2025年電氣自動化調(diào)試技能考試試卷及答案一、單項選擇題（每題2分，共30分）1.某西門子S7-1500PLC系統(tǒng)中，DI模塊選用6ES7521-1BL00-0AB0（DC24V，漏型輸入），現(xiàn)場傳感器為NPN型接近開關(guān)（輸出低電平有效），則正確的接線方式為：A.傳感器輸出端接DI模塊輸入點，公共端接24V+B.傳感器輸出端接DI模塊輸入點，公共端接24V-C.傳感器輸出端接DI模塊輸入點，公共端懸空D.需額外增加中繼轉(zhuǎn)換模塊答案：B（漏型輸入模塊公共端接24V-，NPN型傳感器輸出低電平有效，需與模塊共地）2.調(diào)試ABBACS880變頻器時，若需實現(xiàn)“外部2（AI2）給定頻率+操作面板啟?！钡目刂颇Ｊ?，應(yīng)設(shè)置的參數(shù)組合為：A.控制地（99.02）=本地/遠(yuǎn)程，給定地（10.01）=AI2，啟停命令（10.03）=操作面板B.控制地（99.02）=遠(yuǎn)程，給定地（10.01）=AI2，啟停命令（10.03）=操作面板C.控制地（99.02）=本地，給定地（10.01）=AI2，啟停命令（10.03）=數(shù)字輸入D.控制地（99.02）=本地/遠(yuǎn)程，給定地（10.01）=主給定+輔助給定，啟停命令（10.03）=操作面板答案：A（控制地設(shè)置為本地/遠(yuǎn)程允許切換，給定地選擇AI2，啟停由操作面板控制）3.某伺服系統(tǒng)（松下MINASA6系列）運行時出現(xiàn)“AL.20過載報警”，可能的原因是：A.編碼器線路斷路B.負(fù)載慣量超過驅(qū)動器允許值C.控制電源電壓低于200VD.伺服電機繞組短路答案：B（AL.20為過載報警，常見原因為負(fù)載慣量過大或機械卡阻）4.基于ModbusRTU協(xié)議的多從站通信系統(tǒng)中，主站發(fā)送“010300010002C40B”幀，其中“03”表示：A.從站地址B.功能碼（讀保持寄存器）C.起始寄存器地址D.校驗碼答案：B（ModbusRTU幀中第二位為功能碼，03表示讀保持寄存器）5.調(diào)試三相異步電動機正反轉(zhuǎn)控制電路時，若按下正轉(zhuǎn)按鈕后電機不啟動，但接觸器KM1吸合，可能的故障點是：A.KM1主觸點接觸不良B.停止按鈕常閉觸點斷路C.KM2輔助常閉觸點斷路D.熱繼電器FR常閉觸點斷路答案：A（接觸器吸合但電機不啟動，主觸點故障可能性最大）6.某4-20mA輸出的壓力傳感器（量程0-10MPa）接入PLC的AI模塊（量程0-20mA），若PLC讀取的數(shù)值為12000（16位整數(shù)，0對應(yīng)0mA，32000對應(yīng)20mA），則實際壓力為：A.3.75MPaB.5MPaC.6.25MPaD.7.5MPa答案：A（12000/32000=0.375，對應(yīng)電流=0.375×20mA=7.5mA，壓力=（7.5-4）/(20-4)×10=3.75MPa）7.編寫S7-1200PLC程序時，若需實現(xiàn)“當(dāng)I0.0為1且I0.1為0時，Q0.0置1并保持，直到I0.2為1時復(fù)位”，應(yīng)使用的指令是：A.置位/復(fù)位指令（S/R）B.邊沿檢測指令（P/N）C.保持型定時器（TONR）D.比較指令（CMP）答案：A（置位指令保持輸出，復(fù)位指令解除保持）8.調(diào)試工業(yè)機器人（安川Motoman）與PLC的IO通信時，若機器人側(cè)輸入信號（PLC輸出）無響應(yīng)，優(yōu)先檢查的項目是：A.機器人程序中的信號地址映射B.PLC輸出模塊的供電電壓C.通信電纜的屏蔽層接地D.機器人控制器的系統(tǒng)參數(shù)答案：B（IO信號無響應(yīng)首先檢查物理層，如供電是否正常）9.