維修電工高級技師試題及答案A卷一、理論知識(shí)試題（一）單項(xiàng)選擇題（每題1分，共20題）1.西門子S7-1200PLC中，用于存儲(chǔ)用戶程序和數(shù)據(jù)的寄存器類型是（）。A.輸入映像寄存器（I）B.輸出映像寄存器（Q）C.數(shù)據(jù)塊（DB）D.標(biāo)志寄存器（M）2.某變頻器參數(shù)設(shè)置中，“P0700”表示（）。A.命令源選擇B.頻率給定方式C.電機(jī)額定電壓D.加速時(shí)間3.晶閘管整流電路中，為防止過電壓損壞器件，通常采用的保護(hù)措施是（）。A.在晶閘管兩端并聯(lián)RC吸收回路B.在交流側(cè)串聯(lián)快速熔斷器C.在直流側(cè)加裝平波電抗器D.提高晶閘管的通態(tài)平均電流4.三相異步電動(dòng)機(jī)采用變頻調(diào)速時(shí)，若頻率低于額定頻率，為保持磁通恒定，應(yīng)（）。A.提高電壓B.降低電壓C.保持電壓不變D.增大電流5.步進(jìn)電機(jī)的步距角與（）無關(guān)。A.電機(jī)定子繞組的相數(shù)B.轉(zhuǎn)子的齒數(shù)C.通電方式（單拍/雙拍）D.驅(qū)動(dòng)電源的電壓6.直流電動(dòng)機(jī)弱磁調(diào)速時(shí)，其轉(zhuǎn)速特性為（）。A.恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速，轉(zhuǎn)速降低B.恒功率調(diào)速，轉(zhuǎn)速升高C.恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速，轉(zhuǎn)速升高D.恒功率調(diào)速，轉(zhuǎn)速降低7.電力電子裝置中，IGBT的過電流保護(hù)通常采用（）。A.快速熔斷器B.電子保護(hù)電路（如退飽和檢測）C.過流繼電器D.熱繼電器8.PLC程序中，“上升沿檢測指令”的作用是（）。A.當(dāng)輸入信號由0變1時(shí)，輸出一個(gè)掃描周期的高電平B.當(dāng)輸入信號由1變0時(shí)，輸出一個(gè)掃描周期的高電平C.持續(xù)檢測輸入信號的高電平狀態(tài)D.檢測輸入信號的穩(wěn)定高電平時(shí)間9.某三相四線制供電系統(tǒng)中，若中性線斷開，會(huì)導(dǎo)致（）。A.三相負(fù)載電壓對稱B.負(fù)載輕的相電壓升高，負(fù)載重的相電壓降低C.所有負(fù)載電壓升高D.所有負(fù)載電壓降低10.兆歐表測量絕緣電阻時(shí)，若被測設(shè)備短路，指針會(huì)指向（）。A.“0”位置B.“∞”位置C.中間刻度D.無固定指向11.同步電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)方法通常采用（）。A.直接啟動(dòng)B.異步啟動(dòng)法（借助阻尼繞組）C.自耦變壓器降壓啟動(dòng)D.變頻啟動(dòng)12.變頻器的“過流故障（OC）”可能由（）引起。A.電機(jī)堵轉(zhuǎn)B.輸入電壓過高C.環(huán)境溫度過低D.控制模式設(shè)置為V/F控制13.直流電機(jī)電刷磨損過度會(huì)導(dǎo)致（）。A.電樞電流減小B.換向火花增大C.勵(lì)磁電流增大D.轉(zhuǎn)速升高14.零序電流互感器主要用于檢測（）。A.三相短路故障B.單相接地故障C.兩相短路故障D.過負(fù)荷故障15.PLC的掃描周期主要由（）決定。A.輸入信號的數(shù)量B.用戶程序的長度和執(zhí)行速度C.輸出繼電器的數(shù)量D.電源電壓的穩(wěn)定性16.三相異步電動(dòng)機(jī)繞組發(fā)生匝間短路時(shí)，會(huì)出現(xiàn)（）現(xiàn)象。A.電機(jī)空載電流減小B.定子電流不平衡，電機(jī)發(fā)熱C.轉(zhuǎn)速升高D.啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩增大17.晶閘管觸發(fā)電路中，要求觸發(fā)脈沖的（）必須大于晶閘管的開通時(shí)間。