熱控專業(yè)試題題庫及答案一、選擇題1.熱控系統(tǒng)中，以下哪種傳感器可用于測量壓力？A.熱電偶B.熱電阻C.壓力變送器D.流量傳感器答案：C2.對于PID控制器，積分作用的主要目的是（）。A.快速響應(yīng)偏差B.消除穩(wěn)態(tài)誤差C.抑制系統(tǒng)振蕩D.提高系統(tǒng)穩(wěn)定性答案：B3.下列哪種信號傳輸方式抗干擾能力最強？A.模擬信號傳輸B.數(shù)字信號傳輸C.電壓信號傳輸D.電流信號傳輸答案：B4.熱控系統(tǒng)中，DCS的含義是（）。A.分散控制系統(tǒng)B.集中控制系統(tǒng)C.可編程邏輯控制器D.現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)答案：A5.以下哪種設(shè)備不屬于執(zhí)行器？A.電動調(diào)節(jié)閥B.氣動調(diào)節(jié)閥C.溫度傳感器D.電磁閥答案：C6.在熱控系統(tǒng)中，用于實現(xiàn)邏輯控制的設(shè)備通常是（）。A.傳感器B.執(zhí)行器C.可編程邏輯控制器（PLC）D.顯示儀表答案：C7.熱電阻溫度計是基于（）原理來測量溫度的。A.熱電效應(yīng)B.熱阻效應(yīng)C.光電效應(yīng)D.壓電效應(yīng)答案：B8.熱電偶的熱電勢與（）有關(guān)。A.熱電偶的材料B.熱電偶兩端的溫度C.熱電偶的長度D.A和B答案：D9.熱控系統(tǒng)中的自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)主要由（）組成。A.測量單元、調(diào)節(jié)單元、執(zhí)行單元B.傳感器、控制器、顯示器C.變送器、調(diào)節(jié)器、閥門D.以上都是答案：A10.以下哪種情況會導(dǎo)致熱控系統(tǒng)的測量誤差增大？A.傳感器精度高B.信號傳輸線路屏蔽良好C.環(huán)境溫度變化大D.采用數(shù)字信號傳輸答案：C11.在熱控系統(tǒng)中，模擬量輸入信號一般為（）。A.0-5V或4-20mAB.0-10V或0-20mAC.1-5V或4-20mAD.以上都有可能答案：D12.可編程邏輯控制器（PLC）的編程語言不包括（）。A.梯形圖B.指令表C.高級語言（如C語言）D.功能塊圖答案：C13.熱控系統(tǒng)中的報警系統(tǒng)主要用于（）。A.顯示系統(tǒng)參數(shù)B.記錄系統(tǒng)運行數(shù)據(jù)C.及時發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)故障并發(fā)出警報D.實現(xiàn)系統(tǒng)的自動控制答案：C14.對于一個單回路控制系統(tǒng)，當(dāng)被控對象的時間常數(shù)增大時，系統(tǒng)的穩(wěn)定性（）。A.增強B.減弱C.不變D.無法確定答案：B15.熱控系統(tǒng)中的節(jié)流裝置可用于測量（）。A.溫度B.壓力C.流量D.液位答案：C16.以下哪種類型的熱電偶適用于高溫測量？A.K型熱電偶B.S型熱電偶C.E型熱電偶D.J型熱電偶答案：B17.熱控系統(tǒng)中的安全聯(lián)鎖裝置的作用是（）。A.提高系統(tǒng)的控制精度B.保證系統(tǒng)在異常情況下的安全運行C.實現(xiàn)系統(tǒng)的遠(yuǎn)程控制D.降低系統(tǒng)的能耗答案：B18.模擬量輸出模塊的作用是（）。A.將數(shù)字信號轉(zhuǎn)換為模擬信號B.將模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號C.對模擬信號進(jìn)行放大處理D.對數(shù)字信號進(jìn)行濾波處理答案：A19.在熱控系統(tǒng)中，冗余設(shè)計的目的是（）。A.降低系統(tǒng)成本B.提高系統(tǒng)的可靠性C.簡化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)D.提高系統(tǒng)的響應(yīng)速度答案：B20.