电气控制期末考试真题及答案解析

电气控制期末考试真题及答案解析

一、单选题（每题2分，共20分）

1.在电气控制系统中，接触器主要起到的作用是（）（2分）A.继电保护B.信号放大C.开关控制D.电压转换【答案】C【解析】接触器主要用于电气控制系统中的开关控制，通过电磁铁的吸合与释放来控制电路的通断

2.在PLC控制系统中，输入模块的主要功能是（）（2分）A.输出控制信号B.接收传感器信号C.执行电机动作D.监控系统状态【答案】B【解析】输入模块主要用于接收来自传感器的信号，将这些信号转换为PLC可以处理的数字信号

3.在继电器控制电路中，热继电器的主要作用是（）（2分）A.过载保护B.短路保护C.零压保护D.欠压保护【答案】A【解析】热继电器主要用于电路的过载保护，通过检测电机电流的大小来防止电机过载运行

4.在变频器控制系统中，V/f控制方式主要适用于（）（2分）A.低速运行B.中速运行C.高速运行D.稳定运行【答案】A【解析】V/f控制方式主要用于低速运行，通过控制电压和频率的关系来控制电机的转速

5.在PLC编程中，以下哪种指令属于逻辑运算指令？（）（2分）A.MOVB.ANDC.CMPD.CALL【答案】B【解析】AND指令属于逻辑运算指令，用于进行逻辑与运算

6.在电气控制电路中，熔断器的主要作用是（）（2分）A.过载保护B.短路保护C.零压保护D.欠压保护【答案】B【解析】熔断器主要用于电路的短路保护，通过熔断体的熔断来切断电路

7.在PLC控制系统中，输出模块的主要功能是（）（2分）A.接收传感器信号B.输出控制信号C.执行电机动作D.监控系统状态【答案】B【解析】输出模块主要用于输出控制信号，将这些信号转换为驱动外部设备的信号

8.在继电器控制电路中，时间继电器的主要作用是（）（2分）A.延时控制B.过载保护C.短路保护D.零压保护【答案】A【解析】时间继电器主要用于延时控制，通过设定延时时间来控制电路的延时动作

9.在变频器控制系统中，矢量控制方式主要适用于（）（2分）A.低速运行B.中速运行C.高速运行D.稳定运行【答案】C【解析】矢量控制方式主要用于高速运行，通过精确控制电机的转矩和转速来提高电机的运行性能

10.在PLC编程中，以下哪种指令属于数据传送指令？（）（2分）A.ANDB.ORC.MOVD.JMP【答案】C【解析】MOV指令属于数据传送指令，用于将数据从一个地址传送到另一个地址

二、多选题（每题4分，共20分）

1.以下哪些属于PLC控制系统的优点？（）（4分）A.可靠性高B.编程简单C.维护方便D.成本低E.功能强大【答案】A、B、C、E【解析】PLC控制系统具有可靠性高、编程简单、维护方便、功能强大等优点

2.以下哪些属于电气控制电路中的保护装置？（）（4分）A.熔断器B.接触器C.热继电器D.时间继电器E.过电流继电器【答案】A、C、D、E【解析】电气控制电路中的保护装置包括熔断器、热继电器、时间继电器和过电流继电器等

3.以下哪些属于变频器控制系统的功能？（）（4分）A.调速控制B.过流保护C.过压保护D.欠压保护E.缓冲启动【答案】A、B、C、D、E【解析】变频器控制系统具有调速控制、过流保护、过压保护、欠压保护和缓冲启动等功能

4.以下哪些属于PLC编程中的基本指令？（）（4分）A.输入指令B.输出指令C.比较指令D.传送指令E.跳转指令【答案】A、B、C、D、E【解析】PLC编程中的基本指令包括输入指令、输出指令、比较指令、传送指令和跳转指令等

