工業(yè)自動化儀表與系統(tǒng)復習題集姓名_________________________地址_______________________________學號______________________-------------------------------密-------------------------封----------------------------線--------------------------1.請首先在試卷的標封處填寫您的姓名，身份證號和地址名稱。2.請仔細閱讀各種題目，在規(guī)定的位置填寫您的答案。一、選擇題1.工業(yè)自動化儀表的基本功能有哪些？

A.測量、顯示、控制

B.采集、傳輸、處理

C.輸入、輸出、轉換

D.以上都是

2.常見的模擬量輸入儀表有哪幾種？

A.電流輸入型

B.電壓輸入型

C.阻抗輸入型

D.以上都是

3.數(shù)字式顯示儀表的特點是什么？

A.高分辨率

B.高精度

C.可編程

D.以上都是

4.電動單元組合儀表由哪些部分組成？

A.傳感器、變送器、控制器

B.顯示器、控制器、執(zhí)行器

C.變送器、控制器、執(zhí)行器

D.傳感器、變送器、顯示器

5.常見的執(zhí)行器有哪些？

A.閥門

B.電機

C.壓力傳感器

D.以上都是

6.什么是PID控制？

A.比例控制

B.比例積分微分控制

C.積分控制

D.微分控制

7.儀表系統(tǒng)的調試包括哪些內容？

A.參數(shù)設置

B.系統(tǒng)聯(lián)調

C.故障排查

D.以上都是

8.儀表系統(tǒng)的安全防護有哪些措施？

A.防雷接地

B.防爆

C.防過載

D.以上都是

答案及解題思路：

1.答案：D

解題思路：工業(yè)自動化儀表需要完成測量、顯示、控制等基本功能，同時還要進行采集、傳輸、處理等操作。因此，答案為D。

2.答案：D

解題思路：常見的模擬量輸入儀表有電流輸入型、電壓輸入型、阻抗輸入型等。答案為D。

3.答案：D

解題思路：數(shù)字式顯示儀表具有高分辨率、高精度、可編程等特點。答案為D。

4.答案：C

解題思路：電動單元組合儀表主要由變送器、控制器、執(zhí)行器組成，以實現(xiàn)信號傳輸、處理和執(zhí)行等功能。答案為C。

5.答案：D

解題思路：常見的執(zhí)行器有閥門、電機、壓力傳感器等，用于實現(xiàn)工業(yè)自動化儀表的控制和調節(jié)。答案為D。

6.答案：B

解題思路：PID控制是比例積分微分控制，通過調節(jié)比例、積分、微分三個參數(shù)來實現(xiàn)控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性和響應速度。答案為B。

7.答案：D

解題思路：儀表系統(tǒng)的調試包括參數(shù)設置、系統(tǒng)聯(lián)調、故障排查等內容，以保證儀表系統(tǒng)正常運行。答案為D。

8.答案：D

解題思路：儀表系統(tǒng)的安全防護措施包括防雷接地、防爆、防過載等，以保障人員設備安全。答案為D。二、填空題1.工業(yè)自動化儀表按照信號類型可分為模擬信號儀表和數(shù)字信號儀表兩大類。