A.脈沖寬度B.脈沖幅值C.脈沖頻率D.脈沖前沿陡度18.某設(shè)備使用接近開關(guān)作為位置檢測元件，若檢測金屬物體時(shí)無信號輸出，可能的原因是（）。A.接近開關(guān)類型為電容式B.檢測距離超過額定動(dòng)作距離C.電源電壓過低（低于額定值的85%）D.物體表面有非金屬涂層19.采用PID控制的恒壓供水系統(tǒng)中，若壓力反饋值持續(xù)低于設(shè)定值，可能的故障是（）。A.PID比例系數(shù)過小B.水泵電機(jī)反轉(zhuǎn)C.壓力傳感器接線短路D.變頻器輸出頻率上限設(shè)置過低20.電力變壓器的鐵芯采用硅鋼片疊壓而成，主要目的是（）。A.減少銅損B.減少渦流損耗C.提高導(dǎo)磁性能D.增強(qiáng)機(jī)械強(qiáng)度（二）判斷題（每題1分，共10題）1.PLC的輸入/輸出映像寄存器在每個(gè)掃描周期開始時(shí)更新一次。（）2.變頻器的“轉(zhuǎn)矩提升”功能主要用于補(bǔ)償?shù)皖l時(shí)電機(jī)定子電阻的壓降。（）3.直流電動(dòng)機(jī)的電樞繞組故障（如短路）會(huì)導(dǎo)致電刷下出現(xiàn)大量火花。（）4.同步電動(dòng)機(jī)正常運(yùn)行時(shí)，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速等于同步轉(zhuǎn)速，無需阻尼繞組參與。（）5.兆歐表測量電纜絕緣電阻時(shí)，屏蔽端（G）應(yīng)接電纜的金屬屏蔽層。（）6.晶閘管整流電路中，觸發(fā)脈沖的相位角越大，輸出直流電壓平均值越高。（）7.步進(jìn)電機(jī)的“失步”現(xiàn)象通常是由于負(fù)載轉(zhuǎn)矩超過最大靜轉(zhuǎn)矩導(dǎo)致的。（）8.三相異步電動(dòng)機(jī)采用Y-Δ降壓啟動(dòng)時(shí)，啟動(dòng)電流為直接啟動(dòng)的1/3，啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩也為直接啟動(dòng)的1/3。（）9.變頻器的“過壓故障（OU）”可能由電機(jī)再生制動(dòng)時(shí)能量無法及時(shí)釋放引起。（）10.PLC程序中，“保持型定時(shí)器（TONR）”在輸入信號斷開后會(huì)保持當(dāng)前計(jì)時(shí)值。（）（三）簡答題（每題5分，共5題）1.簡述PLC程序設(shè)計(jì)的基本原則。2.某變頻器顯示故障代碼“E018”（含義為“輸出缺相”），請列出可能的故障原因及排查步驟。3.如何檢測三相異步電動(dòng)機(jī)定子繞組的匝間短路故障？請說明具體方法。4.晶閘管觸發(fā)電路應(yīng)滿足哪些基本要求？5.簡述直流電動(dòng)機(jī)電刷與換向器的維護(hù)要點(diǎn)。（四）綜合分析題（每題10分，共2題）1.某生產(chǎn)線采用西門子S7-1200PLC控制，運(yùn)行中突然出現(xiàn)“所有輸出繼電器無動(dòng)作”的故障現(xiàn)象。請分析可能的故障原因，并設(shè)計(jì)排查流程（要求列出至少5項(xiàng)可能原因及對應(yīng)的檢測方法）。2.某變頻器驅(qū)動(dòng)三相異步電動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)，電機(jī)出現(xiàn)異常振動(dòng)（振動(dòng)頻率與轉(zhuǎn)速相關(guān)），請分析可能的電氣原因及機(jī)械原因，并提出排查措施。（五）技能操作題（每題15分，共2題）1.給定設(shè)備：西門子S7-1200PLC（CPU1214C）、三相異步電動(dòng)機(jī)（帶熱繼電器）、按鈕開關(guān)（啟動(dòng)/停止各1個(gè)）、交流接觸器（2個(gè)）、中間繼電器（1個(gè)）。要求設(shè)計(jì)一個(gè)“電機(jī)正反轉(zhuǎn)控制電路”，包含電氣主回路和PLC控制回路。