5.以下哪些属于电气控制系统中的传感器？（）（4分）A.温度传感器B.压力传感器C.光电传感器D.电流传感器E.位移传感器【答案】A、B、C、D、E【解析】电气控制系统中的传感器包括温度传感器、压力传感器、光电传感器、电流传感器和位移传感器等

三、填空题（每题4分，共24分）

1.电气控制系统中的主电路是指______电路，控制电路是指______电路（4分）【答案】主电路；控制电路

2.PLC的全称是______，它是一种______控制器（4分）【答案】可编程逻辑控制器；数字

3.变频器的主要作用是______，它通过______来控制电机的转速（4分）【答案】改变电源频率；改变电源频率和电压

4.继电器控制电路中的自锁环节是指______，它通过______来实现电路的自锁功能（4分）【答案】接触器的常开触点与启动按钮并联；接触器的常开触点与启动按钮的串联

5.PLC编程中，常用的编程语言有______、______和______（4分）【答案】梯形图语言；指令表语言；结构化文本语言

6.电气控制系统中的短路保护通常采用______来实现，过载保护通常采用______来实现（4分）【答案】熔断器；热继电器

四、判断题（每题2分，共10分）

1.接触器可以用于频繁启动和停止电机的控制（）（2分）【答案】（√）【解析】接触器可以用于频繁启动和停止电机的控制，因为它的触点容量较大，可以承受频繁的通断操作

2.PLC编程中，梯形图语言是一种图形化的编程语言（）（2分）【答案】（√）【解析】梯形图语言是一种图形化的编程语言，它通过图形符号和连线来表示控制逻辑，易于理解和编程

3.变频器的主要作用是改变电源的电压（）（2分）【答案】（×）【解析】变频器的主要作用是改变电源的频率，通过改变电源频率和电压来控制电机的转速

4.继电器控制电路中的自锁环节可以提高电路的可靠性（）（2分）【答案】（√）【解析】继电器控制电路中的自锁环节可以提高电路的可靠性，因为当启动按钮松开后，电路仍然可以通过接触器的常开触点来保持通路

5.PLC编程中，指令表语言是一种类似于汇编语言的编程语言（）（2分）【答案】（√）【解析】指令表语言是一种类似于汇编语言的编程语言，它通过指令代码和参数来表示控制逻辑，具有较高的执行效率

五、简答题（每题4分，共16分）

1.简述PLC控制系统的优点（4分）【答案】PLC控制系统具有可靠性高、编程简单、维护方便、功能强大等优点具体来说，PLC控制系统采用数字电路技术，具有较高的可靠性和稳定性；编程简单，可以通过梯形图语言、指令表语言或结构化文本语言进行编程，易于理解和掌握；维护方便，PLC系统具有自诊断功能，可以快速定位故障；功能强大，PLC系统可以实现复杂的控制逻辑，满足各种控制需求

2.简述变频器控制系统的功能（4分）【答案】变频器控制系统具有调速控制、过流保护、过压保护、欠压保护和缓冲启动等功能具体来说，变频器控制系统可以通过改变电源频率和电压来控制电机的转速，实现精确的调速控制；具有过流保护、过压保护和欠压保护功能，可以保护电机和电路的安全；具有缓冲启动功能，可以减少电机启动时的冲击电流，提高电机的使用寿命

3.简述继电器控制电路中的自锁环节的工作原理（4分）【答案】继电器控制电路中的自锁环节通过接触器的常开触点与启动按钮的串联来实现电路的自锁功能当按下启动按钮时，接触器线圈得电吸合，接触器的常开触点闭合，此时即使松开启动按钮，电路仍然可以通过接触器的常开触点来保持通路，从而实现电路的自锁功能当按下停止按钮时，接触器线圈失电释放，接触器的常开触点断开，电路断开，从而实现电路的解锁功能