2.儀表的量程分為絕對量程和相對量程兩種。

3.電動單元組合儀表中的單元符號由基本單元符號和輔助單元符號兩部分組成。

4.執(zhí)行器按照輸出形式可分為位置式執(zhí)行器和比例式執(zhí)行器兩種。

5.PID控制器的三個參數(shù)分別是比例系數(shù)（Kp）、積分時間（Ki）和微分時間（Kd）。

6.儀表系統(tǒng)的調試主要包括硬件調試、軟件調試、系統(tǒng)聯(lián)調和功能測試。

7.儀表系統(tǒng)的安全防護措施包括過載保護、短路保護、漏電保護和防雷擊保護。

答案及解題思路：

1.答案：模擬信號儀表數(shù)字信號儀表

解題思路：根據(jù)工業(yè)自動化儀表信號的分類，了解其分為模擬和數(shù)字兩大類，結合實際應用和理論知識進行填空。

2.答案：絕對量程相對量程

解題思路：明確儀表量程的定義，絕對量程指的是儀表能夠測量的全部范圍，相對量程則指儀表量程的一部分。

3.答案：基本單元符號輔助單元符號

解題思路：理解電動單元組合儀表的構成，由基本單元和輔助單元組成，分別對應特定的功能。

4.答案：位置式執(zhí)行器比例式執(zhí)行器

解題思路：了解執(zhí)行器的分類，根據(jù)其輸出形式的不同，分為位置式和比例式。

5.答案：比例系數(shù)（Kp）積分時間（Ki）微分時間（Kd）

解題思路：PID控制器是工業(yè)控制系統(tǒng)中常用的調節(jié)器，其參數(shù)直接影響控制效果，需準確填寫。

6.答案：硬件調試軟件調試系統(tǒng)聯(lián)調功能測試

解題思路：理解儀表系統(tǒng)調試的四個主要步驟，從硬件到軟件，再到系統(tǒng)整體功能的測試。

7.答案：過載保護短路保護漏電保護防雷擊保護

解題思路：安全防護是儀表系統(tǒng)穩(wěn)定運行的重要保障，了解并掌握相關的安全措施。三、判斷題1.工業(yè)自動化儀表的量程越小，其精度越高。（）

答案：√

解題思路：工業(yè)自動化儀表的精度通常與其量程有關。量程越小，儀表能夠測量的范圍越窄，因此對于特定范圍內的測量，其精度通常更高。但是這并不意味著儀表的總體精度就一定更高，因為精度還受到其他因素的影響，如儀表的設計和制造質量。

2.數(shù)字式顯示儀表可以顯示更多的信息，但響應速度較慢。（）

答案：×

解題思路：數(shù)字式顯示儀表通常能夠提供更多的信息顯示功能，如歷史數(shù)據(jù)記錄、趨勢顯示等。但是顯示信息的增加，響應速度可能會受到影響，尤其是當儀表需要處理大量數(shù)據(jù)時。但是現(xiàn)代數(shù)字式顯示儀表的設計已經能夠很好地平衡信息顯示和響應速度，因此這一說法并不準確。

3.電動單元組合儀表中的單元符號由字母和數(shù)字組成。（）

答案：√

解題思路：電動單元組合儀表中的單元符號通常由字母和數(shù)字組合而成，用以標識不同的功能單元。這種標識方式有助于快速識別和理解儀表的不同組成部分。

4.執(zhí)行器按照輸出形式可分為氣動執(zhí)行器和電動執(zhí)行器。（）

答案：√

解題思路：執(zhí)行器是工業(yè)自動化系統(tǒng)中用于將控制信號轉換為機械動作的設備。根據(jù)輸出形式，執(zhí)行器可以分為氣動執(zhí)行器和電動執(zhí)行器，這是工業(yè)自動化領域中的基本分類。

5.PID控制器的參數(shù)設置對控制效果沒有影響。（）

答案：×

解題思路：PID控制器（比例積分微分控制器）的參數(shù)設置對控制效果有顯著影響。正確的參數(shù)設置可以優(yōu)化控制器的功能，提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性和響應速度。因此，PID控制器的參數(shù)設置是控制系統(tǒng)設計中的重要環(huán)節(jié)。

6.儀表系統(tǒng)的調試過程中，應先進行單回路調試，再進行多回路調試。（）

答案：√

解題思路：在儀表系統(tǒng)的調試過程中，單回路調試是保證單個回路正常工作的基礎。完成單回路調試后，再進行多回路調試可以保證系統(tǒng)各回路之間的協(xié)調工作，從而提高整個系統(tǒng)的功能。

7.儀表系統(tǒng)的安全防護措施包括電氣安全、機械安全、熱安全和化學安全。（）

答案：√

解題思路：儀表系統(tǒng)的安全防護措施確實包括電氣安全、機械安全、熱安全和化學安全等多個方面。這些措施旨在防止系統(tǒng)運行過程中可能出現(xiàn)的各種風險，保證人員和設備的安全。四、簡答題1.簡述工業(yè)自動化儀表的作用。

