维修电工高级技师简答题全部

三、简答题

1．绘图说明典型工业机控制机的闭环控制系统 （P145）

给定值 D/A 数字控制器 执行装置 A/D 检测装置 被控参数

被控对象

2．测绘一般包括哪些步骤 ？（P141）

答：第一步：测绘出机床的安装接线图。主要包括数控系统、伺服系统和机床内、外部电气部分的安装接线图。第二步：测绘电气控制原理图。包括数控系统与伺服系统、机床强电控制回路之间的电气控制原理图。第三步：整理草图。进一步检查核实，将所绘的草图标准化，测绘出ZK7132型立式数控钻铣床完整的安装接线图和电器控制原理图。

3．画出两输入反向比例积分运算放大器并说明在控制系统中做什麽装置。（P165）

答：在控制系统中做比例积分调节器 （作用：1、实现无静差调速 2、动态响应快）

（PI调节器） Rf C

R1 u i1if

i1 R2 ∞ ui2 － + i2 uo +

R3

4．什么是机电一体化？（P161）

答：机电一体化是传统机械工业被微电子技术逐步渗透过程所形成的一个新概念，它是微电子技术、机械技术相互交融的产物，是集多种技术为一体的一门新兴的交叉学科。 5．机电一体化包括哪些技术？（P162）

答：机电一体化是多学科领域综合交叉的技术密集型系统工程。它包含了机械技术、计算机与信息处理技术、系统技术、自动控制技术、传感与检测技术、伺服传动技术。 6．说明变频器的测量电路中输出电流表如何选择，为什么？

答：变频器的输出电流与电动机铜损引起的温升有关，仪表的选择应该能精确测量出其畸变电流波形的有效值，可以使用热电式电流表，但必须小心操作。而使用动铁式仪表是最佳选择。 7．机电一体化中，计算机与信息处理技术起什么作用？（P162）

答：计算机是实现信息处理的工具。在机电一体化系统中，计算机与信息处理部分控制着整个系统的运行，直接影响到系统工作的效率和质量。 8．造成有源逆变失败的原因是什么？

答：（1）触发电路工作不可靠（2）晶闸管发生故障（3）在逆变工作时，交流电源发生缺相或突然消失（4）换相的裕量角不足，引起换相失败。 9．什么是有源逆变和无源逆变？

答：把直流电逆变成与电网同频率的交流电并反送到电网，叫有源逆变。 把直流电逆变成某一频率或可调频率的交流电供给负载，叫无源逆变。

工业控制机系统

10．晶闸管的导通条件是什么？ 《基础知识》（P53） 答：晶闸管的导通条件是在晶闸管的阳极和阴极之间加上正向电压的同时，在门极和阴极之间加上适当的正向电压。 11．什么是逆变？逆变的原因有哪些？防止逆变的措施有哪些？

答：变压器逆变工作时，一旦发生换相失败，外接的直流电源就会通过晶闸管电路形成短路，或者使整流桥的输出 平均电压和直流电源变成顺向串联，由于逆变电路的内阻很小，形成很大的短路电流，这种情况称为逆变。

逆变的原因有：(1)触发电路不可靠。触发电路不能适时地、准确地给各晶闸管分配脉冲，如脉冲丢失、脉冲延迟等，致使晶闸管工作失常。(2)晶闸管发生故障。在应该阻断期间，元件失去阻断能力，或在应该导通时，元件不能导通。(3)交流电源发生异常现象，指在逆变工作时，交变电源突然断电，缺相或电压过低等现象。(4)换相的裕量角Q太小，逆变工作时，必须满足β>βmin的关系，并且留有裕量角Q，以保证所有的脉冲都不会进入βmin范围内。

防止逆变的措施有：（1）选用可靠的触发器。（2）正确选择晶闸管的参数。（3）采取措施，晶闸管的电压上升率和电流电升率，以免发生误导通。（4）逆变角β不能太小，在一个允许的范围内。 （5）装设快速熔断器、快速开关，进行过流保护。

12．当配电变压器三相输出电压不平衡率大于3%时会对系统产生怎样的不良影响？（P149）

答：当配电变压器三相输出电压不平衡，且不平衡率大于3%时，变频器输入电流的峰值很大，则会造成连接变频器的电线过热，变频器过压或过流，可能会损坏整流二极管及电解电容器。此时需要增加交流电抗器，特别是变压器采用Y形接法时，过压、过流现象更为严重，除在交流侧加装交流电抗器外，还需要在直流侧加装直流电抗器。 13．“在线”故障检测时应注意什么？ （P130）

答：检测时应注意，由于在线测试的复杂性，对于异步逻辑、器件上接有电抗或晶体类元件、线与和线或逻辑、总线竞争等情况，可能导致将好器件误判为坏器件。一般来说通过功能测试的器件基本是好的，未通过测试的器件不一定是坏的，需要进一步分析判断。 14．什么是故障诊断流程图？ （P121）

答：复杂电气设备的诊断，可以由高级技师利用专业知识和经验，详细分解成一系列的步骤，并确定诊断顺序流程，这种以流程图形式出现的诊断步骤称为故障诊断流程图。 15．如图所示，（6-44）若R1=R2=R，R3=R1/R2/Rf时，求U0的大小

解：i1=ui1/R1 i2=ui2/R2 i1+ i2= if Uo=- if R2 16．SINUMERIK820S系统具有那些特性

答：SINUMERIK820S系统，820S是步进电动机控制系统，是专门为经济型的控制车床、铣床、磨床及特殊用途的其他机床设计的，820S系统采用32位微处理器(AM486DE6)，集成式PLC，分离式小尺寸操作面板(OPO20)和机床控制

面板(MCP)，是一种先进的经济型CNC系统。它可以控制2-3个进给轴和一个开环主轴(如变频器)。 17．画出高频干扰线间电源滤波器电路（P156） a图

18．编写数控机床一般电气检修工艺前的注意事项中，检测维护直流伺服电动机的工艺要求 （P163）第7点

答：检查各电动机的连接插头是否松动，对直流伺服电动机的电刷、换向器进行检查、调整或更换，如果电刷已磨损一半，要更换新电刷，更换前应将电刷架及换向器表面的电刷粉清理干净，并将换向器表面的腐蚀痕迹处理好。 19．如何测绘安装接线图 （P141）

答：具体的测绘的内容分别为：测绘安装接线图，首先将配电箱内外的各个电器部件的分布和物理位置画出来，其中数控系统和伺服装置分别用一框单元代替，找出各方框单元的输入、输出信号、信号的流向及各方框的相互关系。 20．电子装置中可采用哪些地线实现抗干扰？（P1）

答：1)电子装置中的地线种类，保护接地线：保护接地线是出于安全防护的目的，将电子装置的外壳屏蔽层接地。信号地线： 信号地线是指电子装置的输入和输出的零信号电位公共线，它可能与真正大地是隔绝的。交流电源地线：交流电源地线是传感器的零信号电位基准公共线。信号源地线：信号源地线是指电网中与大地的中性线。

21．说明典型工业控制机系统的基本组成 （P144）

答：它是由一次设备部分和工业控制机系统组成。一次设备通常由被控对象、变送器和执行机构组成。工业控制系统包括硬件系统和软件系统。

22． 变频器产生谐波干扰分为哪几种？（P150）

答：第一是辐射干扰，它对周围的电子接收设备产生干扰。第二是传导干扰，使直接驱动的电动机产生电磁噪

声，增加铁损和铜损，使温度升高；第三是对电源输入端所连接的电子敏感设备产生影响，造成误动作。第四在传导的过程中，与变频器输出线平行敷设的导线会产生电磁耦合，形成感应干扰。

23．编写数控机床一般电气检修工艺前的注意事项中，写出检测维护各功能模块使用的存储器后备电池的工艺要求

答：检测各功能模块使用的存储器后备电池的电压是否正常。在一般情况下，即电池未失效，也应每年更换一次，以确保系统正常工作。更换电池应在CNC装置通电情况下进行，以防更换时丢失信息。（P163）第6点

24．单片机中，什么叫指令周期?什么叫指令长度?指令周期与机器周期是什么关系?机器周期与振荡是什么关系? 答：指令周期是执行一条指令所需的机器周期；指令长度是一条指令占用的字节数；指令周期是机器周期的整数倍；一个机器周期由12个振荡脉冲组成。 25．什么是组合逻辑电路?什么是时序逻辑电路? 答：在任何时刻，输出状态只决定于同一时刻各输入状态的组合，而与先前状态无关的逻辑电路称为组合逻辑电路。 在任何时刻，输出状态不仅取决于当时的输入信号状态，而且还取决于电路原来的状态的逻辑电路称为时序逻辑电路。

26．脉宽调制逆变器有哪些优点?

答：开关元件少，结构简单，电网功率因数近似为1，动作响应快，实现正弦波输出交流电压波形。 27．什么是集成运放的“虚短”和“虚断”?