熱控系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)（DAS）主要功能是（）。A.對現(xiàn)場數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、處理和顯示B.實現(xiàn)系統(tǒng)的自動控制C.對系統(tǒng)進(jìn)行故障診斷D.以上都是答案：A二、填空題1.熱控系統(tǒng)中常用的溫度傳感器有______和______。答案：熱電偶、熱電阻2.PID控制器的三個參數(shù)分別是______、______和______。答案：比例系數(shù)、積分時間、微分時間3.熱控系統(tǒng)的信號傳輸方式主要有______和______。答案：模擬信號傳輸、數(shù)字信號傳輸4.DCS系統(tǒng)通常由______、______和______三部分組成。答案：控制站、操作站、通信網(wǎng)絡(luò)5.執(zhí)行器按驅(qū)動方式可分為______、______和______。答案：電動執(zhí)行器、氣動執(zhí)行器、液動執(zhí)行器6.可編程邏輯控制器（PLC）的基本組成包括______、______、______和______。答案：中央處理器（CPU）、存儲器、輸入輸出模塊、電源7.熱電阻溫度計測量溫度時，為了減小測量誤差，通常采用______連接方式。答案：三線制或四線制8.熱電偶的冷端補償方法有______、______和______。答案：冷端溫度保持恒定法、計算修正法、補償電橋法9.熱控系統(tǒng)中的自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)按調(diào)節(jié)規(guī)律可分為______、______和______等。答案：比例調(diào)節(jié)、比例積分調(diào)節(jié)、比例積分微分調(diào)節(jié)10.節(jié)流裝置測量流量的原理是基于______。答案：流體的節(jié)流原理11.熱控系統(tǒng)中的報警系統(tǒng)通常分為______報警和______報警。答案：上限、下限12.模擬量輸入信號經(jīng)過______轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號后才能被計算機處理。答案：模數(shù)（A/D）轉(zhuǎn)換13.熱控系統(tǒng)中的安全聯(lián)鎖裝置通常由______、______和______組成。答案：傳感器、邏輯控制器、執(zhí)行器14.數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)（DAS）的主要硬件設(shè)備包括______、______和______。答案：傳感器、數(shù)據(jù)采集卡、計算機15.熱控系統(tǒng)中的干擾源主要有______、______和______。答案：電磁干擾、電源干擾、信號傳輸干擾三、判斷題1.熱電阻溫度計的測量精度比熱電偶溫度計高。（）答案：正確2.PID控制器中，比例作用能消除系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差。（）答案：錯誤3.數(shù)字信號傳輸比模擬信號傳輸抗干擾能力強。（）答案：正確4.DCS系統(tǒng)是一種集中控制系統(tǒng)。（）答案：錯誤5.執(zhí)行器只能接受模擬信號控制。（）答案：錯誤6.可編程邏輯控制器（PLC）只能用于邏輯控制，不能進(jìn)行數(shù)值運算。（）答案：錯誤7.熱電阻的阻值隨溫度的升高而增大。（）答案：正確（對于大多數(shù)金屬熱電阻）8.熱電偶的熱電勢只與熱端溫度有關(guān)。（）答案：錯誤9.自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)中，被控對象的特性對系統(tǒng)的控制質(zhì)量有重要影響。（）答案：正確10.節(jié)流裝置測量流量時，流量與差壓成正比。（）答案：錯誤11.熱控系統(tǒng)中的報警系統(tǒng)只要發(fā)出警報就可以，不需要記錄報警信息。