北京市中级职称考试-电气基础与实务问答题.doc

1PLC逻辑控制和继电器逻辑控制？各自的优缺点是什么？适用场合是什么？ PLC优点： 1).可靠性高，抗干扰能力强；2).通用性强，控制程序可变，使用方便；3).功能强，适应面广；4).编程简单，容易掌握；5).减少了控制系统的设计及施工的工作量，易于维护；6).体积小、重量轻、功耗低、维 护方便。缺点：不能用于主电路的断路器，只能进行逻辑控制。PLC的应用领域: 开关量逻辑控制、工业过程控制、运动控制、数据处理、通信及联网； o注意事项：PLC要求环境温度在055C；空气的相对湿度应小于85%；避免振动频率为1055Hz的频繁或连续振动，当使用环境不可避免震动时，必须采取减震措施；避免有腐蚀和易燃的气体；避免纹波对PLC接受信息的影响。1）工作环境：包括温度、湿度、震动、空气、电源要满足PLC要求；（2） 严格控制系统中干扰及其来源；（3） 采取合理的抗干扰措施：A 电源合理处理，抑制电网引入的干扰；B 动力线、控制线、I/O线尽量分开布置；C 远离强干扰源；D. 输入接线不要太长；E. 正确选择接地，完善接地系统。 继电器逻辑控制优点：利用继电器实现电动机和其它生产设备的控制和保护；特点：小电流控制大电流，省力、安全，避免电弧对人的伤害；开断迅速可靠；易于实现继电保护；加装各种检测控制开关或信号开关，实现自动化控制。缺点：机械触电多，接线复杂，可靠性低、功耗高、通用性和灵活性差。 PLC的主要功能：逻辑控制；定时控制；计数控制；步进顺序控制；对控制系统的监控；数据处理；通信和联网；输入输出接口的调理功能；人机界面功能。 PLC的主要特点：可靠性高，抗干扰能力强；通用性强，易于扩容；指令系统简单、编程简单易学、且容易掌握；维护工作量少，现场接线方便；模块化结构，结构紧密，体积小，重量轻，功耗低。 2什么是EMI 和EMC，怎样才能分别做好EMI和EMC？ EMC：电磁兼容性是指设备或系统在其电磁环境中符合要求运行并不对其环境中的任何设备产生无法忍受的电磁干扰的能力。提高电磁兼容性的措施：使用完善的屏蔽体防止外部辐射进入本系统，也可防止本系统的干扰能量向外辐射。设计合理的接地系统，小信号、大信号和产生干扰的电路尽量分开接地，接地电阻尽可能小。使用合适的滤波技术，尽量减小漏电损耗。使用限幅技术，限幅电平应高于工作电平，并且应双向限幅。正确选用连接电缆和布线方式，必要时可用光缆代替长电缆。采用平衡差动电路、整形电路、积分电路和选通电路等技术，系统频率分配要恰当。当一个系统中有多个主频信号工作时，尽量使各信号频率避开，甚至避开对方的谐振频率。共用走廊的各种设备，在条件许可时，应保持较大的隔距，以减轻相互之间的影响。EMI(Electro Magnetic Interference) 电磁干扰：电磁波会与电子元件作用，产生干扰现象，称为EMI，EMI包括传导、辐射、谐波等等。 消除电磁干扰的措施：(1)利用屏蔽技术减少电磁干扰；(2)利用接地技术消除电磁干扰；(3)利用布线技术改善电 磁干扰；(4)利用滤波技术降低电磁干扰；(5)使用磁环对干扰进行抑制照明线、电机反馈、系统电源线现场的干 扰；(6) 根据干扰信号的频率特点选择:磁环材料。 1 / 8 3.接地方式有哪几种？接地作用是什么？有什么技术要求？ 接地的功能决定于接地的性质，原则上是将被接地部位与“地”等电位。设计中的接地是将欲接地部位经接地线、接地体（极）与大地连接起来。接地分为正常接地和故障接地。正常接地又分为工作接地和安全接地。工作接地指正常情况下有电流流过，利用大地代替导线的接地，以及正常情况下没有或只有很小不平衡电流流过，用以维持系统安全运行的接地。