4.简述PLC编程中，梯形图语言的特点（4分）【答案】梯形图语言是一种图形化的编程语言，具有以下特点直观易懂，通过图形符号和连线来表示控制逻辑，易于理解和掌握；编程简单，可以通过拖拽和连接图形符号来编写程序，不需要编写复杂的代码；灵活方便，可以通过梯形图语言实现各种控制逻辑，满足各种控制需求；可维护性强，可以通过修改梯形图来修改控制逻辑，不需要重新编写代码

六、分析题（每题10分，共20分）

1.分析PLC控制系统的基本工作原理（10分）【答案】PLC控制系统的工作原理是基于扫描周期的PLC系统会按照一定的扫描周期依次执行输入采样、程序执行和输出刷新三个阶段的工作

（1）输入采样阶段PLC系统会依次读取输入模块的信号，并将这些信号存储在输入映像区中

（2）程序执行阶段PLC系统会按照程序存储器的顺序依次执行程序，并根据输入映像区的信号进行逻辑运算，将运算结果存储在输出映像区中

（3）输出刷新阶段PLC系统会依次将输出映像区的信号输出到输出模块，从而控制外部设备的动作通过不断循环执行这三个阶段的工作，PLC系统可以实现对外部设备的控制

2.分析变频器控制系统的基本工作原理（10分）【答案】变频器控制系统的工作原理是基于改变电源频率来控制电机的转速变频器系统会先将工频电源转换为直流电源，然后再将直流电源转换为可变频率和电压的交流电源，从而控制电机的转速

（1）整流环节变频器系统会先将工频电源转换为直流电源，通过整流桥将交流电源转换为直流电源

（2）滤波环节整流后的直流电源会经过滤波电容进行滤波，平滑直流电源的波动，提高电源的稳定性

（3）逆变环节滤波后的直流电源会经过逆变桥转换为可变频率和电压的交流电源，通过改变逆变桥的开关状态来改变输出交流电源的频率和电压通过不断改变输出交流电源的频率和电压，变频器系统可以控制电机的转速，实现精确的调速控制

七、综合应用题（每题25分，共25分）

1.设计一个简单的PLC控制电路，实现电机的启动、停止和过载保护功能（25分）【答案】设计一个简单的PLC控制电路，实现电机的启动、停止和过载保护功能

（1）电路图设计```启动按钮（SB1）---[常开触点]---接触器线圈（KM）---[常开触点]---电源停止按钮（SB2）---[常闭触点]---接触器线圈（KM）热继电器（FR）---[常闭触点]---接触器线圈（KM）```

（2）程序设计```输入模块SB1启动按钮SB2停止按钮FR热继电器输出模块KM接触器线圈程序IFSB1THENKMONIFSB2THENKMOFFIFFRTHENKMOFF```

（3）工作原理当按下启动按钮SB1时，接触器线圈KM得电吸合，接触器的常开触点闭合，电路接通，电机启动当按下停止按钮SB2时，接触器线圈KM失电释放，接触器的常开触点断开，电路断开，电机停止当热继电器FR动作时，接触器的常闭触点断开，电路断开，电机停止，从而实现过载保护功能```

八、标准答案

一、单选题

1.C

2.B

3.A

4.A

5.B

6.B

7.B

8.A

9.C

10.C

二、多选题

1.A、B、C、E

2.A、C、D、E

3.A、B、C、D、E

4.A、B、C、D、E

5.A、B、C、D、E

三、填空题

1.主电路；控制电路

2.可编程逻辑控制器；数字

3.改变电源频率；改变电源频率和电压

4.接触器的常开触点与启动按钮并联；接触器的常开触点与启动按钮的串联

5.梯形图语言；指令表语言；结构化文本语言

6.熔断器；热继电器

四、判断题

1.（√）

2.（√）

3.（×）

4.（√）

5.（√）

五、简答题

1.PLC控制系统具有可靠性高、编程简单、维护方便、功能强大等优点具体来说，PLC控制系统采用数字电路技术，具有较高的可靠性和稳定性；编程简单，可以通过梯形图语言、指令表语言或结构化文本语言进行编程，易于理解和掌握；维护方便，PLC系统具有自诊断功能，可以快速定位故障；功能强大，PLC系统可以实现复杂的控制逻辑，满足各种控制需求

