2025年《工廠電氣控制技術(shù)》期末試卷及答案一、單項選擇題（每題2分，共30分）1.下列低壓電器中，屬于主令電器的是（）A.接觸器B.熱繼電器C.按鈕D.熔斷器2.固態(tài)繼電器與電磁式繼電器的主要區(qū)別在于（）A.觸點形式B.有無機(jī)械觸點C.額定電壓D.控制電流大小3.三相異步電動機(jī)采用星-三角降壓啟動時，啟動電流約為全壓啟動的（）A.1/√3B.1/3C.√3倍D.3倍4.PLC輸入模塊的公共端COM接24V電源正極時，應(yīng)選用（）類型的傳感器A.NPN型B.PNP型C.電感式D.電容式5.熱繼電器的雙金屬片彎曲是由于（）A.電流的熱效應(yīng)B.電磁感應(yīng)C.機(jī)械應(yīng)力D.電壓變化6.變頻器的控制模式中，能實現(xiàn)高精度轉(zhuǎn)速控制的是（）A.V/F控制B.矢量控制C.直接轉(zhuǎn)矩控制D.開環(huán)控制7.某控制電路中，接觸器KM1主觸點粘連，當(dāng)按下停止按鈕時可能導(dǎo)致（）A.電動機(jī)無法啟動B.電動機(jī)持續(xù)運行C.熔斷器熔斷D.熱繼電器動作8.PLC程序中，計數(shù)器CTU的當(dāng)前值達(dá)到預(yù)設(shè)值PV時，其輸出觸點（）A.斷開B.保持原狀態(tài)C.閉合D.閃爍9.三相異步電動機(jī)能耗制動時，需向定子繞組通入（）A.直流電流B.三相交流電流C.單相交流電流D.高頻電流10.下列關(guān)于PLC掃描周期的描述，錯誤的是（）A.包括輸入采樣、程序執(zhí)行、輸出刷新三個階段B.輸入采樣階段僅讀取輸入點狀態(tài)一次C.程序執(zhí)行階段可修改輸入映像寄存器D.輸出刷新階段將結(jié)果從輸出映像寄存器寫入物理輸出點11.用于檢測金屬物體的接近開關(guān)通常采用（）A.電容式B.電感式C.光電式D.霍爾式12.控制電路中，時間繼電器KT的延時觸點在通電延時型中，線圈通電后（）A.瞬時動作，斷電后延時復(fù)位B.延時動作，斷電后瞬時復(fù)位C.瞬時動作，斷電后瞬時復(fù)位D.延時動作，斷電后延時復(fù)位13.某PLC型號為S7-200SMARTST40，其中“ST”表示（）A.晶體管輸出B.繼電器輸出C.晶閘管輸出D.模擬量輸出14.三相異步電動機(jī)正反轉(zhuǎn)控制電路中，若僅使用按鈕互鎖而未使用接觸器互鎖，可能導(dǎo)致（）A.電動機(jī)無法反轉(zhuǎn)B.電源短路C.按鈕損壞D.接觸器線圈燒毀15.變頻器的加速時間是指（）A.從0Hz加速到額定頻率所需時間B.從啟動頻率到額定頻率所需時間C.從停止到啟動的響應(yīng)時間D.從故障恢復(fù)到運行的時間二、填空題（每空1分，共20分）1.接觸器主要由______、______和滅弧裝置三部分組成。2.熔斷器的主要作用是______保護(hù)，熱繼電器的主要作用是______保護(hù)。3.PLC的用戶程序執(zhí)行時，輸入信號的狀態(tài)保存在______中，輸出信號的狀態(tài)保存在______中。4.三相異步電動機(jī)的調(diào)速方法有______、______和改變轉(zhuǎn)差率調(diào)速。5.變頻器的基本組成包括______、______和控制電路。6.時間繼電器按動作原理可分為______、______和電子式。7.控制電路中，“自鎖”的作用是______，“互鎖”的作用是______。8.PLC的輸入/輸出模塊按信號類型可分為______、______和模擬量模塊。9.