答：虚短：运放工作在线性区时，同相输入端电位与反相输入端电位相等的现象。

虚断：由于运放的输入电阻很大，而使输入电流近似为零的现象。

28．实现有源逆变的条件是什么?

答：1）直流侧必须外接与直流电流Id同方向的直流电源Ed，Ed＞Ud，才能提供逆变能量；

2）必须工作在α＞90°区域，使Ud＜0,才能把直流功率逆变为交流功率；逆变电路需接平波电抗器。

29．电气设备技术管理主要内容及常见的管理方式有哪些?

答：电气设备技术管理主要内容是：正确使用和维护，开展预防性维修，配备必要的设备管理人员，规范设备的修理内容、修理时间的定额及修理费用。 管理方式有：集中管理、分散管理及混合管理。 30．数控系统对进给伺服系统有什么要求?

答：1）高精度，即定位要准确，跟随精度高；2）快速响应，无超调，要求加减速速度足够大，负责突变对速度恢复时间短且无振荡； 3）调速范围宽；4）低速转矩大，有较强的过载能力； 5）可靠性高，对环境适应性强，使用寿命长。

31．试述CMIS的组成? （P111） 答：CMIS组成主要有：（1）管理信息系统；（2）技术信息分系统；（3）制造自动化分系统；（4）质量管理分系统。 32．电气大修工艺编制步骤有哪些?

答：1）设备设计资料准备 2）大修项目确定 3）编写技术准备工作初表 4）大修方案制定 5）大修方案执行 33．选择步进电动机时，通常考虑哪些指标?

答：选择步进电动机时，通常应考虑的指标有：相数、步距角、精度（步距角误差）、起动频率、连续运行频率、最大静转矩和起动转矩等。 34．继电保护的基本任务是什么?

答：1）当被保护的输电线路或电气设备发生故障时，能迅速切断电源，以消除或减少故障引起的严重后果。

2）当被保护的输电线路或电气设备发生不太正常状态或发生不太严重的故障时，发出警告信号。

35．CMOS集成电路与TTL集成电路相比较，有哪些优点及缺点?

答：CMOS集成电路与TTL集成电路相比较，具有静态功耗低，电源电压范围宽，输入阻抗高，扇出能力强，抗干扰能力强，逻辑摆幅大及温度稳定性好等优点。但也存在着工作速度低，功耗随频率的升高显著增大等缺点。

36．电力场效应晶体管（MOSFET）有哪些特点?

答：电力场效应晶体管(MOSFET)是一种单极型大功率晶体管，属于电压控制型元件。其主要优点是基本上无二次击穿现象，开关频率高，输入阻抗大，易于并联和保护。其缺点是导通压降较大，了其电流容量的提高。 37．转速、电流双闭环直流调速系统中的电流调节器、转速调节器，各有什么作用?

答 电流调节器的作用是：最大电流(过大的起动电流、过载电流)，并使过载时(达到允许最大电流时)实现很陡的下垂机械特性；起动时，能保持电流在允许最大值，实现大恒流快速起动；能有效抑制电网电压波动对电流的不利影响。转速调节器的作用是，能有效地消除转速偏差，保持转速恒定；当转速出现较偏差时，它能迅速达到

最大输出电压，输送给电流调节器，使电流迅速上升，实现快速响应。 38． 双闭环调速系统的优点。

答：1）良好的静特性。 2）有较好的动态特性，起动时间短（动态响应快），超调量也较小。 3）系统抗扰动能力强。 4）由两个调节器分别调节电流和转速。 39．固体绝缘材料的主要性能指标有哪些？

（1）击穿强度（2）绝缘电阻（3）耐热性（4）黏度，固体含量，酸值，干燥时间及胶化时间，（5）机械强度

四、论述题

1．绘图说明收剑型、直线型、扩散型、系统结构各适应哪些诊断方法

直线型结构

B A

F1 F2 F3 F4 F2

A F3 F1 F4 F1 与（或） F5 F6 F2 F4 功能元 件 F5 F3

答：不同的系统结构及其适用的诊断方法

（1）直线型结构：这种类型的结构系统特别适合用分段淘汰法进行故障诊断。维修人员在系统的大致中间位置上选择一个测试点，例如图中A点，通过检查确定故障是在这点的前面还是后面。 （2）扩散型结构：可用以下方法对这种类型的结构系统进行故障诊断。

推理分析法。假如四个输出功能块有三个工作正常，只有一个不正常，可以推断故障出在这个不能正常工作块里。假如四个输出功能块都不正常，那么故障在功能块F1里的可能性最大。

(3)收敛型结构：它的作用如同一个“与” 或“或”门逻辑电路，系统工作依赖于功能块F1-F3中任何一个或预定的一个组块的正确输出。A与B型收敛结构的诊断方法相同，但是维修人员必须知道，在某种条件下功能块F1-F3中的哪一个输出应该有效。对于复杂设备的控制系统，极少有符合前面所述的任何一种结构，它们的结构形式非常复杂，而且有相当复杂的反馈和连锁关系。

2．分析下图为什么调速系统，有什么缺点，在图中画出引入电流截止负反馈改进电路。

~ R 1－ Up ∞ R0 ＋ ＋ －

Ud + R0 － + M － GT V

Un T

－ ． Up VD VST R1 R0 R0 － + ∞ ~ TA ＋ ＋

R0 M + － － G Un T

答：这是采用P调节器的转速闭环调速系统。这种系统突加一阶跃转速给定Up（令系统启动），由于系统的机械惯性较大，电动机转速不能立即建立起来，因而在启动初期负反馈信号Un=0。此时加在调节器输入端的转速偏差信号ΔUn=Up，它差不多是其稳态工作时的（1+K）倍。由于比例调节器及晶闸管变流装置的惯性较小，所以UGT值增长很快，迫使整流电压立即Ud达到满压。这对于直流电动机来说，相当于满压直接启动，其启动电流高达额定电流的几十倍，所以系统中的过电流保护继电器会立即动作，使系统跳闸。也就是说，这种系统一送电就会跳闸，电动机根本无法启动。此外，由于电流和电流上升率过大，对直流电动机换向器及晶闸管的安全来说也是不允许的。由此可见，在转速闭环调速系统中必须对电流进行，以使电动机启、制动及堵转时电流不超过其过载能力的允许值。

3．某专用数控铣床Z轴出现位置报警问题如何解决 （P124）

答：1)、机床所出现的问题：此专用数控铣床的Z轴是一个不参与差补运动的轴，在工作中只起移定位作用。位置控制是由直线光反馈到数控系统实现闭环控制。这个轴在运行时出现报警，通过查阅数控系统说明书可知，报警信息提示为：实际到达位置与目标到达位置距离超限。

2)、问题分析解决：此机床数控系统由参数将Z轴设定为工作方式。这种方式定位过程分为几个阶段：到达目标前的a点开始减速；到达b点时使伺服电动机停止转动；工作台因惯性作用沿Z轴继续走一段停止。选择合适的a、b值，可使工作台刚好停止在目标位置O点。随着导轨等部分的机械磨损，阻力变大，原来的设置对的参数就不能保证工作台可靠地停在目标位置了。解决问题的方法，一是请机修人员修理机械部分，恢复原来的机械特性；二是重新调整数控系统的参数值a、b，使系统适应变化了的机械特性。

由此可见闭环控制系统中机床或机床的一部分既是控制对象，又是整个系统中重要的一环。控制系统出问题，不只是控制系统电气部分的问题，这是一个包括机械、电气等在内的综合性问题，应从工艺、机械、电气等方面综合考虑，分析原因，找出最佳方案进行解决。

4．电气控制设计的一般程序 （P170） 答：1。拟定设计任务书

在电气设计任务书中，除简要说明设计任务的用途、工艺过程、动作要求、传动参数、工作条件外，还应说明以下

Ud

技术经济指标及要求：

1).电气传动基本要求及控制精度；2)。项目成本及经费限额；3)。设备布局、控制柜(箱)、操作台的布置、照明、信号指示、报警方式等的要求；4)。工期、验收标准及验收方式； 2．选择拖动方案与控制方式

电力拖动方案与控制方式的确定是设计的重要部分，设计方案确定后，可进一步选择电动机的容量、类型、结构形式以及数量等。在确定控制方案时，应尽量采用新技术、新器件和新的控制方式。 3．设计电气控制原理图、选用元件、编制元件目录清单。 4．设计电气施工图，并以此为依据编制各种材料定额清单。 5．编写设计说明书。

5．测绘说明LJ-20型CNC装置的组成 （P145） 图6-17

6．普通XA1632铣床选择SINUMERK802S数控系统，改造后怎样完成改造后的调试以达到改造要求 （P159） 答：机床改造后的调试： (1)试车前的检查 ：1) 按照接线图检查电源线和接地线是否可靠，主线路和控制线路连接是否正确，绝缘是否良好，各开关是否在“0”位，插头及各接插件是否全部插紧。 2) 检查机床工作台、主轴等部件的位置是否合适，防止通电发生碰撞。

