(2025年)設(shè)備技術(shù)人員題及答案一、單項選擇題（每題2分，共20分）1.某設(shè)備采用振動監(jiān)測技術(shù)進行狀態(tài)評估，當(dāng)振動頻譜中出現(xiàn)1倍頻、2倍頻及高次諧波成分，且能量集中在2倍頻時，最可能的故障類型是（）A.軸承滾動體損傷B.不對中C.齒輪斷齒D.轉(zhuǎn)子動不平衡答案：B（不對中故障通常表現(xiàn)為2倍頻能量突出，伴隨1倍頻成分；動不平衡以1倍頻為主，軸承損傷會出現(xiàn)特征頻率及其邊帶，齒輪斷齒表現(xiàn)為嚙合頻率調(diào)制）2.設(shè)備潤滑管理中，“五定”原則不包括（）A.定人B.定質(zhì)C.定時D.定溫答案：D（潤滑“五定”為定人、定點、定質(zhì)、定時、定量）3.某PLC控制系統(tǒng)中，輸入模塊型號為DI16×24VDC，其含義是（）A.16路交流24V輸入模塊B.16路直流24V輸入模塊C.16路交流24V輸出模塊D.16路直流24V輸出模塊答案：B（DI表示數(shù)字輸入，16為通道數(shù)，24VDC為直流電壓等級）4.設(shè)備全生命周期管理（LifecycleManagement）的階段不包括（）A.規(guī)劃設(shè)計B.安裝調(diào)試C.報廢處置D.故障統(tǒng)計答案：D（全生命周期包括規(guī)劃、設(shè)計、制造、安裝、使用、維護、改造、報廢，故障統(tǒng)計屬于使用階段的具體工作）5.設(shè)備接地系統(tǒng)中，保護接地的主要作用是（）A.防止電磁干擾B.降低設(shè)備對地電壓C.提高系統(tǒng)穩(wěn)定性D.消除靜電積累答案：B（保護接地通過將設(shè)備金屬外殼與大地連接，當(dāng)絕緣損壞時，電流通過接地裝置導(dǎo)入大地，降低外殼對地電壓，防止觸電）6.智能巡檢系統(tǒng)中，以下不屬于核心技術(shù)的是（）A.圖像識別算法B.北斗/GPS定位C.高壓絕緣檢測D.邊緣計算模塊答案：C（智能巡檢核心技術(shù)包括定位、圖像/聲音識別、數(shù)據(jù)實時傳輸與邊緣計算；高壓絕緣檢測屬于具體檢測項目，非系統(tǒng)核心技術(shù)）7.某設(shè)備MTBF（平均無故障時間）為5000小時，MTTR（平均修復(fù)時間）為5小時，其固有可用性為（）A.99.9%B.99.95%C.99.99%D.99.8%答案：A（固有可用性=MTBF/(MTBF+MTTR)=5000/(5000+5)=99.9%）8.以下屬于漸發(fā)性設(shè)備故障的是（）A.軸承突然斷裂B.電機繞組短路C.齒輪齒面磨損超限D(zhuǎn).傳感器線路斷路答案：C（漸發(fā)性故障由磨損、老化等累積過程引發(fā)，齒輪磨損超限符合；其他選項為突發(fā)性故障）9.工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺中，設(shè)備數(shù)字孿生模型的核心功能是（）A.實時顯示設(shè)備位置B.模擬設(shè)備運行狀態(tài)并預(yù)測故障C.存儲設(shè)備歷史數(shù)據(jù)D.遠(yuǎn)程控制設(shè)備啟停答案：B（數(shù)字孿生通過物理模型與虛擬模型的實時映射，實現(xiàn)狀態(tài)模擬、故障預(yù)測與優(yōu)化決策）10.設(shè)備安裝驗收時，水平度檢測應(yīng)使用（）A.塞尺B.游標(biāo)卡尺C.水平儀D.百分表答案：C（水平儀是專門用于檢測平面水平度的工具）二、簡答題（每題8分，共40分）1.