三相異步電動機(jī)直接啟動時，啟動電流約為額定電流的______倍，因此大容量電機(jī)需降壓啟動。10.固態(tài)繼電器（SSR）的輸入控制端為______信號，輸出端為______元件。三、判斷題（每題1分，共10分）1.交流接觸器的線圈電壓必須與控制電路的電源電壓一致。（）2.熱繼電器的額定電流應(yīng)大于等于電動機(jī)的額定電流。（）3.PLC的輸出模塊中，繼電器輸出適用于高頻動作的負(fù)載。（）4.三相異步電動機(jī)反接制動時，需在定子繞組中串入限流電阻。（）5.變頻器的制動電阻用于消耗電機(jī)再生制動時產(chǎn)生的能量。（）6.控制電路中，熔斷器可以同時作為短路保護(hù)和過載保護(hù)使用。（）7.PLC的輸入映像寄存器在程序執(zhí)行階段會被實時更新。（）8.接近開關(guān)無觸點，因此壽命比行程開關(guān)長。（）9.星-三角降壓啟動適用于正常運行時定子繞組為三角形連接的電動機(jī)。（）10.西門子PLC中，符號“Q0.1”表示輸出繼電器的第0組第1個觸點。（）四、簡答題（每題5分，共25分）1.簡述三相異步電動機(jī)正反轉(zhuǎn)控制電路中電氣互鎖與機(jī)械互鎖的作用及區(qū)別。2.PLC梯形圖編程的主要規(guī)則有哪些？（至少列出4條）3.變頻器的多段速控制通常如何實現(xiàn)？請說明硬件連接與參數(shù)設(shè)置要點。4.分析熱繼電器誤動作的可能原因（至少3條）。5.畫出三相異步電動機(jī)單向啟動-停止控制電路的電氣原理圖（主電路+控制電路），并標(biāo)注各元件符號。五、分析題（每題8分，共16分）1.圖1所示為某學(xué)生設(shè)計的電動機(jī)正反轉(zhuǎn)控制電路（控制電路部分），其中SB1為停止按鈕，SB2為正轉(zhuǎn)啟動按鈕，SB3為反轉(zhuǎn)啟動按鈕，KM1、KM2為正反轉(zhuǎn)接觸器。請指出電路中的錯誤并說明改進(jìn)方法。（注：圖中控制電路為：電源L1→SB1常閉→SB2常開→KM1線圈→電源N；同時電源L1→SB1常閉→SB3常開→KM2線圈→電源N；KM1輔助常開觸點并聯(lián)在SB2兩端，KM2輔助常開觸點并聯(lián)在SB3兩端）2.某PLC程序如圖2所示（梯形圖：I0.0為啟動按鈕，I0.1為停止按鈕，T37為通電延時時間繼電器（設(shè)定值100），Q0.0為輸出線圈），程序運行時發(fā)現(xiàn)按下啟動按鈕后，Q0.0立即點亮，5秒后熄滅；再次按下啟動按鈕無響應(yīng)。請分析程序錯誤原因并給出修正方案。六、綜合應(yīng)用題（9分）某工廠需設(shè)計一臺傳送帶電動機(jī)的控制電路，要求：（1）兩地（A、B點）均可啟動/停止；（2）電動機(jī)具有過載保護(hù)；（3）啟動后運行10秒自動停止；（4）故障時（如過載）需聲光報警（蜂鳴器HA、指示燈HL）。請設(shè)計完整的電氣控制原理圖（主電路+控制電路），并說明各元件作用。答案一、單項選擇題1-5：CBBBA6-10：BBCAC11-15：BBABA二、填空題1.電磁系統(tǒng)、觸點系統(tǒng)2.短路、過載3.輸入映像寄存器、輸出映像寄存器4.變極調(diào)速、變頻調(diào)速5.整流電路、逆變電路6.電磁式、空氣阻尼式7.保持接觸器吸合、防止兩個接觸器同時吸合8.數(shù)字量輸入、數(shù)字量輸出9.5-710.直流、半導(dǎo)體三、判斷題1.√2.√3.×4.√5.√6.×7.×8.√9.√10.√四、簡答題1.