(2025年)維修電工等級(jí)鑒定電工高級(jí)技師實(shí)操試題(含答案)一、電氣設(shè)備綜合故障診斷與修復(fù)（40分）考核設(shè)備：某企業(yè)進(jìn)口加工中心（型號(hào)：DMGMORICMX600V），配置FANUC0i-MF系統(tǒng)，配套安川SGMGV系列伺服驅(qū)動(dòng)器（型號(hào)：SGDV-780A01A）及絕對(duì)值編碼器。故障現(xiàn)象：設(shè)備啟動(dòng)后，操作面板顯示“414SERVOALARM（Z軸伺服異常）”，Z軸無法移動(dòng)，手動(dòng)/自動(dòng)模式均失效?？己艘?.依據(jù)故障代碼及系統(tǒng)報(bào)警信息，分析可能的故障點(diǎn)（5分）；2.使用萬用表、示波器等工具進(jìn)行實(shí)測(cè)排查（15分）；3.制定修復(fù)方案并實(shí)施（10分）；4.驗(yàn)證修復(fù)效果，恢復(fù)設(shè)備正常運(yùn)行（10分）。操作步驟與評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)1.故障分析（5分）-正確解讀414報(bào)警含義（FANUC系統(tǒng)中該代碼表示伺服放大器或電機(jī)異常）（2分）；-列出可能故障點(diǎn)：Z軸伺服驅(qū)動(dòng)器內(nèi)部故障（如IGBT模塊損壞、電容老化）、伺服電機(jī)編碼器線路斷路/短路、電機(jī)繞組絕緣下降、系統(tǒng)控制板至驅(qū)動(dòng)器的信號(hào)電纜接觸不良（3分）。2.實(shí)測(cè)排查（15分）-斷電后檢查驅(qū)動(dòng)器外觀：無明顯燒痕，母線電容（450V/470μF）無鼓包（1分）；-測(cè)量驅(qū)動(dòng)器主回路：輸入R/S/T三相電壓380V±5%（正常），直流母線電壓537V（正常范圍513V-540V）（2分）；-檢查編碼器電纜（型號(hào)：HR306-10R8）：用萬用表通斷檔測(cè)量屏蔽層（接地良好）、信號(hào)線（A+/A-、B+/B-、Z+/Z-）阻值（正常應(yīng)＜1Ω），發(fā)現(xiàn)Z-線與屏蔽層間絕緣電阻僅0.3MΩ（標(biāo)準(zhǔn)＞10MΩ）（5分）；-脫開電機(jī)端編碼器插頭，測(cè)量電機(jī)側(cè)編碼器繞組絕緣：A/B/Z相繞組對(duì)地絕緣100MΩ（正常），確認(rèn)電纜故障（4分）；-通電測(cè)試驅(qū)動(dòng)器參數(shù)：讀取Z軸驅(qū)動(dòng)器報(bào)警歷史（顯示“AL.31”，安川驅(qū)動(dòng)器代碼表示編碼器通信異常），與電纜檢測(cè)結(jié)果吻合（3分）。3.修復(fù)方案實(shí)施（10分）-更換同規(guī)格編碼器電纜（HR306-10R8），重新壓接端子并做好屏蔽層單端接地（4分）；-清潔驅(qū)動(dòng)器接口（使用無水乙醇），重新插緊電纜并固定（3分）；-通電重啟，清除系統(tǒng)報(bào)警（MDI模式輸入“RESET”），執(zhí)行Z軸回零（正常完成）（3分）。4.效果驗(yàn)證（10分）-手動(dòng)移動(dòng)Z軸（±50mm），無卡頓、異響，系統(tǒng)無報(bào)警（5分）；-運(yùn)行測(cè)試程序（含快速移動(dòng)G00Z100、切削進(jìn)給G01Z-50F100），定位精度±0.005mm（符合設(shè)備精度要求）（5分）。答案要點(diǎn)：故障原因?yàn)閆軸伺服編碼器電纜信號(hào)線與屏蔽層絕緣下降，導(dǎo)致編碼器通信異常；修復(fù)關(guān)鍵是準(zhǔn)確排查電纜絕緣問題并更換合格電纜。