簡述預(yù)知維修（PdM）的實施步驟。答案：預(yù)知維修以設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測為基礎(chǔ)，實施步驟包括：（1）確定關(guān)鍵設(shè)備與監(jiān)測點：識別對生產(chǎn)影響大的設(shè)備，確定振動、溫度、電流等關(guān)鍵監(jiān)測參數(shù)；（2）數(shù)據(jù)采集：通過傳感器、在線監(jiān)測系統(tǒng)或便攜式儀器定期采集狀態(tài)數(shù)據(jù)；（3）狀態(tài)評估：利用趨勢分析、頻譜分析、油液分析等技術(shù)判斷設(shè)備是否處于正常狀態(tài)；（4）故障預(yù)測：基于歷史數(shù)據(jù)與機器學(xué)習(xí)模型預(yù)測故障類型、發(fā)展趨勢及剩余壽命；（5）維修計劃制定：根據(jù)預(yù)測結(jié)果安排維修時間、備件與人員；（6）實施與反饋：執(zhí)行維修后記錄數(shù)據(jù)，優(yōu)化監(jiān)測方案與預(yù)測模型。2.分析變頻器輸出過流故障的可能原因及排查方法。答案：可能原因包括：（1）負(fù)載側(cè)故障：電機繞組短路、機械卡阻導(dǎo)致負(fù)載突變；（2）變頻器內(nèi)部故障：IGBT模塊損壞、驅(qū)動電路異常；（3）參數(shù)設(shè)置不當(dāng)：加速時間過短、電流限幅設(shè)置過高；（4）外部干擾：輸入電壓波動、線路接觸不良。排查方法：（1）檢查電機絕緣電阻，手動盤車確認(rèn)機械是否卡阻；（2）測量變頻器輸出三相電流是否平衡，檢測IGBT模塊壓降；（3）核對參數(shù)設(shè)置，延長加速時間或降低電流限幅；（4）檢查輸入電壓穩(wěn)定性，排查線路接頭是否松動。3.智能設(shè)備預(yù)防性維護中，傳感器網(wǎng)絡(luò)部署需考慮哪些關(guān)鍵因素？答案：（1）測點選擇：覆蓋設(shè)備關(guān)鍵部位（如軸承、齒輪箱、電機）、易損點及故障高發(fā)區(qū)；（2）傳感器類型：根據(jù)監(jiān)測參數(shù)（振動、溫度、壓力）選擇加速度傳感器、熱電偶、壓力變送器等；（3）通信協(xié)議：兼容ModbusRTU、Profinet或5G等協(xié)議，確保數(shù)據(jù)實時傳輸；（4）供電方案：采用PoE（以太網(wǎng)供電）、鋰電池或能量收集（如振動發(fā)電）解決偏遠(yuǎn)測點供電問題；（5）抗干擾設(shè)計：使用屏蔽電纜、隔離模塊，避免電磁干擾影響數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性；（6）冗余設(shè)計：關(guān)鍵測點布置雙傳感器，防止單傳感器失效導(dǎo)致數(shù)據(jù)缺失。4.設(shè)備電氣系統(tǒng)接地的具體要求有哪些？答案：（1）接地電阻：保護接地≤4Ω，防雷接地≤10Ω，電子設(shè)備接地≤1Ω；（2）接地體材料：優(yōu)先選用熱鍍鋅角鋼（50mm×50mm×5mm，長度2.5m）或銅排，埋深≥0.8m；（3）連接方式：接地干線與接地體采用放熱焊接或壓接，設(shè)備外殼與接地干線用多股軟銅線連接，禁止串聯(lián)接地；（4）獨立接地與共用接地：電子設(shè)備（如PLC、變頻器）建議獨立接地，強電設(shè)備可共用接地網(wǎng)，但需保證接地系統(tǒng)等電位；（5）標(biāo)識與維護：接地線路標(biāo)注明顯標(biāo)識，每年檢測接地電阻，定期檢查連接點是否松動。