答案：工業(yè)自動化儀表的作用主要包括：

測量各種物理量，如溫度、壓力、流量、液位等。

實現(xiàn)對這些物理量的監(jiān)控和調節(jié)。

提高生產過程的自動化水平，減少人工干預。

保障生產安全，預防發(fā)生。

提高生產效率，降低生產成本。

解題思路：首先明確工業(yè)自動化儀表的定義，然后列舉其在工業(yè)生產中的應用和作用。

2.簡述模擬量輸入儀表和數(shù)字量輸入儀表的區(qū)別。

答案：模擬量輸入儀表和數(shù)字量輸入儀表的區(qū)別主要體現(xiàn)在以下方面：

模擬量輸入儀表輸出的是連續(xù)變化的電壓或電流信號，而數(shù)字量輸入儀表輸出的是離散的數(shù)字信號。

模擬量輸入儀表的精度相對較低，而數(shù)字量輸入儀表的精度較高。

模擬量輸入儀表的抗干擾能力較差，而數(shù)字量輸入儀表的抗干擾能力較強。

解題思路：首先明確模擬量和數(shù)字量的概念，然后比較兩種儀表在輸出信號、精度和抗干擾能力等方面的區(qū)別。

3.簡述電動單元組合儀表的組成。

答案：電動單元組合儀表主要由以下部分組成：

顯示單元：用于顯示測量值和設定值。

信號處理單元：用于對輸入信號進行處理和轉換。

控制單元：用于實現(xiàn)控制功能。

輸入單元：用于接收各種物理量的輸入信號。

輸出單元：用于輸出控制信號。

解題思路：首先明確電動單元組合儀表的定義，然后列舉其組成部分及其功能。

4.簡述執(zhí)行器的分類及特點。

答案：執(zhí)行器根據(jù)其工作原理和功能可分為以下幾類：

電動執(zhí)行器：具有響應速度快、精度高、抗干擾能力強等特點。

氣動執(zhí)行器：具有結構簡單、成本低、易于維護等特點。

液動執(zhí)行器：具有輸出力大、響應速度快等特點。

解題思路：首先明確執(zhí)行器的定義，然后列舉其分類及其特點。

5.簡述PID控制器的原理和作用。

答案：PID控制器是一種常用的工業(yè)控制器，其原理

P（比例）控制：根據(jù)誤差大小進行控制。

I（積分）控制：根據(jù)誤差的積分進行控制。

D（微分）控制：根據(jù)誤差的變化率進行控制。

PID控制器的作用是提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性和響應速度，減少誤差。

解題思路：首先明確PID控制器的定義，然后解釋其原理和作用。

6.簡述儀表系統(tǒng)的調試步驟。

答案：儀表系統(tǒng)的調試步驟

檢查儀表系統(tǒng)各部件是否完好。

連接儀表系統(tǒng)各部件，并進行初步調試。

進行系統(tǒng)聯(lián)調，檢查系統(tǒng)運行是否正常。

對系統(tǒng)進行功能測試，保證系統(tǒng)滿足設計要求。

解題思路：首先明確儀表系統(tǒng)的調試目的，然后列舉調試步驟。

7.簡述儀表系統(tǒng)的安全防護措施。

答案：儀表系統(tǒng)的安全防護措施包括：

防止過載、短路等故障。

防止電磁干擾。

防止機械損傷。

防止腐蝕。

解題思路：首先明確儀表系統(tǒng)的安全防護重要性，然后列舉常見的安全防護措施。五、論述題1.論述工業(yè)自動化儀表在工業(yè)生產中的應用。

工業(yè)自動化儀表在工業(yè)生產中的應用主要體現(xiàn)在以下幾個方面：