安全接地是正常情况下没有电流流过的用以防止发生事故的接地，如防止触电的保护接地、防雷接地、防静电接地、防感应接地、等电位接地等。故障接地是指带电体与大地之间的意外连接，如对地短路等。 接地的主要作用是：(1)防止电气设备异常带电（如漏电）时带上危险电压，以防止触电及防止由放电引起爆炸和火灾；(2)在系统发生PE线或PEN断线等故障时，减轻危险性，保障人身安全和设备安全；(3)等化系统内各点之间的电位，防止相互间发生火花放电，最大限度减轻各种雷击、有害静电及感应电的危险；(4)采用各种等化电位的措施，是电子设备得以在安全的环境中运行；(5)在利用大地作电气回路的场合，通过接地连成回路。 接地应注意的问题：(1)所用材料合格、标志合格、连接可靠（如地下部分必须用搭焊焊接等）、防护完善；(2)接地电阻合格（如独立避雷针的冲击接地电阻应10W等）；(3)间距合格，如接地体（极）上端离地面深度一半不应小于0.6m；(4)用于不同目的的接地线应分别接到接地体（极）；(5)定期检查和测量接地电阻。电子设备接地的作用及其种类：电子设备接地的作用：（1）保证信号具有稳定的基准电位；（2）保证人身安全及设备安全；（3）防止产生静电，损坏设备，影响信号传输。（4）其它交、直流接地，保证电路需求。电子设备接地有如下四种：（1）信号接地；（2）功率接地；（3）保护接地；（4）防静电接地。 4. 接地在电路中的作用是什么？ （1）接地使整个电路系统中的所有单元电路都有一个公共的参考零电位，保证电路系统能稳定地工作。（2）防止外界电磁场的干扰。机壳接地可以使得由于静电感应而积累在机壳上的大量电荷通过大地泄放，否则这些电荷形成的高压可能引起设备内部的火花放电而造成干扰。另外，对于电路的屏蔽体，若选择合适的接地，也可获得良好的屏蔽效果。（3）保证安全工作。当发生直接雷电的电磁感应时，可避免电子设备的毁坏；当工频交流电源的输入电压因绝缘不良或其它原因直接与机壳相通时，可避免操作人员的触电事故发生。此外，很多医疗设备都与病人的人体直接相连，当机壳带有110V或220V电压时，将发生致命危险。 5.建筑配电有什么要求？ 建筑供配电的基本要求：安全、可靠、优质、经济、合理。安全：在电能的供应、分配和使用中应避免发生人身事故和设备事故，实现安全供电；可靠：在发电供电系统正常运行的情况下，应连续想客户供电，不得中断；优质：应满足用户对电能质量的要求，电能质量包括电压质量和频率质量；经济：供配电系统设计应采用符合现有国家标准的效率高、能耗低、性能先进的电气设备；合理：既要股权局部和当前的利益，又要有全局观点，按照统筹兼顾、保证重点、择优供应的原则，做好配电工作。 2 / 8 6.在进行继电器控制设计时，通常都需要画那几种图并简要说明各幅图的作用。 答：继电器控制设计时，通常需要画下列图纸，：（1） 电气原理图（主回路、辅助回路）；作用：用来表明设备的电气工作原理、各电气元件的作用及其相互关系的一种电气图。（2） 电气系统组件划分图；作用：显示系统组件间的结构关系。（3） 元器件布置图；作用：反应元器件在柜（箱）的位置。（4） 安装接线图；作用：指导组装人员进项正确安装和接线。（5）电气箱（柜）图；作用：反应箱（柜）体结构。（6） 控制面板和非标准件加工图等。作用：反应控制面板外观及大致尺寸及其非标准件的加工技术数据及其技术要求等。 7.简要说明工作中常见的变送器特点及其使用中的注意事项 压力变送器：是指以输出为标准信号的压力传感器，是一种接受压力变量按比例转换为标准输出信号的仪表。主 要特点：注意事项：压力变送器的压力接口不能泄露，确保量程及接线正确，外壳接地，避免有强电磁干扰。 