2025年中職電氣自動化技術(shù)（電氣自動化基礎(chǔ)）試題及答案

（考試時間：90分鐘滿分100分）班級______姓名______一、選擇題（總共10題，每題3分，每題只有一個正確答案，請將正確答案填入括號內(nèi)）1.下列關(guān)于電氣自動化系統(tǒng)中傳感器的說法，錯誤的是（）A.能將非電量轉(zhuǎn)換為電量B.是自動化系統(tǒng)的關(guān)鍵部件C.所有傳感器的工作原理都相同D.可用于檢測溫度、壓力等物理量2.直流電動機(jī)的調(diào)速方法不包括（）A.改變電樞電壓調(diào)速B.改變磁極對數(shù)調(diào)速C.改變電樞回路電阻調(diào)速D.改變轉(zhuǎn)差率調(diào)速3.三相異步電動機(jī)的旋轉(zhuǎn)磁場方向由（）決定。A.電源電壓大小B.電源頻率C.定子電流相序D.轉(zhuǎn)子電阻4.下列不屬于PLC編程語言的是（）A.梯形圖B.指令表C.C語言D.功能塊圖5.自動控制系統(tǒng)中反饋環(huán)節(jié)的作用是（）A.消除干擾B.提高系統(tǒng)精度C.增加系統(tǒng)復(fù)雜性D.改變系統(tǒng)輸入6.晶閘管導(dǎo)通的條件是（）A.陽極加正向電壓，門極加反向電壓B.陽極加反向電壓，門極加正向電壓C.陽極和門極都加正向電壓D.陽極和門極都加反向電壓7.下列關(guān)于變頻器的說法，正確的是（）A.只能改變電壓B.只能改變頻率C.不能同時改變電壓和頻率D.可以同時改變電壓和頻率8.步進(jìn)電機(jī)的步距角與（）有關(guān)。A.電源電壓B.電機(jī)相數(shù)C.負(fù)載大小D.電機(jī)轉(zhuǎn)速9.下列屬于數(shù)字電路基本邏輯門的是（）A.與門B.或門C.非門D.以上都是10.電氣控制系統(tǒng)中熔斷器的作用是（）A.過載保護(hù)B.短路保護(hù)C.欠壓保護(hù)D.過壓保護(hù)二、填空題（總共10題，每題2分，請將正確答案填在橫線上）1.電氣自動化系統(tǒng)主要由______、______、______和執(zhí)行機(jī)構(gòu)等部分組成。2.交流接觸器主要由______、______、______和滅弧裝置等部分組成。3.直流電動機(jī)的調(diào)速方法有______、______和______。4.三相異步電動機(jī)的調(diào)速方法有______、______和______。5.PLC的編程語言主要有______、______、______和功能塊圖等。6.自動控制系統(tǒng)按控制方式可分為______、______和______。7.晶閘管的導(dǎo)通條件是______，關(guān)斷條件是______。8.變頻器的主要功能有______、______和______等。9.步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動方式有______、______和______。10.數(shù)字電路中常用的集成芯片有______、______和______等。三、簡答題（總共4題，每題10分）1.簡述電氣自動化系統(tǒng)的組成及各部分的作用。2.說明三相異步電動機(jī)的工作原理。3.簡述PLC的編程語言及其特點(diǎn)。4.解釋自動控制系統(tǒng)中的開環(huán)控制和閉環(huán)控制，并比較它們的優(yōu)缺點(diǎn)。四、綜合題（總共2題，每題15分）1.某生產(chǎn)線上有一臺三相異步電動機(jī)，額定功率為10kW，額定電壓為380V，額定電流為20A，額定轉(zhuǎn)速為1450r/min。現(xiàn)需要對該電動機(jī)進(jìn)行調(diào)速控制，要求調(diào)速范圍為1000r/min-1450r/min。已知該電動機(jī)的極對數(shù)為2，轉(zhuǎn)子電阻為0.1Ω。請設(shè)計一種調(diào)速方案，并說明調(diào)速原理。2.如圖所示為一個簡單的液位控制系統(tǒng)，要求液位保持在一定高度。圖中，水箱為被控對象，浮球液位傳感器用于檢測液位高度，電動調(diào)節(jié)閥用于控制進(jìn)水流量。請畫出該液位控制系統(tǒng)的方框圖，并說明各環(huán)節(jié)的作用。五、案例分析題（總共1題，每題20分）某工廠的電氣自動化生產(chǎn)線出現(xiàn)故障，生產(chǎn)停止。經(jīng)檢查，發(fā)現(xiàn)是PLC控制系統(tǒng)中的一個輸入模塊損壞。該模塊負(fù)責(zé)采集生產(chǎn)線上的傳感器信號，將其轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號后送入PLC進(jìn)行處理。請分析以下問題：1.輸入模塊損壞可能會導(dǎo)致哪些故障現(xiàn)象？2.如何檢測輸入模塊是否損壞？3.