二、復(fù)雜電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與調(diào)試（30分）考核任務(wù)：設(shè)計(jì)一套基于西門子S7-1200PLC（CPU1215C）的智能倉儲(chǔ)堆垛機(jī)控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)以下功能：-堆垛機(jī)X/Y/Z三軸（均為步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)）的手動(dòng)/自動(dòng)定位；-貨物到位檢測(cè)（光電傳感器，NPN型）；-急停保護(hù)（按下急停按鈕后所有電機(jī)立即斷電）；-與上位機(jī)（WinCCflexible）的ModbusRTU通信（讀取當(dāng)前坐標(biāo)、發(fā)送目標(biāo)坐標(biāo)）?？己艘?.完成I/O分配表（5分）；2.繪制簡(jiǎn)化梯形圖（重點(diǎn)體現(xiàn)自動(dòng)定位邏輯）（10分）；3.編寫Modbus通信參數(shù)配置（5分）；4.調(diào)試并驗(yàn)證功能（10分）。操作步驟與評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)1.I/O分配表（5分）-輸入（DI）：急停按鈕（I0.0）、X軸正限位（I0.1）、X軸負(fù)限位（I0.2）、Y軸正限位（I0.3）、Y軸負(fù)限位（I0.4）、Z軸上限位（I0.5）、Z軸下限位（I0.6）、貨物到位傳感器（I0.7）；-輸出（DO）：X軸正轉(zhuǎn)（Q0.0）、X軸反轉(zhuǎn)（Q0.1）、Y軸正轉(zhuǎn)（Q0.2）、Y軸反轉(zhuǎn)（Q0.3）、Z軸上升（Q0.4）、Z軸下降（Q0.5）、報(bào)警指示燈（Q0.6）；-備注：需標(biāo)注信號(hào)類型（如限位為常閉觸點(diǎn)）（漏標(biāo)扣1分/項(xiàng)）。2.梯形圖設(shè)計(jì)（10分）-自動(dòng)定位邏輯：當(dāng)上位機(jī)發(fā)送目標(biāo)坐標(biāo)（存儲(chǔ)于DB1.DBW0~DB1.DBW4），PLC比較當(dāng)前坐標(biāo)（通過步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器反饋脈沖計(jì)算，存儲(chǔ)于DB2.DBW0~DB2.DBW4）與目標(biāo)值，輸出對(duì)應(yīng)方向信號(hào)（如X軸當(dāng)前坐標(biāo)＜目標(biāo)值則Q0.0=1，X軸正轉(zhuǎn)）（5分）；-限位保護(hù)：任意限位觸發(fā)時(shí)，切斷對(duì)應(yīng)軸輸出（如I0.1=1時(shí)Q0.0強(qiáng)制復(fù)位）（3分）；-急停處理：I0.0=0時(shí)（急停按下），所有DO輸出復(fù)位（2分）。3.Modbus通信配置（5分）-硬件：PLC側(cè)添加CM1241RS485模塊（訂貨號(hào)6ES7241-1CH30-0XB0），上位機(jī)使用RS485轉(zhuǎn)USB模塊；-參數(shù)：波特率9600bps，數(shù)據(jù)位8，停止位1，校驗(yàn)位無（ModbusRTU模式）（2分）；-地址分配：PLC作為從機(jī)，地址01；當(dāng)前X坐標(biāo)對(duì)應(yīng)保持寄存器地址40001（DB2.DBW0），目標(biāo)X坐標(biāo)對(duì)應(yīng)40002（DB1.DBW0），以此類推Y/Z軸（3分）。4.調(diào)試驗(yàn)證（10分）-手動(dòng)模式：操作按鈕控制各軸移動(dòng)，限位觸發(fā)后立即停止（3分）；-自動(dòng)模式：上位機(jī)發(fā)送目標(biāo)坐標(biāo)（如X=200mm，Y=150mm，Z=100mm），堆垛機(jī)自動(dòng)運(yùn)行至目標(biāo)位置，誤差≤±1mm（4分）；-急停測(cè)試：運(yùn)行中按下急停按鈕，電機(jī)立即斷電，上位機(jī)顯示“急停觸發(fā)”（3分）。