一体化温度变送器一般由测温探头（热电偶或热电阻传感器）和两线制固体电子单元组成。采用固体模块形式将 测温探头直接安装在接线盒内，从而形成一体化的变送器。一体化温度变送器一般分为热电阻和热电偶型两种类 型。结构简单、节省引线、输出信号大、抗干扰能力强、线性好、显示仪表简单、固体模块抗震防潮、有反接保 护和限流保护、工作可靠等优点。注意事项：尽可能采用热电极较细、保护管直径较小的热电偶， 液位变送器：是对压力变送器技术的延伸和发展，根据不同比重的液体在不同高度所产生压力成线性关系的原理， 实现对水、油及糊状物的体积、液高、重量的准确测量和传送。安装简单、使用方便，互换能力强。适合容器内 液体介质的液位、界面的测量。 8.简述自己在能源管理中都采用哪些新技术，在工作中怎样实施有效能源管理？ 一、管理节能：提高能源的使用效率，从而达到节能降耗的目的。参照国家的能源管理体系对照实施，或者请专 业的咨询公司做诊断咨询。二、技术节能，参照同行业比较领先的企业对照学习，通过采用先进的节能技术，减 少能源浪费，达到节能目的。三、结构调整，综合企业战略和市场分析，优先安排能源、成本投入小效益高的产 品生产，减少消耗大、附加值小的产品生产，从结构上提高能源利用率。 9.电容型传感器和电感型的特点及应用？ 电容型传感器：把被测的机械量，如位移、压力等转换为电容量变化的传感器。它的敏感部分就是具有可变参数 的电容器。特点：高阻抗、小功率，输入力很小，输人能量低；温度稳定性好；结构简单，适应性强； 动态响应好；可以实现非接触测量，具有平均效应。不足：输出阻抗高，负载能力差；寄生电容影响大。 优点：电容式传感器的优点是结构简单,价格便宜，灵敏度高，零磁滞，真空兼容，过载能力强，动态响应特性 好和对高温、辐射、强振等恶劣条件的适应性强等。缺点：是输出有非线性，寄生电容和分布电容对灵敏度和测 量精度的影响较大，以及联接电路较复杂等。应用：电容式压力传感器、电容式加速传感器、差动式电容测厚传 感器、电容位移传感器、电容式水分检测传感器。 电感型传感器：电感式传感器是利用电磁感应把被测的物理量如位移，压力，流量，振动等转换成线圈的自感系 数和互感系数的变化，再由电路转换为电压或电流的变化量输出，实现非电量到电量的转换。特点：结构简单， 3 / 8 传感器无活动电触点，因此工作可靠寿命长。灵敏度和分辨力高，能测出0.01微米的位移变化；线性度和 重复性都比较好；动态响应快、易实现非接触测量。应用：适合用于酸类，碱类，氯化物，有机溶剂，液态 CO2，氨水，PVC粉料，灰料，油水界面等液位测量，目前在冶金、石油、化工、煤炭、水泥、粮食等行业中 应用广泛。 10.什么是功率因数补偿，常用的方法有哪些？ 电网中的电感性负荷需要向电力系统吸收有功功率和无功功率，在电网中安装并联电容器无功补偿设备，提供补偿感性负荷所消耗的无功功率，减少了电网电源侧向感性负荷提供及由线路输送的无功功率。减少无功功率在电网中的流动，可以降低输配电线路中变压器及母线因输送无功功率造成的电能损耗，这种措施称作功率因数补偿。无功补偿：提高电压质量；提高变压器的利用率，建设投资；减少用户用电支出；提高电力网传输能力。无功补偿方式：集中补偿、分散补偿、就地补偿。无功补偿方法：低压侧并联电容器；调相发电机；增加有源谐波滤波器；高压侧串联电抗器；并联电容器；调相发电机。 11.品质因数：表示一个储能器件（如电感线圈、电容等）、谐振电路中所储能量同每周期损耗能量之比的一种质 量指标；串联谐振回路中电抗元件的Q值等于它的电抗与其等效串联电阻的比值；元件的Q值愈大，用该元件 组成的电路或网络的选择性愈佳。提高措施：根据工作频率选择绕制线圈的导线。