5.簡述設(shè)備技術(shù)改造方案論證的主要要點。答案：（1）技術(shù)可行性：評估新技術(shù)（如伺服控制、智能傳感器）與現(xiàn)有設(shè)備的兼容性，是否需改造機械結(jié)構(gòu)或控制系統(tǒng)；（2）經(jīng)濟合理性：計算改造投資、預(yù)期節(jié)能/增產(chǎn)收益、投資回收期（建議≤3年）；（3）安全可靠性：分析改造后設(shè)備的運行風(fēng)險，是否滿足安全規(guī)范（如CE、GB標(biāo)準(zhǔn)）；（4）環(huán)境適應(yīng)性：改造后設(shè)備的能耗、噪聲、排放是否符合環(huán)保要求；（5）可維護性：新部件的采購周期、維修難度，是否需培訓(xùn)人員；（6）擴展性：預(yù)留接口以便未來升級（如工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺接入）。三、案例分析題（每題20分，共40分）案例1：某企業(yè)一條自動化生產(chǎn)線（由機器人、輸送機、加工中心組成）突發(fā)停機，操作屏顯示“系統(tǒng)故障”，無具體報警代碼。作為設(shè)備技術(shù)員，應(yīng)如何排查并解決問題？答案：排查步驟：（1）初步觀察：確認(rèn)是否有明顯異常（如冒煙、異響、異味），檢查急停按鈕是否被按下，查看操作屏歷史記錄是否有瞬間電壓波動；（2）分系統(tǒng)檢測：①機器人系統(tǒng)：檢查示教器狀態(tài)，測試手動模式下各軸是否能動作，測量伺服驅(qū)動器輸入電壓（AC380V）與輸出電流（是否過載）；②輸送機：手動盤動傳動滾筒，檢查是否卡阻；測量變頻器輸入/輸出電壓，查看故障代碼（如OC過流、EF外部故障）；③加工中心：檢查主軸編碼器信號（用示波器測試脈沖是否正常），確認(rèn)刀庫位置傳感器（接近開關(guān)）是否松動或損壞；（3）控制系統(tǒng)排查：檢查PLC輸入輸出模塊（DI/DO）指示燈，用編程軟件監(jiān)控I/O點狀態(tài)（如急停信號是否持續(xù)輸入）；測試通信總線（ProfiBus）終端電阻（應(yīng)110Ω左右），排查通信中斷點；（4）綜合分析：若各子系統(tǒng)無硬件故障，可能為程序錯誤（如互鎖邏輯沖突），需備份程序后重新下載或恢復(fù)至上次正常版本。解決措施：若發(fā)現(xiàn)輸送機變頻器因電機電纜絕緣老化導(dǎo)致輸出短路，更換電纜并測試絕緣電阻（≥10MΩ）；若為PLC程序錯誤，修正互鎖條件后重新啟動；后續(xù)預(yù)防：增加關(guān)鍵設(shè)備（如變頻器、伺服驅(qū)動器）的在線監(jiān)測，定期（每月）檢測電纜絕緣，對操作屏進行軟件升級以顯示詳細(xì)報警代碼。案例2：某企業(yè)計劃對20臺老舊機床進行智能化改造，要求實現(xiàn)“設(shè)備狀態(tài)實時監(jiān)測-故障預(yù)警-遠(yuǎn)程診斷”功能。作為技術(shù)負(fù)責(zé)人，需設(shè)計傳感器部署方案及配套技術(shù)措施。答案：傳感器部署方案：（1）監(jiān)測參數(shù)與傳感器選型：①振動監(jiān)測：在主軸軸承座、絲杠螺母座安裝三軸加速度傳感器（量程±50g，頻率0-10kHz），用于檢測軸承磨損、絲杠間隙；②溫度監(jiān)測：在電機繞組（埋入PT100熱電阻）、齒輪箱（紅外測溫傳感器）部署，監(jiān)測過熱故障；③負(fù)載監(jiān)測：在伺服驅(qū)動器輸出端加裝電流傳感器（霍爾傳感器，量程0-50A），用于判斷切削負(fù)載異常；④位置監(jiān)測：在刀架、工作臺安裝光柵尺（分辨率1μm），監(jiān)測定位精度下降。