1.1生產線上的監(jiān)控與控制：通過溫度、壓力、流量等參數(shù)的實時監(jiān)測，保證生產過程的穩(wěn)定性和產品質量。

1.2能源管理：自動化儀表在能源消耗監(jiān)測、節(jié)能優(yōu)化等方面發(fā)揮著重要作用。

1.3設備維護與故障診斷：通過儀表監(jiān)測設備運行狀態(tài)，及時發(fā)覺并預防潛在故障，延長設備使用壽命。

1.4安全保障：自動化儀表在危險環(huán)境監(jiān)測、緊急情況報警等方面提供保障。

2.論述工業(yè)自動化儀表的發(fā)展趨勢。

工業(yè)自動化儀表的發(fā)展趨勢包括：

2.1高精度與高可靠性：工業(yè)自動化程度的提高，對儀表的精度和可靠性要求越來越高。

2.2網(wǎng)絡化與智能化：儀表設備將更加依賴于網(wǎng)絡通信，實現(xiàn)遠程監(jiān)控與控制。

2.3集成化與模塊化：儀表設計將趨向集成化，提高系統(tǒng)配置的靈活性和便捷性。

2.4節(jié)能環(huán)保：自動化儀表在節(jié)能環(huán)保方面的應用將得到進一步推廣。

3.論述PID控制器在實際應用中的優(yōu)缺點。

PID控制器在實際應用中的優(yōu)缺點

3.1優(yōu)點：

3.1.1結構簡單，易于實現(xiàn)。

3.1.2調節(jié)參數(shù)方便，適應性強。

3.1.3應用范圍廣，適用于各種工業(yè)控制系統(tǒng)。

3.2缺點：

3.2.1對系統(tǒng)模型要求較高，模型不準確時調節(jié)效果較差。

3.2.2參數(shù)調整復雜，對操作人員要求較高。

4.論述儀表系統(tǒng)調試的重要性。

儀表系統(tǒng)調試的重要性體現(xiàn)在：

4.1保證儀表系統(tǒng)運行穩(wěn)定：通過調試，消除系統(tǒng)潛在隱患，保證生產過程的安全和穩(wěn)定。

4.2提高儀表精度：調試過程可優(yōu)化儀表參數(shù)，提高測量精度，保證產品質量。

4.3節(jié)能降耗：調試有助于發(fā)覺系統(tǒng)節(jié)能潛力，降低能源消耗。

4.4延長設備使用壽命：調試有助于發(fā)覺設備潛在故障，提前預防，延長設備使用壽命。

5.論述儀表系統(tǒng)安全防護的意義。

儀表系統(tǒng)安全防護的意義包括：

5.1防止數(shù)據(jù)泄露：安全防護可保證儀表系統(tǒng)數(shù)據(jù)安全，防止非法訪問和泄露。

5.2防止設備損壞：安全防護可降低系統(tǒng)受到惡意攻擊的風險，保護設備免受損害。

5.3保證生產安全：安全防護有助于及時發(fā)覺并處理系統(tǒng)故障，保證生產過程的安全穩(wěn)定。

答案及解題思路：

1.答案：

工業(yè)自動化儀表在工業(yè)生產中的應用主要包括生產線監(jiān)控與控制、能源管理、設備維護與故障診斷、安全保障等方面。

解題思路：

分析工業(yè)自動化儀表的功能和應用場景，結合實際案例進行論述。

2.答案：

工業(yè)自動化儀表的發(fā)展趨勢包括高精度與高可靠性、網(wǎng)絡化與智能化、集成化與模塊化、節(jié)能環(huán)保等。

解題思路：

3.答案：

PID控制器在實際應用中的優(yōu)點包括結構簡單、易于實現(xiàn)、調節(jié)參數(shù)方便、適應性強、應用范圍廣；缺點包括對系統(tǒng)模型要求較高、參數(shù)調整復雜。