(2)通电试车： 在确认试车前的检查工作正确无误后，即可通电。

1)、切断断路器QF1、QF2、QF3、QF4，合上电源开关，观察是否有异常响声和异味，测量断路器端电压和变压器T1、T2上的电压应在允许的范围内。

2)、合上断路器QF3，NC数控系统供电，观察ECU单元面板上上的状态指示发光二极管LED上的颜色，红色灯亮表示ECU出现故障，并在屏幕上显示报警信息，绿色灯亮表示电源正常供电。 3)、设定系统参数，机床数据和设定数据用名称和序号来标志并显示在屏幕上。

4)、根据步进电动机的型号选择开关DLL，接通24V电源，通过系统启动给出“便能”信号。注意：如果设定的电流相对于所选的电动机太大，则电动机可能因为过热而损坏。

5)、合上断路器QF1、QF2，检查主轴电动机的正转、反转、停止是否正常，并通过输入程序自动空转机床。 6)、控制精度检查。包括定位精度、重复定位精度、失动量等精度的检查。

7)、调试结束后，为了保护调试时所设定的数据，必须把数据保护起来，调到保护级7(最终用户)。 7． 如图所示，龙门刨刀头顺序控制部分梯形图，请编写程序语句

1． LD 00 2． OUT 100 3． LD 03 4． AND 31 5． OR 32 6． AND 33 7．AND 100 8．OUT 32 9． LD 04 10．AND 32 11．ANI 34 12 ． AND 100 13．OUT 34 14．END

8．复杂设备电气故障的诊断方法中常用的诊断方法有那些 （P130）

答：1、控制装置自诊断法。大型的CNC、PLC以及计算机装置都配有故障诊断系统，由开关、传感器把油位、油压、温度、电流等状态信息设置成数百个报警提示，用以诊断故障的部位和地点。2、常规检查法。依靠人的感觉器官并借助一些简单的仪器来寻找故障的原因。3、机、电、液综合分析法。因为复杂设备往往是机、电、液一体化的产品，所以对其故障的分析也要从机、电、液不同的角度对同一故障进行分析，可避免片面性，少走弯路。4、备件替换法。将其有同样功能的两块板互相交换，观察故障现象是否转移还是依旧，来判断被怀疑板有无故障。5、电路板参数测试对比法。系统发生故障后，采用常规电工检测仪器、仪表，按系统电路图及设备电路图，甚至在没有电路图的情况下，对可疑部分的电压、电流、脉冲信号、电阻值等进行实际测量，并与正常值和正常波形进行比较。6、更新建立法，当控制系统由于电网干扰或其他偶然原因发生异常或死机时，可先关机然后重新启动，必要时，需要清除有关内存区的数据，待重新启动后对控制参数重新设置，可排除故障。7、升温试验法。因设备运行时间较长或环境温度较高出现的软故障，可用电热吹风或红外线灯直接对准可疑电路板或组件进行加温。通过人为升温加速温度性能差的元器件性能恶化，使故障现象明显化，从而有利于检测出有问题的组件或元器件。8、拉偏电源法，有些软故障与外界电网电压波动有关。人为调高或调低电源电压，模似恶劣的条件会让故障容易暴露。9、分段淘汰法，有时系统故障链很长。可以从故障链的中部开始分段查。查到故障在哪一半中，可以继续用分段淘汰法查，加快故障的排查速度。10、隔离法，将某部分控制电路断开或切断某些部件的电源，从而达到缩小故障范围的目的。但是许多复杂设备的电气控制系统反馈复杂，采用隔离法时应充分考虑其后果，并采取必要的防范措施。11、原理分析法。根据控制系统的组成原理，通过追踪故障与故障相关联的信号，进行分析判断，直至找出故障原因。

9． 有一个凸轮精磨床在使用中出现了零件尺寸不稳定，甚至在磨一根轴上相邻两个相同的凸轮时尺寸也相差很多，分析引起这样故障的原因

答:1)可能引起故障的原因：1、工艺及调整方面A、修正量补偿与锥度补偿配合不良。B、定位键槽尺寸不合适。C、顶尖孔几何形状不好。D、砂轮质量差。E、磨削各个阶段进给量不合适或缺少光磨阶段。F、中心架未调好。2、机械方面 A、砂轮架滑台阻力过大，引起爬行。B、砂轮主轴间隙过大。C、凸轮靠模机构拉力不够或摇架支撑不牢。D、砂轮修正器进给部分阻力太大或有死点。3、电气方面 A、数控系统有关砂轮进给、砂轮修整器部分的电路、部件的电路、部件有接触不良等故障。B、砂轮架进给轴位置反馈装置或电路有故障。4、检查、区分的方法和步骤这包含了工艺、机械、电气等几个方面的综合性问题。对于这样的问题，把它按实际情况划分若干小块后可使问题简化。

10．电气控制原理图设计的基本步骤和方法，若要求三台电动机按M1、M2、M3顺序启动按M3、M2、M1顺序停止设计出电气控制原理图。（按扭控制）请设计出一个电气控制原理图 答：电气控制原理图设计要体现设计的各项性能指标、功能，它也是电气工艺设计和编制各种技术资料的依据。其基本步骤如下： 1. 根据选定的控制方案及方式设计系统原理图，拟订出各部分的主要技术要求和技术参数。 2. 根据各部分的要求，设计电气原理框图及各部分单元电路，对于每一部分的设计总是按主电路-----控制电路----联锁与保护-----总体检查的顺序进行的，最后经过反复修改与完善，完成设计。 3. 按系统框图将各部分连接成一个整体，绘制系统原理图，在系统原理图的基础上，进行必要的短路电流计算，根据需要计算出相应的参数。 4. 根据计算数据正确选用电气元器件，必要时应进行动稳定和热稳定校验，最后制订元器件型号、规格、目录清单。

11．下图是一个位置控制的梯形图，请编写出程序语句

1． LD 00 2． OUT 100 3． LD 01 4． OR 30 5． ANI 31 6． AND 100 7． OUT 30 8． LD 02 9． AND 30 10．OR 31 11．ANI 32 12． AND 100 13．OUT 31 14．END

12．扩散型结构。如图所示，用以下方法对这种类型的结构系统进行故障诊断

1)、推理分析法。假如四个输出功能块有三个工作正常，只有一个不正常，可以推断故障出在这个不能正常工作的功能块里。假如四个输出功能块都不正常，那么故障在功能块F1里的可能性最大。

2)、测量试验法。通过对测试点A的输出进行测量，可以判断出功能块F1是否正常。找出了有故障的功能块后，应进一步在功能块内部采用系统试验法来确定有故障的线路或组件。 上述方法同样必须对任何可能存在的反馈或连锁加以考虑。

3)、收剑型结构。如图所示，这种结构分A型和B型两种。A型收剑型结构如图A所示它的作用如同一个“与”门逻辑电路为了使系统工作，功能块F4必须正确地全部接收来自F1~F3的输入，经过处理后用一个合成信号传送给功能块F5。对于这样一个系统。必须对F1~F3的输出进行检测。假如其中任何一个功能块失灵系统就不能正常工作，需进一步对不正常的功能块进行检查。如果三个功能块都是正常的则可进一步用分段淘汰法对系统的直线部分进行检查。B型收剑型结构，如图B所示，它的作用如同一个“或”门逻辑电路，系统工作依赖于功能块F1~F3中任何一个或预定的一个组块的正确输出。诊断方法与A型收剑型结构的方法相同，但维修人员必须知道，在某种条件下功能模块F1~F3中的哪一个输出应该有效。

对于复杂设备的控制系统，极少有符合前面所述的任何一种结构，它们的结构形式非常复杂，而且有相当复杂的反馈和连锁关系。但是任何复杂的结构，都是由许多不同的基本结构组合而成的，经过仔细的分析，就能将它们划分为若干个由各种功能块组成的较为简单的基本结构，维修人员就能够采用不同的诊断方法去查出故障。 13．如图所示，锯齿同步信号的触发电路，试问：锯齿波是怎样形成的？此电路如何进行移相控制？

答：锯齿波有形成： 当同步变压器副边电压U2正半周时，U2数值大于电容两端电压(UC)时通过二极管V4对电容C充电，充电常数很短，很快充满U2，此时U2开始下降，而电容两端电压不能突变，二极管V4承受反向电压而截止，电容通过R1放电直到下一个U2的数值大于电容两端的电压UC时对电容重新充电再放电，周而复始在R1UC两端形成锯齿波。

锯齿波电压使V3和T管截止(反向偏置而控制电压加在T(PNP)管的发射极使其正向偏置，当控制电压UK大于锯齿波UC时，T导通其集电极脉冲变压器二次输出脉冲，当UK小于锯齿波电压时，T管截止，只要改变控制电压的大小，可改变T管导通的时刻，就可实现脉冲移相控制。

14．在下图所示电路中，R3=R4=RP=1kΩ，若V1管的稳压值为6.3V，输入电压UI=25V，晶体管的UBE均为0.7V，则输出电压的可调范围是多少?当负载短路时，哪个管子最易烧坏?指出图中各组件的作用，说明稳压原理。