2.变频器控制系统具有调速控制、过流保护、过压保护、欠压保护和缓冲启动等功能具体来说，变频器控制系统可以通过改变电源频率和电压来控制电机的转速，实现精确的调速控制；具有过流保护、过压保护和欠压保护功能，可以保护电机和电路的安全；具有缓冲启动功能，可以减少电机启动时的冲击电流，提高电机的使用寿命

3.继电器控制电路中的自锁环节通过接触器的常开触点与启动按钮的串联来实现电路的自锁功能当按下启动按钮时，接触器线圈得电吸合，接触器的常开触点闭合，此时即使松开启动按钮，电路仍然可以通过接触器的常开触点来保持通路，从而实现电路的自锁功能当按下停止按钮时，接触器线圈失电释放，接触器的常开触点断开，电路断开，从而实现电路的解锁功能

4.梯形图语言是一种图形化的编程语言，具有以下特点直观易懂，通过图形符号和连线来表示控制逻辑，易于理解和掌握；编程简单，可以通过拖拽和连接图形符号来编写程序，不需要编写复杂的代码；灵活方便，可以通过梯形图语言实现各种控制逻辑，满足各种控制需求；可维护性强，可以通过修改梯形图来修改控制逻辑，不需要重新编写代码

六、分析题

1.PLC控制系统的工作原理是基于扫描周期的PLC系统会按照一定的扫描周期依次执行输入采样、程序执行和输出刷新三个阶段的工作

（1）输入采样阶段PLC系统会依次读取输入模块的信号，并将这些信号存储在输入映像区中

（2）程序执行阶段PLC系统会按照程序存储器的顺序依次执行程序，并根据输入映像区的信号进行逻辑运算，将运算结果存储在输出映像区中

（3）输出刷新阶段PLC系统会依次将输出映像区的信号输出到输出模块，从而控制外部设备的动作通过不断循环执行这三个阶段的工作，PLC系统可以实现对外部设备的控制

2.变频器控制系统的工作原理是基于改变电源频率来控制电机的转速变频器系统会先将工频电源转换为直流电源，然后再将直流电源转换为可变频率和电压的交流电源，从而控制电机的转速

（1）整流环节变频器系统会先将工频电源转换为直流电源，通过整流桥将交流电源转换为直流电源

（2）滤波环节整流后的直流电源会经过滤波电容进行滤波，平滑直流电源的波动，提高电源的稳定性

（3）逆变环节滤波后的直流电源会经过逆变桥转换为可变频率和电压的交流电源，通过改变逆变桥的开关状态来改变输出交流电源的频率和电压通过不断改变输出交流电源的频率和电压，变频器系统可以控制电机的转速，实现精确的调速控制

七、综合应用题

1.设计一个简单的PLC控制电路，实现电机的启动、停止和过载保护功能

（1）电路图设计```启动按钮（SB1）---[常开触点]---接触器线圈（KM）---[常开触点]---电源停止按钮（SB2）---[常闭触点]---接触器线圈（KM）热继电器（FR）---[常闭触点]---接触器线圈（KM）```

（2）程序设计```输入模块SB1启动按钮SB2停止按钮FR热继电器输出模块KM接触器线圈程序IFSB1THENKMONIFSB2THENKMOFFIFFRTHENKMOFF```

（3）工作原理当按下启动按钮SB1时，接触器线圈KM得电吸合，接触器的常开触点闭合，电路接通，电机启动当按下停止按钮SB2时，接触器线圈KM失电释放，接触器的常开触点断开，电路断开，电机停止当热继电器FR动作时，接触器的常闭触点断开，电路断开，电机停止，从而实现过载保护功能```。