（）答案：錯誤12.模擬量輸出模塊將數(shù)字信號轉(zhuǎn)換為模擬信號時，不需要進(jìn)行數(shù)模（D/A）轉(zhuǎn)換。（）答案：錯誤13.熱控系統(tǒng)中的安全聯(lián)鎖裝置在系統(tǒng)正常運行時也會起作用。（）答案：錯誤14.數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)（DAS）只能采集模擬量信號，不能采集開關(guān)量信號。（）答案：錯誤15.熱控系統(tǒng)中的干擾不會影響系統(tǒng)的正常運行。（）答案：錯誤四、簡答題1.簡述熱電阻溫度計的工作原理。熱電阻溫度計是基于熱阻效應(yīng)工作的。熱電阻通常由金屬材料制成，其阻值會隨溫度的變化而發(fā)生有規(guī)律的變化。一般來說，大多數(shù)金屬熱電阻的阻值隨溫度升高而增大。當(dāng)把熱電阻置于被測溫度場中時，熱電阻的阻值會根據(jù)溫度的高低而改變。通過測量熱電阻的阻值變化，并利用事先標(biāo)定好的阻值-溫度關(guān)系，就可以確定被測溫度的大小。例如，常見的鉑熱電阻，其在不同溫度下有對應(yīng)的精確阻值，通過測量其實際阻值，就可換算出當(dāng)前的溫度。2.說明PID控制器中比例、積分、微分作用的各自特點。比例作用：比例控制器的輸出與輸入偏差成正比。其特點是能夠快速響應(yīng)偏差，偏差一旦產(chǎn)生，控制器立即產(chǎn)生控制作用，使被控參數(shù)朝著減小偏差的方向變化。但是，比例作用不能消除穩(wěn)態(tài)誤差，因為只有當(dāng)偏差存在時，才有控制作用輸出，當(dāng)系統(tǒng)達(dá)到穩(wěn)態(tài)時，可能仍然存在一定的偏差。積分作用：積分作用的輸出與輸入偏差的積分成正比。它的主要特點是能夠消除穩(wěn)態(tài)誤差，只要偏差存在，積分作用就會不斷積累，使控制作用不斷增強，直到偏差消除為止。不過，積分作用的響應(yīng)速度相對較慢，因為它需要一定時間來積累偏差的積分值，而且如果積分作用過強，可能會導(dǎo)致系統(tǒng)超調(diào)增大，甚至引起系統(tǒng)振蕩。微分作用：微分作用的輸出與輸入偏差的變化率成正比。它能夠根據(jù)偏差的變化趨勢提前產(chǎn)生控制作用，具有超前控制的特點。微分作用可以有效地抑制系統(tǒng)的振蕩，提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性和響應(yīng)速度。但是，微分作用對噪聲比較敏感，如果系統(tǒng)中存在噪聲，可能會導(dǎo)致微分作用產(chǎn)生較大的波動，影響系統(tǒng)的控制效果。3.簡述DCS系統(tǒng)的主要特點。分散性：DCS系統(tǒng)將控制功能分散到各個控制站，每個控制站可以獨立完成一定的控制任務(wù)，從而避免了集中控制系統(tǒng)中單個故障點可能導(dǎo)致整個系統(tǒng)癱瘓的問題，提高了系統(tǒng)的可靠性和安全性。集中管理：雖然控制功能是分散的，但DCS系統(tǒng)通過通信網(wǎng)絡(luò)將各個控制站連接起來，實現(xiàn)了集中的管理和監(jiān)控。操作人員可以在操作站對整個系統(tǒng)進(jìn)行統(tǒng)一的操作、顯示和管理，方便了系統(tǒng)的運行和維護(hù)。靈活性：DCS系統(tǒng)具有很強的靈活性，可以根據(jù)不同的應(yīng)用需求進(jìn)行配置和擴展。用戶可以根據(jù)實際情況選擇不同的控制站、操作站和軟件功能，也可以方便地添加或刪除控制回路和設(shè)備。可靠性高：DCS系統(tǒng)采用了冗余設(shè)計，如電源冗余、通信冗余、控制器冗余等，提高了系統(tǒng)的可靠性。同時，系統(tǒng)還具有完善的故障診斷和報警功能，能夠及時發(fā)現(xiàn)和處理系統(tǒng)中的故障。開放性：DCS系統(tǒng)具有開放性的特點，可以與其他系統(tǒng)進(jìn)行通信和集成。