答： 1）设V1管的稳压值为UZ，则 当Rp滑至最上端时，

UL= (R3+Rp+R4)(UZ+UBE)/(R4+Rp)

=（1000+1000+1000）×（6.3+0.7）/(1000+1000) =10.5V

当Rp滑至最下端时，

UL= (R3+Rp+R4)(UZ+UBE)/R4

=（1000+1000+1000）×（6.3+0.7）/1000 =21V

故输出电压的可调范围是10.5V到21V

2）因在电路中V2和RL是串联的，故当负载短路时V2管子最易烧坏。 3）各组件作用：V2起调整输出电压的作用；

R1与V3为比较放大环节； V1和R2为基准电压源； R3、Rp和R4为取样环节。

稳压原理：该稳压电路是由分立元件组成的串联型稳压电路其稳压过程是通过负反馈实现的。当电网电压波动或负载变化导致输出电压UL上升时，经取样电路R3、RP和R4分压后反馈到放大管V3的基极使UZ与UBE之和变大，由于基准电压UZ是稳定的，比较的结果使UBE上升，经V3放大后，UB2=UC3下降，则调整管V2的管压降UCE增大，从而是输出电压UL下降，即电路的负反馈是输出电压UL趋于稳定。

15．下图所示为由555集成定时器组成的多谐振荡器，已知R1 = 3.9KΩ，R2 = 3KΩ，C = 1μF，试计算振荡周期T、频率f、脉宽tWH及占空比q。 解：T= tWH + tWL

=0.7（R1+R2）C+0.7 R2C =0.7（R1+2R2）C

=0.7×(3.9×103+2×3×103) ×1×10-6s=6.93ms f=1/T=1/(6.93×10-3)Hz=144.3Hz

tWH =0.7（R1+R2）C=0.7×(3.9×103+3×103) ×1×10-6s=4.83 ms q= tWH /T×100%=(4.83/6.93)×100%=69.7%

答：该多谐振荡器的振荡周期为6.93ms、振荡频率为144.3Hz脉宽为4.83 ms及占空比为69.7%。 16．在下图所示的电路中，已知G1、G2均为TTL与非门， 其输出高电平UOH = 3.6V，输出低电平UOL = 0.3V，最大拉电流负载IOH = －400μA，最大灌电流负载IOL = 10mA；三极管工作在开关状态，导通时UBE = 0.7V，饱和管压降UCES = 0.3V，β= 40；发光二极管导通压降UD = 2V，发光时正向电流ID为5～10mA， 试回答:

① G1、G2工作在什么状态时发光二极管可能发光? ② 三极管的集电极电阻RC的取值范围；

③ 若RC = 300Ω，基极电阻RB的取值范围。

解：1）当G1输出高电平，G2输出低电平时，发光二极管可能发光。

2）因为Id=5～10mA，即IC=5～10mA，Rc=Uc/Ic，Uc=5-0.3-0.3-2=2.4 V，

即Rc=240～480Ω。 3）URB= UOH –UB=3.6V-1V=2.6V，IC=βIB，IB=IC/β，IB=125～250μA，RB=URB/IB，即RB=10.4～20.8K 17．三相笼型异步电动机，已知PN=5kW，UN=380V，nN=2910r/min，ηN=0.8，cosφ=0.86，λ =2，求：sN，IN，TN，Tm。 答：

sNnnN3000291010.03 INn13000PN3UNNcos510333800.80.86A11A

PN5103TN9.559.55Nm16.4Nmn2910N

TmTN216.4Nm32.8Nm该电动机的额定转差率

sN为0.03；额定电流

IN约为11A；额定转矩

TN约为16.4Nm；最大转矩Tm为32.8Nm。

18．一台并励直流电动机，其额定数据如下：PN=22kW，UN=110V，nN=1000 r/min，η=0.84。已知电枢回路总

电阻R=0.04Ω， Rf=27.5Ω，试求

① 额定电流，额定电枢电流，额定励磁电流； ② 额定转矩；

③ 额定负载下的电枢电动势。

答： 1） P1 = PN / η=22/0.84=26.19kW；

I = P1/ UN=26.19×103/110=238A； If = UN/ Rf=110/27.5=4A； Ia =I- If=(238-4)A=234A；

2） TN = 9.55PN/ nN=9.55×22×103/1000≈210N·m 3） Ea= UN-IaR=（110-234×0.04）V≈100.6V

电动机额定电流为238A，额定电枢电流为234A，额定励磁电流为4A；额定电磁转矩为210N·m；额定负载下的电枢电动势为100.6V。

19．一台他励直流电动机，UN=110V，IN=234A，电枢回路总电阻R=0.04Ω，忽略电枢反应的影响，计算 ① 采用直接起动时，起动电流Ist是额定电流IN的多少倍?

② 如起动电流为2IN，则电枢回路应串入多大的起动电阻Rs? 答： 1）Ist= UN/ Rf=110/0.04≈2750A，

Ist/ IN≈2750/234≈12

2）由I’st= UN/(R+ Rs)=2 IN可得

RS= UN/ IN-R=（110/2×234-0.04）Ω=0.195Ω

该电动机直接起动时的起动电流Ist约为额定电流IN的12倍；当电枢回路串入的起动电阻RS=0.195Ω时，可以将起动电流为2 IN

20．一台步进电动机的转子齿数为ZR=40，三相单三拍和三相单双六拍工作方式，电源频率1000Hz，分别求步距角θS和转速n。 答：1）θS1360ZRN36036060f6010003 n1500r/min

403ZRN40360f601000360250r/min 1.5 n2ZRN40062）θS2ZRN21．根据右图回答以下问题

① 写出标有A、B、C、D、E、G元器件的名称。 ② 标有B字母的元器件有何作用。 ③ 分析该系统图的运动情况。

答：1）A：单向节流阀 B：快速排气阀 C：单气控二位五通换向阀

D：双压阀 E、F：手动式二位三通换向阀 G：一端可调缓冲式双作用缸 2） 在缸从左到右运动时，缸右腔的气体快速从快速排气阀中排出，而不从主控阀C中排出，从而达到使缸快速右移的目的。

3） 静止状态：主控阀右位接通，压缩空空气进入缸的右腔，使活塞杆回缩，停

留在图示位置。

按钮按下：只有同时按下E、F二位三通换向阀，双压阀D才有输出，使主控阀C左位接通，压缩空气进入缸的左腔，使活塞杆快速右移。

按钮松开：只要松开任何一个按钮，双压阀就没有输出，主控阀在弹簧力的作用下，右位接通，压缩空气进入缸的左腔，使活塞杆回缩。由于单向节流阀的作用，而活塞杆的回缩速度是可调的。

22．OTL电路如图4所示，输入ui为正弦波，设V1激励级电压放大倍数为10，输出级电压放大倍数近似为1（忽略V2、V3管饱和压降）。（1）指出电容C3的作用；（2）指出二极管V4、V5的作用；（3）求电路的最大输出功率Pom；

（4）当输入电压有效值为0.3V时，求电路的输出功率PO 答：（1）C3作用：作为V3的工作电源，隔直通交。

（2）V4、V5作用：给V2、V3提高合适的偏压，起温度补偿。 （3）电路的最大输出功率：Pom＝Vcc2／8RL＝122／8×8＝2.25W （4）当输入电压有效值为0.3V时，电路的输出功率：PO＝UO2／RL＝32／8＝1.12W

23．电路设计的原则有哪些？ 电路设计的原则如下：

1）电气控制线路应最大限度地满足机械设备加工工艺的要求； 2）控制电路应能最安全、可靠地工作

①正确连接电器的触点；②正确连接电器的线圈；③控制电路中应避免出现寄生电路；④控制电路中应避免控制条件的多重性；⑤频繁操作线路要有电气联锁和机械联锁；⑥设计的线路应能适应所在电网的情况；⑦考虑是否采用中间继电器；⑧完善保护环节，增设信号指示灯 3）控制电路应简单、可靠、造价低

①减少连接线的数量，缩短连接线的长度；②减少电器的种类和数量；③力求电路简化，可靠性性高；④减少电路的空载耗电

4）控制电路应便于操作和维修。

1、可编程序控制器的顺序扫描可分为哪几个阶段执行？ 答：（1）读入输入信号，将按钮、开关的触点及传感器等的输入信号读入到存储器内，读入信号保持到下一次该信号再次读入为止；（2）根据读入的输入信号的状态，解读用户程序逻辑，按用户逻辑得出正确的输出信号；（3）把逻辑解读的结果通过输出部件输出给现场受控元件，如电磁阀、电动机等执行机构和信号装置。 ２、可编程序控制器有哪些内部资源？

答：PLC机内部均为无触点电子电路，为了便于编程，按其功能等效为各类电气元件，有输入继电器、中间继电器、定时器、计数器、输出继电器及其它一些特殊继电器等 3、PLC数字量输出有哪几种输出形式？