选用优质骨架，减少介质 损耗。选用带有磁心的电感线圈。合理选择屏蔽罩的尺寸。 13.阻抗匹配：选择适当的输入阻抗和输出阻抗，以获取最大的增益。 阻抗匹配的好处：对于电压放大级，提高输入阻抗可获取较高的信号电压，可降低对前级输出功率的要求，可 减小前级放大倍数的损失；对于电压放大级，降低输出阻抗可获取较大的带负载能力，可输出较高的信号电压； 对于功率放大，可获取最大的输出功率。 在放大电路的设计过程中选用阻抗匹配？提高输入阻抗的理由：减小信号源或前级内阻上的电压损失，以获得 较高的输入电压；减小输入电流，降低对减小信号源或前级的要求；作为前级的负载电阻，不太多降低前级的电 压放大倍数。降低输出阻抗的理由：保证足够的输出电压；允许输出电流大一些，保证足够的带负载能力。 提高输入阻抗的办法是：采用高输入阻抗的场效应管作输入级、采用深度串联负反馈、采用差动放大电路作输入 级、采用射极输出器做输入级。 14负反馈：取出输出量的一部分或全部，通过反馈电路，与输入信号进行比较、叠加的工作方式，使净输入信 号减弱的反馈称为负反馈。直流负反馈作用：稳定静态工作点和减小零点漂移，并防止产生非线性失真。在反馈 电路上串联电容可除去直流反馈。交流负反馈作用：提高放大倍数、输出量的稳定性。负反馈电路放大倍数的变 化率仅为无负反馈电路放大倍数的变化率的1/(1+AF)。通过输入信号与反馈信号的叠加，减小非线性失真。延 缓在低频区和高频区放大倍数下降的速度，扩展通频带。 15.在电子电路中正反馈的作用：正反馈是反馈信号与输入信号叠加，是输入信号增强的一种反馈。其主要作用 是构成振荡电路，即构成没有输入信号而保持输出的电路。在某些情况下，还能起增强输出信号的作用。 4 / 8 16稳定半导体放大电路工作主要措施：采用交流负反馈电路，包括电流串联负反馈电路、电压串联负反馈电 路、电压并联负反馈电路和电流并联负反馈电路；合理选择静态工作点，并采用直流负反馈，如采用共发射极 分压偏置放大电路，稳定静态工作点。稳定静态工作点的作用之一是防止非线性失真。采用差动电路作为输入 级，克服零点漂移。减小晶体管极间分布电容，扩展通频带，以减小频率失真。提高输入阻抗和减小输出阻 抗，以减小信号源波动和负载波动的影响。采用高质量稳压电源，以减小电源波动的影响。 采用交流负反馈电路其作用有三：提高放大倍数的稳定性。负反馈电路放大倍数的变化率仅为无负反馈电路放 大倍数的变化率的1/(1+AF)。通过输入信号与反馈信号的叠加，减小非线性失真。延缓在低频区和高频区放 大倍数下降的速度，扩展通频带。 17差分放大电路特点：(1)克服由温度变化、电源电压波动、元件老化等原因（属于缓变信号）引起的零点漂移，即当输入u=0时输出u0的现象；(2)由对称单元和深度交流电流负反馈抑制共模信号；(3)增大输入电阻。 io18.理想运算放大器有哪些主要特点： 集成运算放大器是一个高增益的、各级间直接耦合的、具有深度负反馈的多级合放大器。 其主要特点是：(1)差模开环放大倍数很大，多为11041107，一般当作无限大处理；(2)差模输入电阻很大，一般当作无限大处理； (3)输出电阻很小，一般当作零处理；(4)共模抑制比很大，一般当作无限大处理。分析集成运放电路时，可将两个输入端看作开路，也可看作短路，而且输入电流为零。 19一个实用的线性运算放大电路的放大倍数和哪些因素有关？线性运算放大电路应当闭环工作。这时的放大倍数应当是指闭环放大倍数。影响线性集成运算放大倍数最重要的因素是输入电阻和反馈电阻。线性集成运算的放大倍数还在一定程度上受到起性能参数的影响。例如，推算运算电路的放大倍数的前提是假定其开环放大倍数和输入电阻为无限大，而这是不可能的，这样的假定必然产生一定的偏差，影响到放大倍数。