答案要點(diǎn)：I/O分配需覆蓋所有保護(hù)與控制信號(hào)，梯形圖核心是坐標(biāo)比較與限位聯(lián)鎖，Modbus配置需匹配通信協(xié)議，調(diào)試重點(diǎn)驗(yàn)證定位精度與保護(hù)功能。三、工業(yè)自動(dòng)化系統(tǒng)維護(hù)與優(yōu)化（20分）考核設(shè)備：某工廠恒壓供水系統(tǒng)（配置ABBACS880變頻器、西門子S7-300PLC、壓力傳感器量程0-1.6MPa），近期出現(xiàn)“水壓波動(dòng)大（±0.1MPa），變頻器頻繁過流報(bào)警（AL.2101）”?？己艘?.分析波動(dòng)與過流原因（5分）；2.優(yōu)化PID參數(shù)并調(diào)整控制邏輯（10分）；3.驗(yàn)證優(yōu)化效果（5分）。操作步驟與評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)1.原因分析（5分）-水壓波動(dòng)：PID參數(shù)設(shè)置不合理（比例系數(shù)P過大，導(dǎo)致系統(tǒng)超調(diào)）；壓力傳感器信號(hào)干擾（電纜與動(dòng)力線平行敷設(shè)，存在電磁噪聲）（3分）；-過流報(bào)警：水泵負(fù)載突變（如管道閥門突然關(guān)閉），變頻器加速時(shí)間過短（默認(rèn)5s，電機(jī)啟動(dòng)電流大）；電機(jī)絕緣下降（長(zhǎng)期運(yùn)行后繞組老化）（2分）。2.優(yōu)化實(shí)施（10分）-硬件調(diào)整：將壓力傳感器電纜更換為雙絞屏蔽線，單獨(dú)穿金屬管敷設(shè)，屏蔽層單端接地（2分）；-變頻器參數(shù)：設(shè)置加速時(shí)間15s（參數(shù)20.03）、減速時(shí)間10s（參數(shù)20.04）；過流保護(hù)值調(diào)整為電機(jī)額定電流1.2倍（參數(shù)15.04）（3分）；-PID參數(shù)優(yōu)化：初始P=3.5（原5.0），I=40s（原20s），D=2s（原0），通過實(shí)際測(cè)試微調(diào)（P=3.0，I=50s時(shí)波動(dòng)≤±0.03MPa）（5分）。3.效果驗(yàn)證（5分）-實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)水壓：連續(xù)2小時(shí)記錄，波動(dòng)范圍±0.02MPa（達(dá)標(biāo)）（2分）；-模擬負(fù)載突變（快速關(guān)閉1個(gè)出水閥），變頻器無過流報(bào)警，水壓30s內(nèi)恢復(fù)設(shè)定值（3分）。答案要點(diǎn)：波動(dòng)主因是PID參數(shù)與信號(hào)干擾，過流與加減速時(shí)間相關(guān)；優(yōu)化需兼顧硬件抗干擾與軟件參數(shù)調(diào)整。四、高壓電氣設(shè)備試驗(yàn)與安全操作（10分）考核設(shè)備：10kV配電變壓器（型號(hào)S13-M-630/10，聯(lián)結(jié)組Dyn11，額定電壓10kV/0.4kV），要求進(jìn)行投運(yùn)前預(yù)防性試驗(yàn)?？己艘?.列出需完成的試驗(yàn)項(xiàng)目（5分）；2.簡(jiǎn)述試驗(yàn)方法及標(biāo)準(zhǔn)（5分）。操作步驟與評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)1.試驗(yàn)項(xiàng)目（5分）-繞組絕緣電阻及吸收比測(cè)量；-繞組直流電阻測(cè)量；-變壓器變比測(cè)量；-繞組連同套管的交流耐壓試驗(yàn)；-鐵芯及夾件絕緣電阻測(cè)量（漏1項(xiàng)扣1分）。2.方法與標(biāo)準(zhǔn)（5分）-絕緣電阻：使用2500V兆歐表，測(cè)量高-低及地、低-高及地，30℃時(shí)高壓側(cè)≥3000MΩ，低壓側(cè)≥100MΩ；吸收比