答：一般可编程序控制器的输出形式有3种：继电器输出，晶体管输出，双向晶闸管输出，要根据不同的负载性质选择PLC机输出电路的形式。交流负载选用双向晶闸管输出，直流负载优先选用晶体管输出，交、直流混合负载选用继电器输出。

4、PLC由哪几部分组成的？各部件的作用是什么？

答：PLC主要由以下几部分组成：（1）处理单元CPU；是PLC的核心，起着总指挥的作用。（2）存储器；存放系统程序、用户程序以及工作数据。（3）输入、输出接口电路；输入输出接口电路是PLC与现场I/O设备或其它外设之间的连接部件，它起着PLC和外围设备之间传递信息的作用。（4）电源单元；把外部电源转换成内部工作电压。（5）编程器：是输入、修改、检查、显示、调试用户程序，监视程序运行情况，查找故障，显示出错信息。 ５、常用的PLC控制系统结构有哪几种？

答：常用的PLC控制系统有（1）单机控制系统：使用一台PLC控制一个被控对象。（2）集中控制系统：用一台PLC监视、控制多个设备，形成集中式的计算机控制系统。（3）分散控制系统：每个控制对象设置一台PLC，各台PLC之间通过信号传递内部联锁、响应或发令等，或者由上位机通过数据通信总线进行通信。 6、可编程序控制器有什么主要功能？

答：（1）顺序逻辑控制；（2）运动控制；（3）定时控制；（4）计数控制；（5）步进控制；（6）数据处理；（7）A/D和D/A转换；（8）通信及联网

7、简述可编程序控制器的工作过程？

答：PLC采用循环扫描工作方式，从用户程序第一条指令开始执行程序，直到遇到结束符后又返回第一条，如此周而复始地不断循环。在这个循环过程中，分为内部处理、通信操作、输入采样、程序执行和输出刷新等几个阶段。 作图题：

某生产设备要求电动机作正反转循环运行，电动机的一个运行周期为：正转15秒反转10秒，并要求有起、停控制。现用PLC来实现电动机的控制，请设计梯形图程序（考虑过载保护）。 、简答题

41．进行数控设备的电气测绘时的注意事项有哪些？（P141）

答：由于数控系统是由大规模的集成电路和复杂电路组成的，所以在测绘时绝对不能在带电的情况下进行拆卸、拔插等活动，也不允许随意去摸电路板，以免静电损坏电子元器件。另外，更不允许使用摇表进行测量。拔下的插头要做好标记；在测绘后，要将整个机床恢复，并经仔细检查后方可送电试车。 42．滤波器的抗干扰技术有哪些？（P156）

答 ：滤波器是抗干扰的措施之一。常见的滤波器有以下几种：

（1）交流电源进线的对称滤波器 高频干扰电压对称滤波器电路，对于抑制中波段的高频噪声干扰很有效。低频干扰电压滤波器电路，对抑制因电源波形失真而含有较多高频谐波的干扰很有效。

（2）直流电源输出的滤波器 直流电源往往是几个电路公用的，为削弱公共电源在电路间形成的干扰耦合，对直流供电输出需加高、低频滤波器。

（3）去耦滤波器 当一个直流电源同时为几个电路供电时，为了避免通过电源内阻造成几个电路之间互相干扰，应在每个电路的直流电源进线与地与地之间加π型RC或LC滤波器。 43．简述伺服系统的工作原理？（P163）

答：伺服系统是一种反馈控制系统，它以指令脉冲作为输入给定值，与输出被控量进行比较，利用比较后产生的偏差值对系统进行自动调节，以消除偏差，使被控量跟踪给定值。

伺服系统与CNC位置控制部分构成位置伺服系统，主要有两种，既进给驱动系统和主轴驱动系统。前者是控制机床各坐标的进给运动，后者是控制机床主轴的旋转运动。不论是进给驱动还是主轴驱动，根据电气控制原理都可分为直流驱动和交流驱动。直流驱动系统的优点是直流电动机具有良好的调速性能，易于调整。随着微电子技术的发展，交流伺服驱动系统中的电流环、速度环的反馈控制已全部数字化，系统的控制模型和动态补偿均由高速微处理器实时处理，增强了系统自诊断能力，提高了系统的速度和精度。 44．简述采用数控技术改造机床的适应性和特点？（P171）

答：采用数控技术改造机床的适应性和特点如下：

（1）减少投资，交货期短。由于只是局部改造，同购置新机床相比，改造费用明显降低。

（2）由于机床使用年代较长，机械性能稳定，但受机床机械结构的，不宜做突破性的改造。 （3）熟悉了解设备结构性能，便于操作维修。

（4）可充分利用现有的条件，因地制宜合理删选功能。可根据生产加工要求，灵活选取需要的功能进行改造，缩短改造周期，降低费用。

（5）及时采用新技术、缩短改造周期，降低费用。 五、论述题

45．何为机电一体化，机电一体化产品的主要特征有哪些？（P161）

答：机电一体化是传统工业被微电子技术逐步渗透过程所形成的一个新概念，它是微电子技术、机械技术相互交融的产物，是集多种技术为一体的一门新兴交叉学科。机电一体化不是机械技术与电子技术的简单叠加，而是为达到取长补短、相互补充的目的而将电子设备的信息处理功能和控制功能融合到机械装置中，使装置更具有系统性、完整性、科学性和先进性，机电一体化产品具有“技术”和“产品”的内容，是机械系统和微电子系统的有机结合，是赋予了新的功能和性能的新一代产品。

机电一体化产品是一个完整的系统，它的主要特征是：

（1）最佳化 随着电子技术的发展，为实现某一功能或某一控制规律的方案大大增多了。在产品设计时，可以使机械技术和电子技术有机的结合起来，以实现系统整体的最佳化。

（2）智能化 机电一体化产品可以按照预定的动作顺序或被控制的数学模型，有序地协调各相关机构的动作，达到最佳控制的目的。其控制系统大多数都具备自动控制、自动诊断、自动信息处理、自动修正检测等功能。 （3）柔性化 机电一体化产品往往只需通过软件改变指令，即可达到改变传动机构的运动规律，而无需改变硬件

机构。

46．试述振动测试器的使用方法？ （P137）

答：振动测试仪器的使用

（1）诊断前的准备 诊断前的准备工作应做好以下几点：1）设备特征的掌握；2）仪器的准备。选定测量仪时，应注意仪器的频率测定范围应和所测缺陷频率相适应；3）测定点的确定。

（2）测定和数据整理 首先用手持振动仪对各个点进行测定，并做好记录。测量时可根据需要使用记录装置保存所测得的振动信号，并记录测定时间、测定者、测定点、测定方向及测量仪器的各项测定值等，将已测得的振动值按每个轴承的方向进行整理。

（3）数据的判断 ： 1）简易判断 根据以振动频率及其振动值所做出的图形，观察是否有振动的绝对值比标准值高的地方，或者这次的测量值比以前的大，或比其他同规格的设备高，由此判断出轴承在哪个方向有异常问题。

2）精密诊断 简易判断只是判断一个大概的故障情况，还需要对振动进行详细的分析。采用频率分析仪对信号进行频谱分析，或进一步采用相位分析仪进行分析，可非常清楚地判断出引起异常振动的原因。 47．电气故障维修中，电气测量的方法和有哪些？非电量的电测法和特点有哪些？（P125） 答；电气的测量方法有以下几类：

（1）直接测量 这种测量结果可以从测量的数据中获得，按照度量器是否参与，又可分为直读法和比较法；比较法又可分为四种：插值法、零值法、替代法和重合法。

（2）间接测量 根据被测量与其他量的函数关系，先测得其他量，然后通过计算间接求得被测量。

（3）组合测量 在测量中，根据直接测量和间接测量所得的数据，通过解一组联立方程组求得未知数的大小，这类测量称为组合测量。

非电量的电测法是用电测技术对非电量进行测量，非电测系统主要由传感器、测量电路、信息处理及显示装置组成，在不需要显示的保护、计量和控制系统中，显示装置可被执行机构所代替。

