(jì)數(shù)、數(shù)學(xué)運(yùn)算等復(fù)雜功能。3.答：常見的電氣傳感器及其工作原理：*接近開關(guān)：利用物體接近傳感器時(shí)引起的物理效應(yīng)變化（如電感變化、電容變化、磁場變化、光電變化）來檢測物體存在與否。*光電開關(guān)：基于光電效應(yīng)，通過發(fā)射光束并檢測反射光或遮光來檢測物體的通過或存在。*熱電偶：利用兩種不同金屬導(dǎo)體構(gòu)成閉合回路，當(dāng)兩端存在溫度差時(shí)，回路中產(chǎn)生熱電動勢（電壓）的原理來測量溫度。4.答：實(shí)施自動化系統(tǒng)時(shí)需要進(jìn)行的主要安全檢查包括：*電源檢查：確認(rèn)電源電壓、相序正確，接地良好，接線牢固。*設(shè)備檢查：檢查所有電氣設(shè)備（電機(jī)、接觸器、斷路器、傳感器、執(zhí)行器等）是否完好，無損壞。*接線檢查：核對主電路和控制電路接線是否正確、牢固，有無短路、錯(cuò)接現(xiàn)象。*保護(hù)裝置檢查：確認(rèn)過流、短路、過壓、欠壓、漏電等保護(hù)裝置是否設(shè)置正確、靈敏可靠。*安全防護(hù)檢查：檢查機(jī)械防護(hù)罩、急停按鈕、安全聯(lián)鎖裝置是否齊全、有效。*操作規(guī)程確認(rèn)：確保操作人員了解并熟悉安全操作規(guī)程和應(yīng)急處理措施。四、計(jì)算題1.答：梯形圖邏輯（文字描述）：*使用一個(gè)啟動按鈕SB1（常開觸點(diǎn)）串聯(lián)在一個(gè)輸出繼電器Y0的線圈支路中。*在Y0線圈支路中，再串聯(lián)一個(gè)定時(shí)器T0。*當(dāng)SB1按下時(shí)，Y0線圈得電吸合；同時(shí)，定時(shí)器T0開始計(jì)時(shí)。*當(dāng)定時(shí)器T0計(jì)時(shí)時(shí)間達(dá)到預(yù)設(shè)值（10秒）時(shí)，其常閉觸點(diǎn)斷開。*當(dāng)T0常閉觸點(diǎn)斷開時(shí)，Y0線圈失電釋放。*（可選：為了確保只停止一次，可以在T0常閉觸點(diǎn)之后串聯(lián)一個(gè)Y0的常開觸點(diǎn)，構(gòu)成自鎖，但在本例中，啟動后10秒自動停止即可，失去自鎖。）涉及的關(guān)鍵編程元件：輸入繼電器（SB1）、輸出繼電器（Y0）、定時(shí)器（T0）。2.答：計(jì)算過程：*電機(jī)額定電流I_N≈15A。*星三角啟動方式，啟動電流約為額定電流的6-7倍。*啟動電流下限I_start_min=6*I_N=6*15A=90A。*啟動電流上限I_start_max=7*I_N=7*15A=105A。*啟動電流的大致范圍為90A至105A。五、分析題1.答：分析：*潛在問題1（安全性）：缺少電機(jī)停止條件。電機(jī)啟動后將持續(xù)運(yùn)行，如果需要停止，必須手動按下停止按鈕，或者依賴外部條件（如傳感器S1不再檢測到物體）。如果傳感器故障或被卡住，可能導(dǎo)致電機(jī)無法停止，存在安全隱患。*潛在問題2（功能性）：控制邏輯較為單一。只有SB1按下才啟動，缺少停止控制，系統(tǒng)不夠完善。*潛在問題3（傳感器依賴）：系統(tǒng)完全依賴傳感器S1檢測物體。如果S1安裝位置不當(dāng)或檢測距離不足，可能導(dǎo)致物體通過時(shí)未能及時(shí)觸發(fā)，或者非目標(biāo)物體誤觸發(fā)。*潛在問題4（指示燈目的不明確）：指示燈HL1亮起僅表示傳感器檢測到物體，但未說明其具體指示什么狀態(tài)（如物料到位、需要處理等）。優(yōu)化建議：*增加停止控制：增加一個(gè)停止按鈕SB2（常開觸點(diǎn)），串聯(lián)在Y0線圈支路中，或者將SB2的常閉觸點(diǎn)與SB1常開觸點(diǎn)并聯(lián)，實(shí)現(xiàn)啟動/停止控制。*增加互鎖或聯(lián)鎖：根據(jù)工藝需求，可能需要增加設(shè)備間的互鎖，例如，只有當(dāng)傳送帶電機(jī)啟動后，下游設(shè)備才能啟動。*優(yōu)化傳感器應(yīng)用：重新評估或調(diào)整傳感器S1的位置、類型或參數(shù)，確保其能有效檢測目標(biāo)物體?？紤]增加冗余傳感器或報(bào)警提示。*明確指示燈功能：清晰定義HL1指示燈的含義，并在HMI畫面或文檔中說明。例如，可以改為“物體檢測指示燈”，亮表示檢測到物體。2.答：故障排查步驟：*步驟1：檢查外部電源和設(shè)備狀態(tài)。首先確認(rèn)PLC電源、控制柜電源是否正常，傳送帶電機(jī)、啟動按鈕、停止按鈕、相關(guān)接觸器等是否有明顯損壞或異常指示（如指示燈狀態(tài)）。*步驟2：檢查控制回路。使用萬用表或PLC調(diào)試工具，檢查啟動按鈕SB1（按下時(shí)）到接觸器線圈（或PLC輸出Y0對應(yīng)的硬件接口）之間的控制回路是否導(dǎo)通。檢查是否存在斷路或短路。*步驟3：檢查PLCI/O狀態(tài)。在PLC編程軟件中，查看對