解題思路：

分析PID控制器的原理和特點，結合實際應用案例，分別論述其優(yōu)缺點。

4.答案：

儀表系統(tǒng)調試的重要性體現(xiàn)在保證系統(tǒng)運行穩(wěn)定、提高儀表精度、節(jié)能降耗、延長設備使用壽命等方面。

解題思路：

分析儀表系統(tǒng)調試的目的和意義，結合實際案例進行論述。

5.答案：

儀表系統(tǒng)安全防護的意義包括防止數(shù)據(jù)泄露、防止設備損壞、保證生產安全等。

解題思路：

分析儀表系統(tǒng)安全防護的必要性，結合實際案例進行論述。六、計算題1.已知儀表的量程為0～1000℃，分度值為1℃，求該儀表的測量范圍。

答案：

該儀表的測量范圍為0～1000℃。

解題思路：

儀表的量程即為儀表能夠測量的最小值到最大值之間的范圍。題目已給出儀表的量程為0～1000℃，因此直接得出該儀表的測量范圍為0～1000℃。

2.已知電動單元組合儀表的量程為0～100，分度值為0.1，求該儀表的分辨力。

答案：

該儀表的分辨力為0.1。

解題思路：

儀表的分辨力是指儀表能顯示的最小刻度值，也就是分度值。題目中已給出電動單元組合儀表的分度值為0.1，因此該儀表的分辨力即為0.1。

3.已知某執(zhí)行器的輸出電流為0～20mA，求該執(zhí)行器的輸出范圍。

答案：

該執(zhí)行器的輸出范圍為0～20mA。

解題思路：

執(zhí)行器的輸出范圍即為其輸出的最小值到最大值之間的范圍。題目中已給出執(zhí)行器的輸出電流為0～20mA，因此其輸出范圍即為0～20mA。

4.已知PID控制器的比例系數(shù)為Kp，積分系數(shù)為Ki，微分系數(shù)為Kd，求該控制器的傳遞函數(shù)。

答案：

PID控制器的傳遞函數(shù)為\(G(s)=Kp\frac{Ki}{s}Kd\cdots\)。

解題思路：

PID控制器是一種常用的反饋控制系統(tǒng)，其傳遞函數(shù)可以通過比例、積分和微分項的組合來表示。比例項為Kp，積分項為Ki/s，微分項為Kds，因此將這些項相加即得到PID控制器的傳遞函數(shù)。

5.已知某儀表系統(tǒng)的調試誤差為±0.5%，求該儀表系統(tǒng)的測量精度。

答案：

該儀表系統(tǒng)的測量精度為±0.5%。

解題思路：

儀表系統(tǒng)的測量精度通常指儀表系統(tǒng)的測量誤差與被測量的真值之比。題目中給出的調試誤差為±0.5%，這意味著儀表系統(tǒng)在測量過程中可能的誤差范圍是測量值的±0.5%，因此該儀表系統(tǒng)的測量精度即為±0.5%。七、問答題1.請簡述工業(yè)自動化儀表在安全生產中的作用。

答案：

工業(yè)自動化儀表在安全生產中發(fā)揮著的作用，主要體現(xiàn)在以下幾個方面：

實時監(jiān)測：通過對生產過程中的關鍵參數(shù)進行實時監(jiān)測，保證生產過程穩(wěn)定、安全。

故障預警：儀表系統(tǒng)可以及時發(fā)覺潛在的安全隱患，提前預警，防止發(fā)生。

數(shù)據(jù)記錄：記錄生產過程中的各種數(shù)據(jù)，為分析和生產優(yōu)化提供依據(jù)。

遠程控制：在保證安全的前提下，實現(xiàn)對生產過程的遠程控制，提高生產效率。

解題思路：

首先概述工業(yè)自動化儀表在安全生產中的重要性，然后從實時監(jiān)測、故障預警、數(shù)據(jù)記錄和遠程控制四個方面具體闡述其作用。

2.請簡述儀表系統(tǒng)調試過程中可能出現(xiàn)的問題及解決方法。

答案：

儀表系統(tǒng)調試過程中可能出現(xiàn)的問題及解決方法包括：

問題：系統(tǒng)不穩(wěn)定，出現(xiàn)故障。

解決方法：檢查儀表系統(tǒng)硬件，保證連接正確，軟件版本匹配。

問題：數(shù)據(jù)采集不準確。

解決方法：校準儀表，檢查傳感器是否正常工作。

問題：系統(tǒng)響應慢。