传感器可将接收的信号一般变成电信号。从传递信号连续性的观点来看，信号的表示方法可以分为模拟信号、开关信号、数字信号和调制信号。

模拟信号在时间上是连续的，通常采用模拟或电子计算装置来对这种信号进行处理。

数字信号是以离散形式表现出来的，这种离散信号的幅值是用按一定编码规律的组合。将连续信号转变为离散信号时，必须加以数量化。

调制信号是以不连续——连续方式表现的。复原调制的信号称为解调。从这个观点来看，电测仪表可看成解调器，而传感器可看作是解调器。 、简答题

41．工业控制机的组成和分类有哪些？（P144）

答：工业控制机由一次设备部分和工业控制机系统组成。

1）一次设备通常由被控对象，变送器和执行机构组成。2）工业控制机系统包括硬件系统和软件系统。

常见的工业控制机系统通常分为分散型控制系统、可编程序控制器、STD总线工业控制机、工业PC、模块化控制系统和智能调节控制仪表等。

42．常用抗干扰技术的种类有哪些？（P153） 答： 常用抗干扰技术的种类有以下几种：

（1）屏蔽 常用的屏蔽有：静电屏蔽、电磁屏蔽、低频屏蔽和驱动屏蔽。 （2）接地 利用接地技术可抑制噪声干扰。

（3）滤波器 常用的滤波器有交流电源进线的滤波器、直流电源输出的滤波器和去耦滤波器。 （4）光电耦合器件 使用光电耦合器件是切断环流电路干扰的有效方法。

（5）脉冲电路的噪声抑制 常采用脉冲干扰隔离门、积分电路和相关量的利用来抑制脉冲电路的噪声。 43．简述各种数控方案改造的适应性和特点？ （P171）

答：经济型数控机床的改造主要采用国产经济型抵档数控系统，对普通机床进行改造，费用较低，简便宜行，一般用于中、小型车床和铣床的数控改造。

（1）旧数控机床的再生改造主要是对早期生产的数控机床进行改造。由于此类机床的数控系统早已被淘汰，可根据原数控机床的机械结构状况和驱动要求的大小，采用新数控系统进行改造，恢复并改进原数控机床的功能。

（2）数控专用机的改造主要是针对某些有特殊工艺要求的设备。可在原有普通设备上增加数控系统及有关控制部件，并结合组合机床设计方案，进行数控专机改造。

（3）数显改造机床。在普通机床上安装数显位置检测装置，实现零件加工过程的动态检测功能。它是一种费用小、见效快，改装技术要求不高，应用较普遍的改造方案。

（4）PLC改造设备控制是指采用PLC可编程序控制器替换远设备控制中庞大而复杂的继电器控制装置。它适用于各种机械设备的控制，不仅大大缩小了控制装置，而且提高了控制系统的可靠性。

（5）变频器改造设备调速系统，采用交流变频器替代原设备中直流调速或其他电动机调速的方案，不仅提高了调速性能，而且降低了电能消耗，有一定的节能效益。 44．电气控制原理图设计的基本步骤和方法？（P170）

答：电气控制原理图设计要体现设计的各项性能指标、功能，它也是电气工艺设计和编制各种技术资料的依据。其基本步骤如下：

（1）根据选定的控制方案及方式设计系统原理图，拟订出各部分的主要技术要求和技术参数。

（2）根据各部分的要求，设计电气原理框图及各部分单元电路。对于每一部分的设计总是按主电路→控制电路→连锁与保护→总体检查的顺序进行的，最后经反复修改与完善，完成设计。

（3）按系统框图结构将各部分连成一个整体，绘制系统原理图，在系统原理图的基础上进行必要的短路电流计算，根据需要计算出相应的参数。

（4）根据计算数据正确选用电气元器件，必要时应进行动稳定和热稳定校验，最后制订元器件型号、规格、目录清单。 五、论述题

45．机电一体化的相关技术包括哪些内容？ （P162）

答：机电一体化是多学科领域综合交叉的技术密集型系统工程。它包含了机械技术、计算机与信息处理技术、系统技术、自动控制技术、传感与检测技术、伺服传动技术。

（1）机械技术 机械技术是机电一体化的基础，它把其他高新技术与机电一体化技术相结合，实现结构、材料、性能上的变更，从而满足减小质量和体积、提高精度和刚性、改善功能和性能的要求。

（2）计算机与信息处理技术 计算机是实现信息处理的工具。在机电一体化系统中，计算机与信息处理部分控制着整个系统的运行，直接影响到系统工作的效率和质量。

（3）系统技术 系统技术是从全面的角度和系统的目标出发，以整体的概念组织应用各种相关技术，将总体分解成相互联系的若干个功能单元，找出可以实现的技术方案。

（4）自动控制技术 自动控制技术的内容广泛，它包括高精度定位、自适应、自诊断、校正、补偿、再现、检索等控制。

（5）传感与检测技术 传感与检测是系统的感受器官，是将被测量的信号变换成系统可以识别的，具有确定对应关系的有用信号。

（6）伺服传动技术 伺服传动是由计算机通过接口与电动、气动、液压等类型的传动装置相连接，从而

实现各种运动的技术。

46．复杂设备电气故障诊断的步骤有哪些？（P128）

答：复杂设备电气故障诊断步骤如下：

各类复杂设备电气故障一般诊断步骤为:症状分析→设备检查→故障部位的确定→线路检查→更换或修理→修后性能检查。

（1）:症状分析 症状分析是对有可能存在的有关故障原始状态的信息进行收集和判断的过程。在故障迹象受到干扰之前，对所有信息都应进行仔细分析，这些原始信息一般可从以下几个方面获得：

1）访问操作人员 访问操作人员获得设备使用及变化过程、损坏或失灵前后情况的第一手资料。

2）观察和初步检查 观察和初步检查的内容包括检查检测装置、检查操作开关的位置以及控制机构、调整装置及联锁信号装置等。

3）开动设备 一般情况下应要求操作人员按正常操作程序开动设备。

（2）设备检查 根据症状分析中得到的初步结论和疑问，对设备进行更详细的检查特别是那些被认为最有可能存在故障的区域。要注意在这个阶段应尽量避免对设备做不必要的拆卸，同时应防止引起更多的故障。

（3）故障部位的确定 维修人员必须全面掌握系统的控制原理和结构。如果缺少系统的诊断资料，就需要维修人员正确地将整个设备或控制系统划分成若干个功能块，检查功能块的输入和输出是否正常。进一步检查功能块内部的问题。

确定系统故障的方法有很多，采用哪种方法合理要依照系统的结构来定。由于复杂设备的系统错综复杂，一般

不可能只用哪一种方法，往往要使用多种方法来综合分析。

（4）线路的检查和更换、修理 线路的检查和更换、修理这两个步骤是密切相关的，线路检查可以采用与故障部位确定相似的方法进行，首先找出有故障的组件或可更换的元件，然后进行有效的修理。

一般来说，当停机损失较大时，维修人员可以用组件、部件、插板等备件来替换有故障的部分，不在现场做进一步的修理。

（5）修后性能检查 修理完成后，维修人员应进行进一步的检查，以证实故障确实已经排除，设备能够运行良好。然后由操作人员来考察设备，以确定设备运转正常。

47．DK7705型线切割机床改造后进行调试时，控制精度的检验和加工精度的检测如何进行。（P77）

答：(1)控制精度的检验

控制精度是指机床三个坐标轴在数控系统的控制下,运动所能达到的位置精度,并以此来判断加工零件时所能达到的精度。检测工具有光学尺,量块,千分尺等,测量仪器的精度等级必须比被测的精度高1～2个等级。然后依照国家标准GB/T 7926-1987《电火花线切切割机精度》对机床的定位精度,重复定位精度,失动量等指标进行检测。

(2)加工精度的检测

在国家标准GB/T 7926-1987《电火花线切割机精度》中也规定了加工精度的标准。需要强调的是机床的工作环境应符合规定,工件选择热处理变形小,淬透性好的材料(如Cr12,Cr12MoV),仪器及量具均在检定的有效期内,检验者应熟悉量具的使用及标准的含义.改造机床的系统故障明显减少,稳定性,加工精度,加工效率明显提高,机床的功能比过去更多。

高级技师考试题库（二）附答案

1.如何测绘安装接线图

答：具体的测绘的内容分别为：测绘安装接线图，首先将配电箱内外的各个电器部件的分布和物理位置画出来，其中数控系统和伺服装置分别用一框单元代替，找出各方框单元的输入、输出信号、信号的流向及各方框的相互关系。 2. 什么是故障诊断流程图。

答：复杂设备电气故障的诊断由高级技师利用专业知识和经验，详细分解一系列的步骤，并确定诊断顺序流程，这种以流程形式出现的诊断步骤称为故障诊断流程图。

3. 如图所示求出运放A1、A2的输出电压U01、U02 4. 说明变频器的测量电路中输出电流表如何选择，为什么。

答：变频器的输出电流与电动机铜损引起的温升有关，仪表的选择应能精确测量出其畸变电流波形的有效值，可以使用热电系电流表，但必须小心操作，而使用动铁式仪表是最佳的选择。

5. 编写数控机床一般电器检修工艺前的注意事项中，写出检测维护直流伺服电动机的工艺要求。

答：检查各电动机的连接插头是否松动，对直流伺服电动机的电刷、换向器进行检查、调整或更换，如果电刷已磨损一半，要更换新电刷，更换前应将电刷架及换向器表面的电刷粉清理干净，并将换向器表面的腐蚀痕迹处理好。 1. 绘图说明典型工业机控制机的闭环控制系统。

2. 当配电变压器三相输出电压不平衡率大于3%时为什么会对系统产生不良影响。

答：当配电变压器三相输出电压不平衡率大于3%时，变频器的输入电流的峰值很大，则会造成连接变频器的电线过热，变频器过压或过流，可能会损坏整流二极管及电解电容器。此时需要增加交流电抗器，特别是变压器采用Y形接法时，过压、过流现象更为严重，除在交流侧加装交流电抗器外，还需要在直流侧加装直流电抗器。