某步進電機（步距角1.8°，細(xì)分?jǐn)?shù)16）驅(qū)動滾珠絲杠（導(dǎo)程5mm），則脈沖當(dāng)量為：A.0.0017mm/脈沖B.0.0035mm/脈沖C.0.0052mm/脈沖D.0.0087mm/脈沖答案：A（脈沖當(dāng)量=導(dǎo)程/(360°/步距角×細(xì)分?jǐn)?shù))=5/(360/1.8×16)=5/(200×16)=5/3200=0.0015625≈0.0017mm/脈沖）10.變頻器帶電機空載試運行時，電機出現(xiàn)周期性振動（頻率與轉(zhuǎn)速同步），可能的原因是：A.載波頻率設(shè)置過低B.電機軸承損壞C.電網(wǎng)電壓不平衡D.PID參數(shù)設(shè)置不當(dāng)答案：B（周期性振動且與轉(zhuǎn)速同步，多為機械部件（如軸承）故障）11.調(diào)試西門子S7-1500與ET200SP分布式IO通信時，PROFINET網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)“設(shè)備未連接”報警，使用Wireshark抓包發(fā)現(xiàn)PLC發(fā)送ARP請求但無響應(yīng)，可能的故障是：A.ET200SP的IP地址與PLC沖突B.交換機端口速率不匹配C.ET200SP的MAC地址未在PLC中注冊D.通信電纜斷路答案：D（ARP請求無響應(yīng)通常是物理連接問題，如電纜斷路或接頭松動）12.某溫度控制系統(tǒng)（PT100傳感器+PID控制器）出現(xiàn)超調(diào)量過大，應(yīng)調(diào)整的參數(shù)是：A.比例系數(shù)（P）增大B.積分時間（Ti）增大C.微分時間（Td）減小D.采樣周期（Ts）減小答案：B（超調(diào)量大通常需減小比例系數(shù)或增大積分時間，抑制積分飽和）13.調(diào)試三相五線制系統(tǒng)時，PE線與N線的正確做法是：A.在配電箱內(nèi)直接短接B.在設(shè)備端單獨接地C.全程分開敷設(shè)，僅在電源側(cè)一點接地D.允許在中間節(jié)點重復(fù)接地答案：C（三相五線制中PE與N線需嚴(yán)格分開，僅在電源側(cè)（如變壓器中性點）一點接地）14.編寫PLC程序時，若需監(jiān)控某變量（如溫度）的變化率，應(yīng)使用的計算方法是：A.當(dāng)前值與上一周期值的差值除以掃描周期B.當(dāng)前值與設(shè)定值的差值乘以比例系數(shù)C.當(dāng)前值的滑動平均值D.當(dāng)前值與歷史最大值的比較答案：A（變化率=Δ值/Δ時間，Δ時間為PLC掃描周期）15.某設(shè)備需實現(xiàn)“急停按鈕按下時，所有電機立即斷電，PLC保持運行并記錄故障”，正確的控制邏輯是：A.急停信號接入PLCDI點，程序中切斷所有電機控制輸出B.急停信號通過硬接線直接切斷電機主回路接觸器線圈電源，同時接入PLCDI點C.急停信號接入PLCDO點，通過程序控制電機電源D.急停信號通過中間繼電器轉(zhuǎn)換后接入PLC高速輸入點答案：B（急停需硬接線優(yōu)先切斷動力回路，同時通知PLC記錄故障）二、判斷題（每題1分，共10分。正確填“√”，錯誤填“×”）1.PLC輸入模塊的公共端（COM）必須與傳感器電源的負(fù)極共地，否則會導(dǎo)致信號誤判。（）答案：√（漏型/源型輸入需與傳感器電源極性匹配）2.變頻器的“點動頻率”參數(shù)應(yīng)設(shè)置為低于正常運行頻率，避免點動時電機轉(zhuǎn)速過高。（）答案：√（點動通常用于調(diào)試，需低速運行）3.伺服系統(tǒng)的“剛性”參數(shù)設(shè)置越高，系統(tǒng)響應(yīng)越快，但容易引起機械振動。（）答案：√（剛性越高，伺服對誤差的補償力度越大，可能導(dǎo)致振動）4.ModbusTCP協(xié)議使用502端口，每個數(shù)據(jù)幀需包含MBAP頭（7字節(jié)）+ModbusPDU。（）答案：√（ModbusTCP幀結(jié)構(gòu)為MBAP頭+PDU）5.三相異步電動機的啟動電流約為額定電流的3-5倍，因此熱繼電器的整定值應(yīng)大于啟動電流。