由于集成运放的输入失调电压不等于零，可产生额外输出，影响放大倍数。 20什么叫单片机？单片机的主要应用领域有哪些？ 单片机即单片微型计算机，是典型的嵌入式微控制器。单板机是把CPU、一定容量的ROM、RAM以及I/O接口电路等大规模集成电路芯片组装在一起，并配有简单外设如键盘、显示器构成的微机。其ROM、 RAM容量有限，接口电路也不多，适用于一般小系统。 单片机的特点：体积小，重量轻；可靠性高，运行速度快，抗干扰能力强；控制功能强，使用灵活，性价比高；易扩展，易于开发；受集成度限制，片内存储器容量较小。 通用型单片机是某类用途设计的。专用型单片机是针对一类产品甚至某一个产品设计生产的，如电子温度测量等。 21电桥的工作原埋是什么？按供电方式电桥可以分为哪几类？用于测量，电桥的优点? 电桥是把被测量参数与标准参量进行比较以实现电气测量的仪器。其中，平衡电桥用于测量技术；不平衡电桥用于检测技术。按按供电方式分直流电桥（含单臂电桥、双臂电桥）和交流电桥（含西林电桥、变压器电桥等）。电桥的优点是测量精度高，而且有利于实现自动控制。 5 / 8 22数字电路和模拟电路都有些什么区别？各自的应用场合是什么？ 数字电路和模拟电路都的区别：(1)输入信号和输出信号不同。模拟电子电路的信号是随时间连续变化的模拟信号，而数字电子电路的信号是不连续的脉冲信号或数字信号，数字电路最常见的就是两种状态，即高电平的1态和低电平的0态。(2)模拟电路主要研究电路的输出信号与输入信号之间大小、相位、失真的关系，数字电路则研究输出信号与输入信号之间逻辑关系。(3)模拟电路中的电子元件多工作在线性区，数字电路中的电子元件多工作在非线性区。例如，模拟电路中的三极管一般工作在放大区，而数字电路中的三极管基本上都工作在截止区和饱和区。(4)模拟电路中的运算采用十进制代数运算，而数字电路中的运算采用二进制、十六进制等进制的逻辑运算。应用：数字电路和模拟电路都可用于电子整机和自动控制系统，但前者用于模拟信号的处理，后者用于数字型号的处理。数字电路的精度更高，应用更广。 23正逻辑电路：正逻辑0态表示低电平状态，1态表示高电平状态；负逻辑0态表示高电平状态，1态表示低电平状态。正逻辑和负逻辑之间等效变换：加反相器即可实现正逻辑与负逻辑之间的变换。正逻辑的与门电路相当于负逻辑的或门电路，正逻辑的或门电路相当与负逻辑的与门电路。改变与、或门可实现正逻辑电路与负逻辑电路之间的变换。 24组合逻辑电路与时序逻辑电路各自的特点：组合逻辑电路的输入端、输出端都可以是变量的组合或单一变量。组合逻辑电路的输出仅仅决定于输入，而与电路初始状态无关。组合逻辑电路没有反馈通路，没有记忆元件。全加器、译码器、编码器等组合逻辑电路。时序逻辑电路的输入端、输出端也都可以是变量的组合或单一变量。时序逻辑电路的输出除决定于电路的输入外，还决定于电路原始状态，是具有记忆功能的组合逻辑电路。时序逻辑电路由组合逻辑电路和存储电路组成。计数器、寄存器、读/写存储器等都属于时序逻辑电路。 25说明目前常用的电光源有哪几种？电光源主要有哪些技术指标？ 按光源的性质，电光源分为热辐射光源、气体放电光源和半导体光源。热辐射光源是由电流通过钨丝使之升温达到白炽状态而发光，简单、发光效率低。气体放电光源是利用电极间气体放电产生可见光和紫外线，再由可见光和紫外线激发灯管或灯泡内壁上的荧光粉使之发光，发光效率可达白炽灯的3倍左右。半导体光源是利用半导体的光电效应发光，便于实现多种控制，发光效率不高。 