3. 编写数控机床一般电气检修工艺前的注意事项中，写出检测维护各功能模块使用的存储器后备电池的工艺要求。

答：检测各功能模块使用的存储器后备电池的电压是否正常。在一般情况下，即电池未失效，也应每年更换一次，以确保系统正常工作。更换电池应在CNC装置通电情况下进行，以防更换时丢失信息。 4．“在线”故障检测时应注意什么。

答：检测时应注意，由于在线测试的复杂性，对于异步逻辑、器件上接有电抗或晶体类元件、线与和线或逻辑、总线竞争等情况，可能导致将好器件误判为坏器件。一般来说通过功能测试的器件基本是好的，未通过测试的器件不一定是坏的，需要进一步分析判断。 1. 画出两输入方向比例积分运算放大器并说明在控制系统中做什么装置。 五、综合题

1．某专用数控铣床Z轴出现位置报警问题如何解决。

答：1)、机床所出现的问题：此专用数控铣床的Z轴是一个不参与差补运动的轴，在工作中只起移定位作用。位置控制是由直线光反馈到数控系统实现闭环控制。这个轴在运行时出现报警，通过查阅数控系统说明书可知，报警信息提示为：实际到达位置与目标到达位置距离超限。

2)、问题分析解决：此机床数控系统由参数将Z轴设定为工作方式。这种方式定位过程分为几个阶段：到达目标前的a点开始减速；到达b点时使伺服电动机停止转动；工作台因惯性作用沿Z轴继续走一段停止。选择合适的a、b值，可使工作台刚好停止在目标位置O点。随着导轨等部分的机械磨损，阻力变大，原来的设置对的参数就不能保证工作台可靠地停在目标位置了。解决问题的方法，一是请机修人员修理机械部分，恢复原来的机械特性；二是重新调整数控系统的参数值a、b，使系统适应变化了的机械特性。 由此可见闭环控制系统中机床或机床的一部分既是控制对象，又是整个系统中重要的一环。控制系统出问题，不只是控制系统电气部分的问题，这是一个包括机械、电气等在内的综合性问题，应从工艺、机械、电气等方面综合考虑，分析原因，找出最佳方案进行解决。

2．电气控制设计的一般程序。 答：1。拟定设计任务书

在电气设计任务书中，除简要说明设计任务的用途、工艺过程、动作要求、传动参数、工作条件外，还应说明以下技术经济指标及要求：

1).电气传动基本要求及控制精度；2)。项目成本及经费限额；3)。设备布局、控制柜(箱)、操作台的布置、照明、信号指示、报警方式等的要求；4)。工期、验收标准及验收方式； 2．选择拖动方案与控制方式

电力拖动方案与控制方式的确定是设计的重要部分，设计方案确定后，可进一步选择电动机的容量、类型、结构形式以及数量等。在确定控制方案时，应尽量采用新技术、新器件和新的控制方式。 3．设计电气控制原理图、选用元件、编制元件目录清单。 4．设计电气施工图，并以此为依据编制各种材料定额清单。 5．编写设计说明书。

3测绘说明LJ-20型CNC装置的组成。

1. 复杂设备电气故障诊断分那些步骤进行，各环节应注意什么。

答：设备电气故障的一般诊断顺序为：症状分析----设备检查----故障部分的确定----线路检查-----更换或修理-----修后性能检查。1、症状分析，症状分析是对所有可能存在的有关故障原始状态的信息进行收集和判断的过程，在故障迹象受到干扰以前，对所有信息都应进行仔细分析。2、设备检查，根据症状分析中得到的初步结论和疑问，对设备进行更详细的检查，特别是那些被认为最有可能存在故障的区域。要注意这个阶段应尽量避免对设备做不必要的拆卸上，同时应防止引起更多的故障。3、故障部位的确定，维修人员必须掌握全面掌握系统的控制原理和结构。如缺少系统的诊断资料，就需要维修人员正确地将整个设备或控制系统划分若干功能块，然后检查这些功能块的输入和输出是否正常。4、线路检查和更换、修理，这两步是密切相关的，线路检查可以采用与故障部位确定相似的方法进行，首先找出有故障的组件或可更换的元件，然后进行有效的修理。5、修理后性能检查，修理完成后，维修人员应进一步的检查，

以证实故障确实已排除，设备能够运行良好。

2. 普通XA1632铣床选择SINUMERK802S数控系统，改造后怎样完成改造后的调试以达到改造要求，。 答：机床改造后的调试： ( 1)试车前的检查

1) 按照接线图检查电源线和接地线是否可靠，主线路和控制线路连接是否正确，绝缘是否良好，各开关是否在“0”位，插头及各接插件是否全部插紧。

2) 检查机床工作台、主轴等部件的位置是否合适，防止通电发生碰撞。 (2)通电试车

在确认试车前的检查工作正确无误后，即可通电。

1)、切断断路器QF1、QF2、QF3、QF4，合上电源开关，观察是否有异常响声和异味，测量断路器端电压和变压器T1、T2上的电压应在允许的范围内。

2)、合上断路器QF3，NC数控系统供电，观察ECU单元面板上上的状态指示发光二极管LED上的颜色，红色灯亮表示ECU出现故障，并在屏幕上显示报警信息，绿色灯亮表示电源正常供电。

3)、设定系统参数，机床数据和设定数据用名称和序号来标志并显示在屏幕上。

4)、根据步进电动机的型号选择开关DLL，接通24V电源，通过系统启动给出“便能”信号。注意：如果设定的电流相对于所选的电动机太大，则电动机可能因为过热而损坏。

5)、合上断路器QF1、QF2，检查主轴电动机的正转、反转、停止是否正常，并通过输入程序自动空转机床。 6)、控制精度检查。包括定位精度、重复定位精度、失动量等精度的检查。

7)、调试结束后，为了保护调试时所设定的数据，必须把数据保护起来，调到保护级7(最终用户)。 3. 如图所示，龙门刨刀头顺序控制部分梯形图，请编写程序语句。 1． LD 00 2． OUT 100 3． LD 03 4． AND 31 5． OR 32 6． AND 33 7．AND 100 8．OUT 32 9． LD 04 10．AND 32 11．ANI 34 12 AND 100 13．OUT 34 14．END

1. 复杂设备电气故障的诊断方法中常用的诊断方法有那些。

答：1、控制装置自诊断法。大型的CNC、PLC以及计算机装置都配有故障诊断系统，由开关、传感器把油位、油压、温度、电流等状态信息设置成数百个报警提示，用以诊断故障的部位和地点。2、常规检查法。依靠人的感觉器官并借助一些简单的仪器来寻找故障的原因。3、机、电、液综合分析法。因为复杂设备往往是机、电、液一体化的产品，所以对其故障的分析也要从机、电、液不同的角度对同一故障进行分析，可避免片面性，少走弯路。4、备件替换法。将其有同样功能的两块板互相交换，观察故障现象是否转移还是依旧，来判断被怀疑板有无故障。5、电路板参数测试对比法。系统发生故障后，采用常规电工检测仪器、仪表，按系统电路图及设备电路图，甚至在没有电路图的情况下，对可疑部分的电压、电流、脉冲信号、电阻值等进行实际测量，并与正常值和正常波形进行比较。6、更新建立法，当控制系统由于电网干扰或其他偶然原因发生异常或死机时，可先关机然后重新启动，必要时，需要清除有关内存区的数据，待重新启动后对控制参数重新设置，可排除故障。7、升温试验法。因设备运行时间较长或环境温度较高出现的软故障，可用电热吹风或红外线灯直接对准可疑电路板或组件进行加温。通过人为升温加速温度性能差的元器件性能恶化，使故障现象明显化，从而有利于检测出有问题的组件或元器件。8、拉偏电源法，有些软故障与外界电网电压波动有关。人为调高或调低电源电压，模似恶劣的条件会让故障容易暴露。9、分段淘汰法，有时系统故障链很长。可以从故障链的中部开始分段查。查到故障在哪一半中，可以继续用分段淘汰法查，加快故障的排查速度。

10、隔离法，将某部分控制电路断开或切断某些部件的电源，从而达到缩小故障范围的目的。但是许多复杂设备的电气控制系统反馈

复杂，采用隔离法时应充分考虑其后果，并采取必要的防范措施。11、原理分析法。根据控制系统的组成原理，通过追踪故障与故障相关联的信号，进行分析判断，直至找出故障原因。