（）答案：×（熱繼電器保護電機過載，整定值應(yīng)接近額定電流，啟動電流由時間繼電器或軟啟動器處理）6.4-20mA信號傳輸時，若電纜過長（>500m），需使用屏蔽電纜并在接收端并聯(lián)0.1μF電容抑制干擾。（）答案：√（長距離傳輸需抗干擾措施）7.步進電機的“失步”現(xiàn)象僅發(fā)生在高速運行時，低速運行時不會出現(xiàn)。（）答案：×（負(fù)載過大或加減速過快時，低速也可能失步）8.PLC程序中，“循環(huán)中斷組織塊（OB35）”的執(zhí)行周期可設(shè)置為1-65535ms，用于周期性任務(wù)。（）答案：√（OB35的周期可自定義）9.工業(yè)機器人的“零點校準(zhǔn)”只需在首次安裝時進行，后續(xù)無需定期檢查。（）答案：×（機械磨損或碰撞后需重新校準(zhǔn)零點）10.電氣控制柜內(nèi)，強電電纜與弱電信號電纜可平行敷設(shè)，只要間距大于100mm。（）答案：×（強電與弱電電纜應(yīng)交叉敷設(shè)，平行時需增加屏蔽或隔離）三、簡答題（每題6分，共30分）1.簡述西門子S7-1200PLC與第三方儀表（支持ModbusRTU）通信的調(diào)試步驟。答案：（1）硬件連接：確認(rèn)PLC的RS485模塊（如CM1241）與儀表的485接口接線正確（A+接A+，B-接B-），共地處理；（2）參數(shù)配置：在TIAPortal中添加ModbusRTU從站（儀表），設(shè)置波特率、校驗位、數(shù)據(jù)位、停止位（與儀表一致）；（3）程序編寫：調(diào)用MB_COMM_LOAD（初始化）和MB_RTU（讀/寫）功能塊，設(shè)置從站地址、寄存器地址、數(shù)據(jù)長度；（4）測試驗證：監(jiān)控PLC變量表，檢查讀取的儀表數(shù)據(jù)是否與實際值一致；若異常，使用串口調(diào)試助手（如ModbusPoll）測試儀表通信是否正常，排查接線或參數(shù)錯誤。2.變頻器帶電機運行時，出現(xiàn)“過流報警（OC）”，請列出至少5種可能原因及排查方法。答案：（1）電機負(fù)載過大：檢查機械傳動是否卡阻，測量電機電流是否超過變頻器額定輸出；（2）電機參數(shù)設(shè)置錯誤：核對電機額定電壓、電流、功率與變頻器參數(shù)（如99組）是否匹配；（3）加速時間過短：延長加速時間（參數(shù)22.03），觀察是否仍報警；（4）IGBT模塊損壞：斷開電機，空載試運行，若仍報警則變頻器硬件故障；（5）輸入電源不平衡：用萬用表測量三相輸入電壓，偏差應(yīng)小于5%；（6）電機電纜絕緣不良：用兆歐表檢測電纜對地絕緣電阻（應(yīng)>10MΩ）。3.調(diào)試基于PLC的PID溫度控制系統(tǒng)時，若系統(tǒng)穩(wěn)定后仍存在靜態(tài)偏差，應(yīng)如何解決？答案：（1）檢查傳感器精度：用標(biāo)準(zhǔn)溫度計測量實際溫度，確認(rèn)傳感器是否校準(zhǔn)；（2）增大積分系數(shù)（或減小積分時間Ti）：積分作用可消除靜態(tài)偏差，若Ti過大（積分作用弱），需減小Ti；（3）檢查執(zhí)行機構(gòu)線性度：如加熱接觸器是否觸點氧化、固態(tài)繼電器是否老化，導(dǎo)致輸出無法精確調(diào)節(jié)；（4）確認(rèn)設(shè)定值與反饋值單位一致：如PLC程序中是否將傳感器的4-20mA信號錯誤轉(zhuǎn)換為0-5V對應(yīng)的溫度值；（5）檢查干擾影響：使用示波器觀察反饋信號是否有噪聲，增加濾波時間或更換屏蔽電纜。4.簡述伺服系統(tǒng)“位置模式”下的調(diào)試流程（以松下MINASA6為例）。