需完成：（1）繪制電氣主回路圖；（2）列出PLC的I/O分配表；（3）編寫梯形圖程序（包含互鎖、過載保護(hù)）。2.某車間一臺(tái)ABBACS510變頻器（額定功率15kW）驅(qū)動(dòng)水泵運(yùn)行，近期頻繁出現(xiàn)“過流故障（F0001）”?，F(xiàn)場檢測條件：萬用表、鉗形電流表、示波器、變頻器操作面板。請?jiān)O(shè)計(jì)故障排查流程，要求：（1）列出至少6項(xiàng)可能原因；（2）說明每項(xiàng)原因?qū)?yīng)的檢測方法及判斷依據(jù)；（3）給出最終處理建議。二、理論知識(shí)試題答案（一）單項(xiàng)選擇題1.C2.A3.A4.B5.D6.B7.B8.A9.B10.A11.B12.A13.B14.B15.B16.B17.A18.B19.D20.B（二）判斷題1.×（輸入映像寄存器在掃描周期開始時(shí)讀取，輸出映像寄存器在掃描周期結(jié)束時(shí)刷新）2.√（低頻時(shí)定子電阻壓降占比大，轉(zhuǎn)矩提升可補(bǔ)償電壓損失）3.√（匝間短路導(dǎo)致電樞電流不平衡，換向不良）4.√（正常運(yùn)行時(shí)靠同步轉(zhuǎn)矩維持，阻尼繞組僅用于啟動(dòng)）5.√（屏蔽端接金屬屏蔽層可消除表面泄漏電流影響）6.×（觸發(fā)角越大，輸出電壓平均值越低）7.√（負(fù)載轉(zhuǎn)矩超過最大靜轉(zhuǎn)矩會(huì)導(dǎo)致轉(zhuǎn)子無法跟隨脈沖）8.×（Y-Δ啟動(dòng)時(shí)啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩為直接啟動(dòng)的1/3，啟動(dòng)電流為1/√3）9.√（再生制動(dòng)時(shí)能量回饋至直流母線，電壓過高觸發(fā)保護(hù)）10.√（TONR在輸入斷開后保持計(jì)時(shí)值，需復(fù)位指令清零）（三）簡答題1.PLC程序設(shè)計(jì)基本原則：（1）正確性：程序邏輯符合控制要求，能正確響應(yīng)輸入并輸出；（2）可靠性：設(shè)置互鎖、過載保護(hù)等，避免設(shè)備誤動(dòng)作；（3）可讀性：使用注釋、規(guī)范的變量名，便于維護(hù)；（4）簡潔性：避免冗余邏輯，減少掃描時(shí)間；（5）可擴(kuò)展性：預(yù)留輸入/輸出點(diǎn)和程序空間，適應(yīng)功能升級。2.變頻器E018（輸出缺相）故障排查：可能原因：（1）輸出電纜斷線；（2）電機(jī)繞組斷線；（3）變頻器輸出模塊IGBT損壞；（4）輸出接觸器觸點(diǎn)接觸不良；（5）電流檢測電路故障。排查步驟：（1）斷開電源，用萬用表檢測輸出端U、V、W之間的電阻，正常應(yīng)為平衡；（2）檢查電機(jī)三相繞組電阻，確認(rèn)無斷線；（3）測量輸出接觸器觸點(diǎn)通斷，更換損壞觸點(diǎn)；（4）通電后用鉗形電流表檢測輸出三相電流，若某相無電流，可能IGBT損壞；（5）用示波器檢測電流傳感器信號，確認(rèn)檢測電路正常。3.三相異步電動(dòng)機(jī)匝間短路檢測方法：（1）直流電阻法：用雙臂電橋測量三相繞組直流電阻，誤差超過2%則可能存在匝間短路；（2）空載電流法：空載運(yùn)行時(shí)，若某相電流明顯偏大，可能該相匝間短路；（3）匝間耐壓試驗(yàn)：使用匝間沖擊耐壓測試儀，施加高壓脈沖，觀察波形是否異常（正常三相波形一致，短路相波形幅值降低）；（4）局部發(fā)熱法：運(yùn)行后觸摸繞組，短路部位溫度明顯高于其他部位。4.晶閘管觸發(fā)電路基本要求：（1）觸發(fā)脈沖與主電路同步，相位可調(diào)；（2）脈沖幅值足夠（一般為4-10V），前沿陡（≤1μs）；（3）脈沖寬度足夠（大于晶閘管開通時(shí)間，通常10μs以上）；（4）抗干擾能力強(qiáng)，避免誤觸發(fā)；（5）能提供足夠的觸發(fā)功率（觸發(fā)電流大于晶閘管門極觸發(fā)電流）。5.