配套技術(shù)措施：（1）通信網(wǎng)絡(luò)：采用工業(yè)級5G網(wǎng)關(guān)（支持TSN時間敏感網(wǎng)絡(luò)），確保振動數(shù)據(jù)（采樣率10kHz）實時上傳，同時保留Profinet接口兼容原有PLC；（2）邊緣計算：在機旁部署邊緣計算終端（如研華UNO-2272G），完成振動信號的FFT分析、溫度趨勢預(yù)測，過濾無效數(shù)據(jù)（僅上傳異常數(shù)據(jù)）；（3）故障預(yù)警模型：基于歷史數(shù)據(jù)訓(xùn)練機器學(xué)習(xí)模型（如XGBoost），設(shè)定預(yù)警規(guī)則（如軸承振動速度有效值＞4.5mm/s預(yù)警，＞7.1mm/s停機）；（4）遠(yuǎn)程診斷平臺：開發(fā)Web端監(jiān)控界面，顯示設(shè)備OEE、實時振動頻譜、溫度曲線，支持專家通過AR眼鏡（如Hololens2）遠(yuǎn)程指導(dǎo)維修；（5）安全防護：傳感器線路穿金屬軟管并接地，設(shè)置訪問權(quán)限（僅授權(quán)人員可遠(yuǎn)程登錄），數(shù)據(jù)傳輸采用AES-256加密。案例3：某工廠一臺數(shù)控車床OEE（設(shè)備綜合效率）長期低于70%，需提升至85%以上。已知：計劃運行時間480分鐘/班，實際運行時間420分鐘，停機時間60分鐘（含換模30分鐘、軸承過熱停機20分鐘、刀具調(diào)整10分鐘）；理論節(jié)拍0.5分鐘/件，實際節(jié)拍0.55分鐘/件；本班生產(chǎn)850件，合格品820件。（1）計算當(dāng)前OEE；（2）分析主要損失類型；（3）提出提升措施。答案：（1）OEE計算：時間開動率=實際運行時間/計劃運行時間=420/480=87.5%；性能開動率=（理論產(chǎn)量/實際運行時間）/（實際產(chǎn)量/實際運行時間）=（實際運行時間/理論節(jié)拍）/實際產(chǎn)量=（420/0.5）/850=840/850≈98.82%（或簡化為（理論節(jié)拍×實際產(chǎn)量）/實際運行時間=（0.5×850）/420≈101.19%，取后者更準(zhǔn)確）；合格品率=合格品數(shù)/實際產(chǎn)量=820/850≈96.47%；OEE=時間開動率×性能開動率×合格品率=87.5%×101.19%×96.47%≈85.3%（注：若性能開動率按（理論節(jié)拍×實際產(chǎn)量）/實際運行時間計算，結(jié)果為87.5%×(0.5×850/420)×(820/850)=87.5%×(425/420)×(820/850)=87.5%×1.0119×0.9647≈85.3%）。（2）主要損失分析：①停機損失（時間開動率低）：換模時間30分鐘（占停機50%）、軸承過熱20分鐘（因潤滑不足）、刀具調(diào)整10分鐘（對刀不精準(zhǔn)）；②性能損失（性能開動率未達100%）：設(shè)備老化導(dǎo)致實際節(jié)拍比理論慢（0.55＞0.5），切削參數(shù)未優(yōu)化；③質(zhì)量損失（合格品率低）：30件次品因工件定位傳感器誤檢（灰塵覆蓋）。（3）提升措施：①減少停機損失：實施SMED快速換模（如預(yù)調(diào)整模具、使用快夾裝置