若輸入模塊損壞，應(yīng)如何進(jìn)行維修或更換？答案：一、1.C2.D3.C4.C5.B6.C7.D8.B9.D10.B二、1.控制器、檢測裝置、控制算法2.電磁系統(tǒng)、觸頭系統(tǒng)、滅弧裝置3.改變電樞電壓調(diào)速、改變電樞回路電阻調(diào)速、改變勵磁磁通調(diào)速4.變極調(diào)速、變頻調(diào)速、改變轉(zhuǎn)差率調(diào)速5.梯形圖、指令表、順序功能圖6.開環(huán)控制、閉環(huán)控制、復(fù)合控制7.陽極和門極都加正向電壓，陽極電流小于維持電流8.調(diào)速、節(jié)能、保護(hù)9.單電壓驅(qū)動、雙電壓驅(qū)動、細(xì)分驅(qū)動10.與門芯片、或門芯片、非門芯片三、1.電氣自動化系統(tǒng)主要由控制器、檢測裝置、控制算法和執(zhí)行機(jī)構(gòu)等部分組成?？刂破饔糜趯ο到y(tǒng)進(jìn)行控制和決策；檢測裝置用于檢測系統(tǒng)的各種參數(shù)和狀態(tài)；控制算法根據(jù)檢測到的信息進(jìn)行計算和處理，以實現(xiàn)對系統(tǒng)運(yùn)行的精確控制；執(zhí)行機(jī)構(gòu)則根據(jù)控制器的指令執(zhí)行相應(yīng)的動作，以實現(xiàn)系統(tǒng)的目標(biāo)。2.三相異步電動機(jī)的工作原理是基于電磁感應(yīng)原理。當(dāng)定子繞組通入三相交流電時，會產(chǎn)生一個旋轉(zhuǎn)磁場。轉(zhuǎn)子繞組中的導(dǎo)體在旋轉(zhuǎn)磁場中切割磁力線，產(chǎn)生感應(yīng)電動勢和感應(yīng)電流。根據(jù)左手定則，轉(zhuǎn)子電流與旋轉(zhuǎn)磁場相互作用，產(chǎn)生電磁力，使轉(zhuǎn)子沿著旋轉(zhuǎn)磁場的方向旋轉(zhuǎn)。3.PLC的編程語言主要有梯形圖、指令表、順序功能圖和功能塊圖等。梯形圖直觀易懂，類似于電氣原理圖，適合初學(xué)者；指令表是一種助記符語言，適合熟悉編程指令的人員；順序功能圖用于描述控制系統(tǒng)的順序控制流程；功能塊圖則將功能模塊進(jìn)行圖形化表示，便于實現(xiàn)復(fù)雜的控制功能。4.開環(huán)控制是指控制系統(tǒng)中沒有反饋環(huán)節(jié)，控制器只根據(jù)輸入信號進(jìn)行控制，而不考慮輸出的實際情況。優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單、成本低、響應(yīng)快；缺點(diǎn)是控制精度低，對干擾敏感。閉環(huán)控制是指控制系統(tǒng)中有反饋環(huán)節(jié)，控制器根據(jù)輸入信號和反饋信號進(jìn)行控制，以提高控制精度。優(yōu)點(diǎn)是控制精度高，能有效抑制干擾；缺點(diǎn)是結(jié)構(gòu)復(fù)雜、成本高、調(diào)試?yán)щy。四、1.調(diào)速方案：采用變頻調(diào)速。調(diào)速原理：通過改變變頻器輸出的頻率和電壓，從而改變電動機(jī)的同步轉(zhuǎn)速，實現(xiàn)調(diào)速。變頻器根據(jù)設(shè)定的轉(zhuǎn)速值，調(diào)整輸出頻率，同時保持電壓與頻率的比值恒定，以保證電動機(jī)的磁通不變，從而實現(xiàn)平滑調(diào)速。電動機(jī)的同步轉(zhuǎn)速公式為n=60f/p，其中n為同步轉(zhuǎn)速，f為電源頻率，p為極對數(shù)。通過改變f即可改變n，達(dá)到調(diào)速目的。2.方框圖：水箱（被控對象）→浮球液位傳感器（檢測裝置）→比較環(huán)節(jié)→控制器→電動調(diào)節(jié)閥（執(zhí)行機(jī)構(gòu)）。浮球液位傳感器檢測水箱液位高度，并將其轉(zhuǎn)換為電信號傳送給比較環(huán)節(jié)；比較環(huán)節(jié)將檢測到的液位信號與設(shè)定值進(jìn)行比較，得出偏差信號；控制器根據(jù)偏差信號進(jìn)行控制算法計算，輸出控制信號給電動調(diào)節(jié)閥；電動調(diào)節(jié)閥根據(jù)控制信號調(diào)節(jié)進(jìn)水流量，從而使水箱液位保持在設(shè)定高度。五、1.輸入模塊損壞可能導(dǎo)致生產(chǎn)線上傳感器信號無法正常采集，PLC無法接收到正確的輸入信號，從而使相關(guān)的控制邏輯無法正常執(zhí)行，可能出現(xiàn)生產(chǎn)動作異常、設(shè)備誤動作、報警系統(tǒng)觸發(fā)等故障現(xiàn)象。2.檢測輸入模塊是否損壞的方法：首先檢查輸入模塊的電源是否正常，若電源指示燈不亮，可能是供電問題。然后使用萬用表等工具檢測輸入端子與公共端之間的電阻，看是否與正常狀態(tài)相符。還可以通過模擬輸入信號，觀察PLC輸入指示燈是否有相應(yīng)變化來判斷