直流電動(dòng)機(jī)電刷與換向器維護(hù)要點(diǎn)：（1）電刷磨損至原長度1/3時(shí)需更換，新電刷需研磨與換向器接觸面積≥80%；（2）電刷壓力調(diào)整為1.5-2.5N/cm2，各電刷壓力均勻；（3）換向器表面應(yīng)光滑，若有燒蝕需用00號砂紙打磨，嚴(yán)重時(shí)車削（車削后需倒角）；（4）定期清理電刷架及換向器表面碳粉，防止短路；（5）檢查電刷在刷握內(nèi)的活動(dòng)間隙（0.1-0.3mm），過緊或過松需調(diào)整。（四）綜合分析題1.PLC所有輸出無動(dòng)作排查：可能原因及檢測方法：（1）PLC輸出電源故障：用萬用表測量輸出公共端（如1L）電壓，正常應(yīng)為24VDC±10%；（2）輸出繼電器硬件損壞：強(qiáng)制輸出某點(diǎn)（如Q0.0），用萬用表檢測輸出端電壓，無電壓則可能內(nèi)部繼電器損壞；（3）用戶程序錯(cuò)誤：檢查程序中是否有全局禁止輸出指令（如STOP模式），或所有輸出線圈被常閉觸點(diǎn)封鎖；（4）輸入信號異常：檢查是否有急停按鈕、過載信號等常閉觸點(diǎn)斷開，導(dǎo)致程序中輸出條件不滿足；（5）I/O模塊通信故障（若為分布式I/O）：查看PLC狀態(tài)指示燈（如PROFINET故障燈），用診斷軟件檢查模塊通信狀態(tài)；（6）輸出回路接線松動(dòng)：斷開電源，檢查輸出端子排接線是否緊固，用萬用表通斷檔檢測線路連續(xù)性。2.電機(jī)異常振動(dòng)（與轉(zhuǎn)速相關(guān)）排查：電氣原因：（1）三相電流不平衡（繞組短路、接觸不良）；（2）轉(zhuǎn)子斷條（籠型電機(jī)）；（3）變頻器輸出諧波過大（載波頻率過低）；（4）電機(jī)與變頻器參數(shù)不匹配（如額定頻率設(shè)置錯(cuò)誤）。機(jī)械原因：（1）電機(jī)軸承磨損（間隙過大）；（2）轉(zhuǎn)軸彎曲；（3）聯(lián)軸器不對中；（4）負(fù)載機(jī)械不平衡（如水泵葉輪損壞）。排查措施：（1）用鉗形電流表檢測三相電流，不平衡度超過10%需檢查繞組；（2）用轉(zhuǎn)子斷條檢測儀檢測籠條；（3）提高變頻器載波頻率（如從4kHz調(diào)至8kHz）觀察振動(dòng)是否減輕；（4）檢查電機(jī)與負(fù)載的同軸度（用百分表測量）；（5）更換軸承后測試振動(dòng)值；（6）脫開負(fù)載空轉(zhuǎn)電機(jī)，判斷振動(dòng)是否由負(fù)載引起。（五）技能操作題1.電機(jī)正反轉(zhuǎn)控制設(shè)計(jì)：（1）電氣主回路圖：三相電源→斷路器→交流接觸器KM1主觸點(diǎn)（正轉(zhuǎn)）→熱繼電器FR→電機(jī)；KM2主觸點(diǎn)（反轉(zhuǎn)）與KM1主觸點(diǎn)并聯(lián)，主觸點(diǎn)相序交換U-V-W→V-U-W。（2）I/O分配表：輸入：I0.0（正轉(zhuǎn)啟動(dòng)按鈕）、I0.1（反轉(zhuǎn)啟動(dòng)按鈕）、I0.2（停止按鈕）、I0.3（熱繼電器常閉觸點(diǎn)）；輸出：Q0.0（KM1線圈）、Q0.1（KM2線圈）、Q0.2（運(yùn)行指示燈，可選）。（3）梯形圖程序：-停止按鈕（I0.2）為常閉，串聯(lián)熱繼電器（I0.3）常閉觸點(diǎn)；-正轉(zhuǎn)啟動(dòng)（I0.0）與Q0.0常開觸點(diǎn)并聯(lián)，串聯(lián)KM2常閉觸點(diǎn)（互鎖），驅(qū)動(dòng)Q0.0；-反轉(zhuǎn)啟動(dòng)（I0.1）與Q0.1常開觸點(diǎn)并聯(lián)，串聯(lián)KM1常閉觸點(diǎn)（互鎖），驅(qū)動(dòng)Q0.1；-程序中需設(shè)置“啟動(dòng)優(yōu)先”邏輯（如正轉(zhuǎn)運(yùn)行時(shí)按反轉(zhuǎn)按鈕需先停止正轉(zhuǎn)）。2.變頻器過流故障（F0001）排查流程：可能原因及檢測方法：（1）電機(jī)堵轉(zhuǎn)：斷開負(fù)載空轉(zhuǎn)，若不再過流則檢查負(fù)載（如水泵葉輪卡阻）；（2）電機(jī)繞組短路：用兆歐表測絕緣電阻（應(yīng)≥0.5MΩ），用萬用表測三相電阻是否平衡；（3）變頻器輸出電纜接地：用兆歐表測電纜對地絕緣（應(yīng)≥1MΩ）；（4）變