照明指标：照（亮）度，单位lx；颜色，按色温分为暖、中间、冷三类；亮度对比，设计亮度宜高于周边亮度的3倍，局部最大亮度不高于平均亮度的10倍；眩光；照度均匀度，作业场所不宜小于0.7；反射比，顶棚最高，墙面次之，地面和设备最低。 26.同轴电缆的阻抗主要决定于：(1)绝缘材料的介电常数，介电常数增大，则电容增大，阻抗减小；(2)芯线直径，芯线直径增大，电容增大、芯线电阻减小，阻抗减小；(3)绝缘层外径（接地层内径），绝缘层外径增大，电容减小、电感增大、绝缘电阻增大，前者是主要的，阻抗增大；(4)芯线材料，影响芯线电阻的大小；(5)芯线截面形状，影响电容和电感；(6)芯线几何位置，影响电容；(7)绝缘材料的电阻率，影响泄漏电阻；(8)各种材料的磁性能，影响电感。 6 / 8 27 5A智能建筑与3A智能建筑？5A智能建筑与3A智能建筑都有哪些特点？ 所谓3A，是指智能大厦智能化构成的三大基本要素，即办公自动化（OA）、楼宇自动化（BA）和通信自动化（CA）。5A是在3A的基础上，将属于楼宇自动化（BA）范畴内的消防报警变换为消防自动化（FA），把保安监控（CCTV）变换成安全自动化（SA）而成的。建筑的特点：有先进的楼宇设备控制系统，可营造一种温馨、回归大自然的生活环境；有结构化布线系统，将整座大楼或整个小区的数据通信、语音通信、多媒体通信融为一体；有现代化的通讯系统，可满足现代信息社会高效率的工作需求；有强电设备和弱电系统进行统一监视和管理的集成平台，为住户提供良好的物业管理和一流服务。 28简述在电气电路设计过程中有哪些安全要求？ 符合性，达到各项设计指标；前瞻性，考虑到发展和更新的可能；现实性，充分利用现有资源；兼容性，与相关工程协调；经济性，综合考虑投资、运行费用等，获得最佳经济效果，投资回收期和内部收益率合理；可靠性，有足够抗干扰的能力，有必要的自检功能；安全性，具有预防事故发生和防止事故扩大的功能；维修性，维修方便；操作性，操作简单。 安全要求：尽量设计为本质安全型电路；短路保护（含速断保护和过电流保护）、过载保护、接地故障保护（含剩余电流保护）、断相保护、过电压保护（含浪涌电压保护）等保护完善；安全联锁可靠，防误操作性能好；操作简单、维修方便；电磁兼容指标高。 29.电光源分类及性能指标：根据光的产生原理，电光源主要分为两大类：一类是以热辐射作为光辐射原理的电光源，包括白炽灯和卤钨灯，它们都是以钨丝为辐射体，通电后使之达到白炽温度，产生热辐射。这种光源统称为热辐射光源。另一类是各种气体放电光源，它们主要以原子辐射形式产生光辐射。根据这些光源中气体的压力，又可分为低压气体放电光源和高压气体放电光源。性能指标：光通量：光源的光通量表征着光源的发光能力，是光源的重要性能指标。发光效率：光源的光通量输出与它取用的电功率之比称为光源的发光效率，简称光效。显色性：显色性是光源的一个重要性能指标。通常情况下光源用一般显色指数衡量其显色性，在对某些颜色有特殊要求时则应采用特殊显色指数。 30.电机变频调速主要有哪几种方式？变频调速有什么优点？适用场合是什么？ 电机变频调速主要方式：V/f协调控制、转差频率控制、矢量控制、直接转矩控制。 变频调速优点：1、无级调速2、启动电流小、起动转矩大3、调速精度高4、容易实现自动化控制5、效率高6、节能型调速。缺点：1、成本高2、产生谐波污染电网3、输出的PWM波，会造成电机、电缆的额外发热4、共模电压的产生有可能会降低电机轴的寿命。 利用变频器构成变频调速传动系统，一是为了满足提高劳动生产率、改善产品质量、提高设备自动化程度、提高生活质量及改善生活环境等要求；二是为了节约能源、降低生产成本。 7 / 8 31.信号的信息量与什么有关？如何计算？数字信号信息量的主要使用单位是什么？ 某一消息自信息量、离散信号源的平均信息量、连