2. 有一个凸轮精磨床在使用中出现了零件尺寸不稳定，甚至在磨一根轴上相邻两个相同的凸轮时尺寸也相差很多，分析引起这样故障的原因。

答:1)可能引起故障的原因：1、工艺及调整方面A、修正量补偿与锥度补偿配合不良。B、定位键槽尺寸不合适。C、顶尖孔几何形状不好。D、砂轮质量差。E、磨削各个阶段进给量不合适或缺少光磨阶段。F、中心架未调好。2、机械方面 A、砂轮架滑台阻力过大，引起爬行。B、砂轮主轴间隙过大。C、凸轮靠模机构拉力不够或摇架支撑不牢。D、砂轮修正器进给部分阻力太大或有死点。3、电气方面 A、数控系统有关砂轮进给、砂轮修整器部分的电路、部件的电路、部件有接触不良等故障。B、砂轮架进给轴位置反馈装置或电路有故障。4、检查、区分的方法和步骤这包含了工艺、机械、电气等几个方面的综合性问题。对于这样的问题，把它按实际情况划分若干小块后可使问题简化。

3. 电气控制原理图设计的基本步骤和方法，若要求三台电动机按M1、M2、M3顺序启动按M3、M2、M1顺序停止设计出电气控制原理图。（按扭控制）请设计出一个电气控制原理图。

答：电气控制原理图设计要体现设计的各项性能指标、功能，它也是电气工艺设计和编制各种技术资料的依据。其基本步骤如下： 1. 根据选定的控制方案及方式设计系统原理图，拟订出各部分的主要技术要求和技术参数。

2. 根据各部分的要求，设计电气原理框图及各部分单元电路，对于每一部分的设计总是按主电路-----控制电路----联锁与保护-----总体检查的顺序进行的，最后经过反复修改与完善，完成设计。

3. 按系统框图将各部分连接成一个整体，绘制系统原理图，在系统原理图的基础上，进行必要的短路电流计算，根据需要计算出相应的参数。

4. 根据计算数据正确选用电气元器件，必要时应进行动稳定和热稳定校验，最后制订元器件型号、规格、目录清单。 3、下图是一个位置控制的梯形图，请编写出程序语句。 1． LD 00 2． OUT 100 3． LD 01 4． OR 30 5． ANI 31 6． AND 100 7． OUT 30 8． LD 02 9． AND 30 10．OR 31 11．ANI 32 12 AND 100 13．OUT 31 14．END

１． 绘图说明收敛型、直线型、扩散型，系统结构各适应哪些诊断方法

答：1、直线型结构 如图所示。这种类型的结构系统特别适合用分段淘汰法进行故障诊断。维修人员在系统大致中间的位置选择一个测试点，例如图中的A点通过检查确定故障是在这点的前面还是后面。例如A点输出不正常，则寻找范围就会缩小到功能模块F1和F2，然后进一步在测试点B处进行测试，就会查出有故障和功能块。在使用这种方法时，必须考虑到系统中是否有反馈，是否有连锁电路，以及它们对诊断会产生哪些影响。只有排除这些影响后，诊断才能正常进行，结果才有可能是正确的。 2、扩散型结构。如图所示，用以下方法对这种类型的结构系统进行故障诊断。

1)、推理分析法。假如四个输出功能块有三个工作正常，只有一个不正常，可以推断故障出在这个不能正常工作的功能块里。假如四个输出功能块都不正常，那么故障在功能块F1里的可能性最大。

2)、测量试验法。通过对测试点A的输出进行测量，可以判断出功能块F1是否正常。找出了有故障的功能块后，应进一步在功能块内部采用系统试验法来确定有故障的线路或组件。

上述方法同样必须对任何可能存在的反馈或连锁加以考虑。

3)、收剑型结构。如图所示，这种结构分A型和B型两种。A型收剑型结构如图A所示它的作用如同一个“与”门逻辑电路为了使系统工作，功能块F4必须正确地全部接收来自F1~F3的输入，经过处理后用一个合成信号传送给功能块F5。对于这样一个系统。必须对F1~F3的输出进行检测。假如其中任何一个功能块失灵系统就不能正常工作，需进一步对不正常的功能块进行检查。如果三个功能块

都是正常的则可进一步用分段淘汰法对系统的直线部分进行检查。B型收剑型结构，如图B所示，它的作用如同一个“或”门逻辑电路，系统工作依赖于功能块F1~F3中任何一个或预定的一个组块的正确输出。诊断方法与A型收剑型结构的方法相同，但维修人员必须知道，在某种条件下功能模块F1~F3中的哪一个输出应该有效。

对于复杂设备的控制系统，极少有符合前面所述的任何一种结构，它们的结构形式非常复杂，而且有相当复杂的反馈和连锁关系。但是任何复杂的结构，都是由许多不同的基本结构组合而成的，经过仔细的分析，就能将它们划分为若干个由各种功能块组成的较为简单的基本结构，维修人员就能够采用不同的诊断方法去查出故障。

２． 分析下图是什么调速系统，有什么缺点，在图中画出引入电流截止负反馈改进电路。

１． 如图所示，锯齿同步信号的触发电路，试问：锯齿波是怎样形成的？此电路如何进行移相控制？ 答：锯齿波有形成：

当同步变压器副边电压U2正半周时，U2数值大于电容两端电压(UC)时通过二极管V4对电容C充电，充电常数很短，很快充满U2，此时U2开始下降，而电容两端电压不能突变，二极管V4承受反向电压而截止，电容通过R1放电直到下一个U2的数值大于电容两端的电压UC时对电容重新充电再放电，周而复始在R1UC两端形成锯齿波。

锯齿波电压使V3和T管截止(反向偏置而控制电压加在T(PNP)管的发射极使其正向偏置，当控制电压UK大于锯齿波UC时，T导通其集电极脉冲变压器二次输出脉冲，当UK小于锯齿波电压时，T管截止，只要改变控制电压的大小，可改变T管导通的时刻，就可实现脉冲移相控制。

１． 复杂设备电气故障的诊断方法中常用的诊断方法有那些。

答：1、控制装置自诊断法。大型的CNC、PLC以及计算机装置都配有故障诊断系统，由开关、传感器把油位、油压、温度、电流等状态信息设置成数百个报警提示，用以诊断故障的部位和地点。2、常规检查法。依靠人的感觉器官并借助一些简单的仪器来寻找故障的原因。3、机、电、液综合分析法。因为复杂设备往往是机、电、液一体化的产品，所以对其故障的分析也要从机、电、液不同的角度对同一故障进行分析，可避免片面性，少走弯路。4、备件替换法。将其有同样功能的两块板互相交换，观察故障现象是否转移还是依旧，来判断被怀疑板有无故障。5、电路板参数测试对比法。系统发生故障后，采用常规电工检测仪器、仪表，按系统电路图及设备电路图，甚至在没有电路图的情况下，对可疑部分的电压、电流、脉冲信号、电阻值等进行实际测量，并与正常值和正常波形进行比较。6、更新建立法，当控制系统由于电网干扰或其他偶然原因发生异常或死机时，可先关机然后重新启动，必要时，需要清除有关内存区的数据，待重新启动后对控制参数重新设置，可排除故障。7、升温试验法。因设备运行时间较长或环境温度较高出现的软故障，可用电热吹风或红外线灯直接对准可疑电路板或组件进行加温。通过人为升温加速温度性能差的元器件性能恶化，使故障现象明显化，从而有利于检测出有问题的组件或元器件。8、拉偏电源法，有些软故障与外界电网电压波动有关。人为调高或调低电源电压，模似恶劣的条件会让故障容易暴露。9、分段淘汰法，有时系统故障链很长。可以从故障链的中部开始分段查。查到故障在哪一半中，可以继续用分段淘汰法查，加快故障的排查速度。10、隔离法，将某部分控制电路断开或切断某些部件的电源，从而达到缩小故障范围的目的。但是许多复杂设备的电气控制系统反馈复杂，采用隔离法时应充分考虑其后果，并采取必要的防范措施。11、原理分析法。根据控制系统的组成原理，通过追踪故障与故障相关联的信号，进行分析判断，直至找出故障原因。 2．什么叫逆变？逆变的原因有哪些？防止逆变的措施有哪些？

答文:＊＊变流器逆变工作时，一旦发生换相失败，外接的直流电源就会通过晶闸管电路形成短路，或者是整流桥的输出平均电压和直流电源变成顺向串联，由于逆变电路的内阻很小，形成很大的短电流，这种情况称为逆变．逆变的原因有：

（１）触发电路不可靠．触发电路不能适时地、准确地给各晶闸管分配脉冲，如脉冲丢失、脉冲延迟等，致使晶闸管工作失常．（２）晶闸管发生故障．在应该阻断期间，元件失去阻断能力，或在应该导通时，元件不能导通． （３）交流电源发生异常现象，指在逆变工作时，交变电源突然断电、缺相或电压过低等现象。

（４）换相的裕量角Ｑ太小，逆变工作时，必须满足β>βmin的关系，并且留有裕量角Ｑ，以保证所有的脉冲都不会进入βmin范围内。

防止逆变的措施有：（１）选用可靠的触发器．（２）正确选择晶闸管的参数．（３）采取措施，晶闸管的电压上升率和电流上升率，以免发生误导通．（４）逆变角β不能太小，在一个允许的角度内．（５）装设快速熔断器快速开关，进行过流保护．