電氣互鎖：通過接觸器輔助常閉觸點串聯(lián)在對方控制電路中，防止兩個接觸器同時吸合導(dǎo)致電源短路；機(jī)械互鎖：通過復(fù)合按鈕的常閉觸點串聯(lián)在對方控制電路中，實現(xiàn)按鈕操作時的互鎖。區(qū)別：電氣互鎖依賴接觸器觸點，機(jī)械互鎖依賴按鈕觸點；電氣互鎖在接觸器故障時仍可能失效，機(jī)械互鎖在按鈕操作時直接切斷對方電路。2.主要規(guī)則：（1）梯形圖按從上到下、從左到右的順序執(zhí)行；（2）觸點可無限次使用，輸出線圈同一程序中只能出現(xiàn)一次；（3）線圈不能直接接左母線，必須通過觸點連接；（4）觸點可以并聯(lián)或串聯(lián)，線圈只能并聯(lián)；（5）分支電路從左母線開始，結(jié)束于右母線（或虛擬右母線）。3.多段速控制通過變頻器的多功能輸入端子（如X1、X2、X3）接收PLC或外部開關(guān)信號，通過不同組合（二進(jìn)制編碼）設(shè)置不同轉(zhuǎn)速。硬件連接：將開關(guān)或PLC輸出點接至變頻器輸入端子，公共端接COM；參數(shù)設(shè)置：設(shè)置各輸入端子功能為“多段速選擇”，設(shè)置各段速對應(yīng)的頻率值（如X1=10Hz，X2=20Hz，X1+X2=30Hz），設(shè)置加速/減速時間等。4.誤動作原因：（1）熱繼電器整定電流小于電動機(jī)額定電流；（2）電動機(jī)頻繁啟動導(dǎo)致熱繼電器累積發(fā)熱；（3）熱繼電器安裝位置靠近熱源，環(huán)境溫度過高；（4）熱繼電器雙金屬片老化或校準(zhǔn)誤差；（5）電動機(jī)負(fù)載波動大，短時過載超過熱繼電器允許范圍。5.電氣原理圖：主電路（從左到右）：電源→熔斷器FU→斷路器QF→接觸器KM主觸點→熱繼電器FR主觸點→電動機(jī)M；控制電路：電源L1→熔斷器FU2→停止按鈕SB1（常閉）→啟動按鈕SB2（常開）→接觸器KM線圈→熱繼電器FR常閉觸點→電源L2。（注：需標(biāo)注FU、QF、KM、FR、SB1、SB2符號）五、分析題1.錯誤：缺少電氣互鎖，KM1和KM2線圈控制電路中未串聯(lián)對方的常閉輔助觸點。當(dāng)同時按下SB2和SB3時，KM1、KM2線圈同時通電，主觸點閉合導(dǎo)致電源短路。改進(jìn)方法：在KM1線圈支路中串聯(lián)KM2的常閉輔助觸點，在KM2線圈支路中串聯(lián)KM1的常閉輔助觸點，實現(xiàn)電氣互鎖。2.錯誤原因：（1）T37的延時觸點未正確連接，Q0.0直接由I0.0驅(qū)動，導(dǎo)致啟動后立即輸出；（2）程序缺少自鎖環(huán)節(jié)，I0.0松開后Q0.0失電；（3）停止后未復(fù)位計數(shù)器或定時器，導(dǎo)致再次啟動無響應(yīng)。修正方案：增加KM自鎖觸點（Q0.0常開并聯(lián)在I0.0兩端）；將Q0.0改為由T37的延時斷開觸點控制（如I0.0啟動→Q0.0吸合并自鎖，T37開始計時，5秒后T37常閉斷開，Q0.0失電；I0.1停止按鈕串聯(lián)在自鎖回路中）。六、綜合應(yīng)用題電氣原理圖設(shè)計：主電路：電源→熔斷器FU1→斷路器QF→接觸器KM主觸點→熱繼電器FR主觸點→電動機(jī)M?？刂齐娐罚海?）兩地控制：A點啟動按鈕SB1（常開）、停止按鈕SB2（常閉）；B點啟動按鈕SB3（常開）、停止按鈕SB4（常閉），兩組按鈕并聯(lián)后串聯(lián)。（2）時間控制：時間繼電器KT線圈與KM線圈并聯(lián)，KT延時斷開觸點串聯(lián)在KM自鎖回路中（或KT延時斷開觸點控制KM斷電）。