2026年自動化工程師（中級理論知識）試題及答案

（考試時間：90分鐘滿分100分）班級______姓名______第I卷（選擇題，共40分）請將答案填在下列各題的括號內(nèi)。（總共20題，每題2分，每題只有一個正確答案）1.自動化控制系統(tǒng)中，反饋環(huán)節(jié)的主要作用是（）A.消除干擾信號B.對被控對象進行控制C.將被控量的實際值與給定值進行比較D.提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性2.以下哪種控制算法適用于具有純滯后的對象（）A.比例控制B.積分控制C.微分控制D.史密斯預估控制3.在PID控制器中，積分時間常數(shù)Ti增大時，積分作用（）A.增強B.減弱C.不變D.先增強后減弱4.自動化儀表的精度等級是根據(jù)（）來劃分的。A.絕對誤差B.相對誤差C.引用誤差D.最大誤差5.某溫度傳感器的測量范圍是0-100℃，其精度等級為0.5級，則該傳感器的最大允許誤差為（）A.±0.5℃B.±0.25℃C.±0.1℃D.±5℃6.數(shù)字量輸入模塊主要用于采集（）信號。A.模擬量B.數(shù)字量C.溫度D.壓力7.可編程邏輯控制器（PLC）的編程語言中，（）類似于繼電器控制電路。A.梯形圖B.語句表C.功能塊圖D.順序功能圖8.PLC的掃描周期主要取決于（）A.CPU的運算速度B.輸入信號的數(shù)量C.輸出信號的數(shù)量D.用戶程序的長度9.工業(yè)以太網(wǎng)中，常用的傳輸介質(zhì)是（）A.雙絞線B.光纖C.同軸電纜D.以上都是10.以下哪種通信協(xié)議常用于工業(yè)自動化領域（）A.TCP/IPB.ModbusC.HTTPD.FTP11.自動化生產(chǎn)線中，機器人主要用于（）A.物料搬運B.加工制造C.質(zhì)量檢測D.以上都是12.機器人的運動控制主要包括（）A.點位控制B.連續(xù)軌跡控制C.速度控制D.以上都是13.傳感器的靜態(tài)特性不包括（）A.線性度B.靈敏度C.響應時間D.重復性14.壓力傳感器測量壓力的原理是基于（）A.應變效應B.壓阻效應C.壓電效應D.以上都有可能15.溫度傳感器中，熱電偶的工作原理是基于（）A.熱電效應B.熱阻效應C.熱敏電阻特性D.熱膨脹效應16.自動化控制系統(tǒng)的性能指標不包括（）A.穩(wěn)定性B.快速性C.準確性D.安全性17.開環(huán)控制系統(tǒng)的特點是（）A.系統(tǒng)結構簡單B.控制精度高C.抗干擾能力強D.存在反饋環(huán)節(jié)18.閉環(huán)控制系統(tǒng)中，控制器根據(jù)（）進行控制。A.給定值B.被控量的實際值C.干擾信號D.以上都不是19.在自動化系統(tǒng)中，執(zhí)行器的作用是（）A.接收控制信號B.對被控對象施加控制作用C.檢測被控量D.以上都是（1）答案：C（2）答案：D（3）答案：B（4）答案：C（5）答案：B（6）答案：B（7）答案：A（8）答案：D（9）答案：D（10）答案：B（11）答案：D（12）答案：D（13）答案：C（14）答案：D（15）答案：A（16）答案：D（17）答案：A（18）答案：B（19）答案：B第II卷（非選擇題，共60分）二、填空題（每題2分，共10分）請在橫線上填寫正確答案。1.自動化控制系統(tǒng)主要由控制器、被控對象、______和執(zhí)行器組成。2.PID控制器中，P代表______，I代表______，D代表______。3.傳感器的輸出信號通常需要進行______處理，以便后續(xù)的控制器能夠識別和處理。4.PLC的編程語言除了梯形圖、語句表、功能塊圖外，還有______。5.工業(yè)機器人的主要技術參數(shù)包括自由度、重復定位精度、______和負載能力等。三、簡答題（每題10分，共30分）1.簡述PID控制器的工作原理及各參數(shù)對控制效果的影響。2.說明PLC的編程語言有哪些特點以及它們各自的適用場景。3.分析自動化控制系統(tǒng)中干擾的來源及常用的抗干擾措施。四、綜合分析題（每題10分，共20分）材料：某自動化生產(chǎn)線用于生產(chǎn)某種產(chǎn)品，其控制系統(tǒng)采用PLC作為控制器，通過傳感器采集生產(chǎn)過程中的各種數(shù)據(jù)，如溫度、壓力、速度等，并根據(jù)這些數(shù)據(jù)對執(zhí)行器進行控制，以保證產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定。1.請分析該自動化生產(chǎn)線中可能存在的干擾因素，并提出相應的抗干擾措施。五、設計題（共10分）材料：設計一個簡單的自動化控制系統(tǒng)，用于控制一個水箱的水位。要求水位保持在設定值附近，當水位低于下限值時，水泵自動啟動；當水位高于上限值時，排水閥自動打開。請畫出控制系統(tǒng)的原理圖，并說明各組成部分的作用。二、填空題答案1.檢測裝置2.比例控制；積分控制；微分控制3.信號調(diào)理4.順序功能圖5.工作范圍三、簡答題答案1.PID控制器的工作原理是根據(jù)給定值與被控量的實際值之間的偏差，按照比例、積分、微分的控制規(guī)律進行運算，得出控制信號，對被控對象進行控制。比例控制作用于偏差的大小，比例系數(shù)越大，控制作用越強，但可能會產(chǎn)生穩(wěn)態(tài)誤差；積分控制作用于偏差的積累，能消除穩(wěn)態(tài)誤差，但會使系統(tǒng)響應變慢；微分控制作用于偏差的變化率，能加快系統(tǒng)響應速度，改善系統(tǒng)的動態(tài)性能。2.PLC的編程語言特點：梯形圖直觀易懂，類似于繼電器控制電路，適合電氣控制工程師；語句表簡潔明了，適合熟悉編程指令的人員；功能塊圖適合描述系統(tǒng)的功能邏輯；順序功能圖適合用于順序控制流程。梯形圖常用于簡單邏輯控制；語句表用于復雜邏輯編程；功能塊圖用于功能模塊的組合編程；順序功能圖用于順序控制程序的設計。3.干擾來源：電源干擾，如電壓波動、頻率變化等；信號干擾，如電磁輻射、信號傳輸過程中的噪聲等；環(huán)境干擾，如溫度、濕度、振動等?？垢蓴_措施：采用屏蔽技術，減少電磁輻射干擾；合理布線，避免信號干擾；使用穩(wěn)壓電源，減少電源干擾；對傳感器和執(zhí)行器進行隔離，防止干擾信號的傳入和傳出；采用軟件濾波算法，去除噪聲信號。四、綜合分析題答案1.干擾因素：電源波動可能影響PLC和傳感器、執(zhí)行器的正常工作；電磁干擾可能導致信號傳輸錯誤；環(huán)境溫度變化可能影響傳感器的精度?？垢蓴_措施：安裝UPS電源，穩(wěn)定電源供應；對信號線進行屏蔽，減少電磁干擾；在控制柜內(nèi)安裝溫度傳感器，實時監(jiān)測溫度，必要時安裝空調(diào)進行溫度調(diào)節(jié)。五、設計題答案控制系統(tǒng)原理圖：水箱水位控制系統(tǒng)由水位傳感器、PLC、水泵、排水閥、電源等組成。水位傳感器實時檢測水箱