答案：（1）硬件連接：確認(rèn)伺服驅(qū)動器電源（主回路200VAC，控制回路24VDC）、編碼器電纜、控制電纜（脈沖+方向/正反轉(zhuǎn)脈沖）連接正確；（2）參數(shù)設(shè)置：設(shè)置控制模式（Pr0.01=0，位置模式）、電子齒輪比（Pr2.00/Pr2.01=指令脈沖/電機轉(zhuǎn)一圈所需脈沖數(shù)）、輸入信號邏輯（Pr3.00，如脈沖類型為差分或集電極開路）；（3）手動測試：通過操作面板（或伺服軟件）進行點動測試，確認(rèn)電機轉(zhuǎn)向、轉(zhuǎn)速與指令一致；（4）PLC發(fā)脈沖測試：PLC輸出脈沖（如S7-1200的PTO功能），設(shè)置脈沖頻率和數(shù)量，觀察電機實際位移是否符合計算值（位移=脈沖數(shù)×電子齒輪比×導(dǎo)程）；（5）帶負(fù)載測試：逐步增加負(fù)載，檢查是否出現(xiàn)失步、過載報警，調(diào)整剛性參數(shù)（Pr1.00）抑制振動；（6）精度驗證：使用激光測距儀測量實際位移與指令位移的偏差，若超差則檢查電子齒輪比設(shè)置或機械間隙。5.某生產(chǎn)線出現(xiàn)“按下啟動按鈕后，PLC無輸入信號”的故障，列出排查步驟。答案：（1）檢查按鈕物理狀態(tài)：按下按鈕時觀察指示燈（若有）是否點亮，確認(rèn)按鈕是否損壞；（2）測量按鈕輸出電壓：用萬用表測量按鈕輸出端（未按下時為24V，按下時為0V，或相反，根據(jù)電路設(shè)計）；（3）檢查PLC輸入模塊電源：測量DI模塊公共端（COM）與24V+之間的電壓是否為24V±10%；（4）檢查接線端子：查看按鈕到PLC的接線是否松動、斷線，用通斷檔測量導(dǎo)線是否導(dǎo)通；（5）監(jiān)控PLC輸入狀態(tài)：在TIAPortal中查看對應(yīng)DI點（如I0.0）的狀態(tài)，按下按鈕時是否從0變1；（6）測試輸入模塊：將已知正常的傳感器接入該DI點，確認(rèn)模塊是否損壞；（7）檢查程序邏輯：確認(rèn)程序中是否有強制輸入或條件限制（如急停信號未復(fù)位）導(dǎo)致輸入信號被屏蔽。四、綜合應(yīng)用題（共30分）某工廠一條包裝生產(chǎn)線的電氣系統(tǒng)如圖所示（注：此處假設(shè)系統(tǒng)包含S7-1500PLC、ABBACS880變頻器（驅(qū)動送料電機）、基恩士光纖傳感器（檢測物料）、松下MHMD系列伺服電機（驅(qū)動推料氣缸）），調(diào)試過程中出現(xiàn)以下問題，請結(jié)合實際場景回答：問題1：送料電機（變頻器驅(qū)動）在低速運行時（<20Hz）出現(xiàn)劇烈抖動，高速運行時正常。（10分）（1）分析可能原因；（5分）（2）提出解決措施。（5分）答案：（1）可能原因：①變頻器載波頻率設(shè)置過低（低速時IGBT開關(guān)頻率低，電機電流諧波大）；②電機與負(fù)載的機械共振（低速時轉(zhuǎn)速接近機械系統(tǒng)固有頻率）；③變頻器輸出電壓不平衡（模塊驅(qū)動電路故障，導(dǎo)致三相輸出電壓偏差）；④電機轉(zhuǎn)子動平衡不良（低速時振動更明顯）；⑤控制模式選擇不當(dāng)（如V/F控制在低速時轉(zhuǎn)矩不足，導(dǎo)致轉(zhuǎn)速波動）。（2）解決措施：①提高變頻器載波頻率（參數(shù)12.03），建議從默認(rèn)的4kHz增加至8kHz（需注意散熱）；②調(diào)整變頻器的“跳躍頻率”（參數(shù)23.01-23.03），避開機械共振頻率；③用萬用表測量變頻器輸出端三相電壓（低速時），若偏差>5%，送修變頻器；④對電機進行動平衡測試，更換或調(diào)整轉(zhuǎn)子配重；⑤切換至矢量控制模式（參數(shù)99.04=無傳感器矢量控制），提升低速轉(zhuǎn)矩穩(wěn)定性。問題2：推料伺服電機在定位時出現(xiàn)“定位完成后電機軸輕微晃動”，且PLC顯示的實際位置與目標(biāo)位置偏差約0.5mm（系統(tǒng)要求±0.1mm）。（20分）（1）分析可能原因（至少5條）；（10分）（2）設(shè)計排查流程；（5分）（3）提出優(yōu)化方案。（5分）答案：（1）可能原因：①伺服剛性參數(shù)設(shè)置過低（剛性不足，無法抑制外界擾動）；②機械傳動間隙（如滾珠絲杠與螺母、同步帶輪與皮帶的間隙）；③編碼器分辨率不足（松下MHMD伺服編碼器通常為23位，若線路干擾導(dǎo)致信號丟失）；④伺服