它支持多種通信協(xié)議和接口標(biāo)準(zhǔn)，可以與PLC、智能儀表、上位機等設(shè)備進(jìn)行連接，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的共享和交換。4.熱控系統(tǒng)中如何進(jìn)行干擾抑制？屏蔽：對信號傳輸線路和設(shè)備采用屏蔽措施，如使用屏蔽電纜，將屏蔽層可靠接地，以減少電磁干擾的影響。屏蔽層可以阻擋外界電磁場的干擾，使信號傳輸更加穩(wěn)定。接地：建立良好的接地系統(tǒng)是抑制干擾的重要措施。將熱控系統(tǒng)的設(shè)備外殼、屏蔽層、信號地等進(jìn)行正確接地，能夠?qū)⒏蓴_電流引入大地，避免干擾信號在系統(tǒng)中傳播。接地電阻應(yīng)符合要求，一般不大于規(guī)定值。隔離：采用隔離技術(shù)，如信號隔離器、變壓器隔離等，將輸入和輸出信號進(jìn)行隔離，切斷干擾信號的傳播路徑。隔離可以有效地防止干擾信號從一個電路傳遞到另一個電路。濾波：在信號傳輸線路中安裝濾波器，如低通濾波器、高通濾波器等，濾除不需要的頻率成分，減少干擾信號的影響。濾波器可以根據(jù)干擾信號的頻率特性進(jìn)行選擇和設(shè)計。合理布線：在熱控系統(tǒng)的布線過程中，應(yīng)合理安排電纜的走向和布局。將信號電纜和動力電纜分開敷設(shè)，避免平行走線，減少電磁耦合干擾。同時，要注意電纜的長度和彎曲半徑，避免信號衰減和反射。電源處理：對熱控系統(tǒng)的電源進(jìn)行處理，如采用穩(wěn)壓電源、不間斷電源（UPS）等，保證電源的穩(wěn)定性和可靠性。同時，在電源入口處安裝濾波器，抑制電源中的干擾信號。軟件抗干擾：在熱控系統(tǒng)的軟件設(shè)計中，可以采用一些抗干擾措施，如數(shù)字濾波、看門狗技術(shù)、容錯技術(shù)等。數(shù)字濾波可以對采集到的信號進(jìn)行處理，去除干擾噪聲；看門狗技術(shù)可以防止程序跑飛，保證系統(tǒng)的正常運行；容錯技術(shù)可以在系統(tǒng)出現(xiàn)故障時，采取相應(yīng)的措施，保證系統(tǒng)的安全性和可靠性。5.簡述節(jié)流裝置測量流量的原理及適用范圍。原理：節(jié)流裝置測量流量是基于流體的節(jié)流原理。當(dāng)流體流經(jīng)節(jié)流裝置（如孔板、噴嘴等）時，流束會在節(jié)流處形成局部收縮，流速增大，壓力降低，在節(jié)流裝置前后產(chǎn)生一定的壓力差。根據(jù)伯努利方程和連續(xù)性方程，在一定的條件下，流體的流量與節(jié)流裝置前后的壓力差的平方根成正比。通過測量節(jié)流裝置前后的壓力差，并結(jié)合節(jié)流裝置的幾何參數(shù)和流體的物性參數(shù)，就可以計算出流體的流量。適用范圍：節(jié)流裝置適用于測量各種液體、氣體和蒸汽的流量。一般要求流體是牛頓流體，在節(jié)流裝置前后的流動狀態(tài)為穩(wěn)定的單相流。它適用于管徑較大、流量范圍較寬的場合，在工業(yè)生產(chǎn)中的流量測量中應(yīng)用廣泛。但是，節(jié)流裝置也有一定的局限性，如壓力損失較大，需要較長的直管段來保證測量精度，對流體的清潔度有一定要求等。五、計算題1.已知某熱電阻溫度計的分度號為Pt100，其在0℃時的電阻值R?=100Ω，電阻溫度系數(shù)α=0.00385/℃。當(dāng)測量某一溫度時，測得熱電阻的阻值R?=119.25Ω，試計算被測溫度t。根據(jù)熱電阻的阻值與溫度的關(guān)系公式：R?=R?(1+αt)將已知數(shù)據(jù)代入公式可得：119.25=100(1+0.00385t)先將等式兩邊同時除以100：1.1925=1+0.00385t然后移項可得：0.00385t=1.1925-10.00385t=0.1925最后解得：t=0.1925÷0.00385=50℃2.某PID控制器的比例系數(shù)K?=2，積分時間T?=1min，微分時間T?=0.2min。當(dāng)輸入偏差e(t)=2sin(ωt)時，試寫出該PID控制器的輸出表達(dá)式。PID控制器的輸出表達(dá)式為：u(t)=K?e(t)+K?/T?∫??e(τ)dτ+K?T?de(t)/dt已知K?