2026年自動(dòng)化工程師（中級(jí)操作技能）試題及答案

（考試時(shí)間：90分鐘滿分100分）班級(jí)______姓名______第I卷（選擇題，共30分）（總共6題，每題5分，每題給出的選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)符合題目要求，請(qǐng)將正確答案填寫在括號(hào)內(nèi)）w1.以下哪種自動(dòng)化控制算法常用于處理具有純滯后特性的系統(tǒng)？（）A.比例控制B.積分控制C.微分控制D.史密斯預(yù)估控制w2.在自動(dòng)化控制系統(tǒng)中，能夠提高系統(tǒng)響應(yīng)速度的是（）。A.增大比例系數(shù)B.增大積分時(shí)間常數(shù)C.減小微分時(shí)間常數(shù)D.以上都不對(duì)w3.下列關(guān)于PLC編程語(yǔ)言的說(shuō)法，正確的是（）。A.梯形圖只能用于簡(jiǎn)單邏輯控制B.指令表編程效率高但可讀性差C.功能塊圖不適用于復(fù)雜系統(tǒng)D.結(jié)構(gòu)化文本只能用于高級(jí)編程w4.自動(dòng)化生產(chǎn)線中，用于檢測(cè)物體位置的傳感器是（）。A.溫度傳感器B.壓力傳感器C.接近傳感器D.流量傳感器w5.工業(yè)以太網(wǎng)中，常用的通信協(xié)議是（）。A.ModbusB.ProfibusC.TCP/IPD.CANw6.自動(dòng)化系統(tǒng)中，用于實(shí)現(xiàn)設(shè)備遠(yuǎn)程監(jiān)控的技術(shù)是（）。A.傳感器技術(shù)B.PLC編程技術(shù)C.網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)D.人工智能技術(shù)第II卷（非選擇題，共70分）w7.（10分）簡(jiǎn)述PID控制的原理及各參數(shù)對(duì)系統(tǒng)性能的影響。w8.（15分）在一個(gè)自動(dòng)化控制系統(tǒng)中，需要控制電機(jī)的轉(zhuǎn)速。已知電機(jī)的轉(zhuǎn)速與輸入電壓成正比，且系統(tǒng)存在一定的干擾。請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)單的PID控制系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)電機(jī)轉(zhuǎn)速的穩(wěn)定控制，并說(shuō)明各參數(shù)的作用。w9.（15分）材料：某自動(dòng)化生產(chǎn)線需要對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行計(jì)數(shù)和質(zhì)量檢測(cè)?，F(xiàn)采用PLC作為控制器，通過(guò)傳感器采集產(chǎn)品的相關(guān)信息。問(wèn)題：請(qǐng)描述如何利用PLC實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品計(jì)數(shù)功能，并說(shuō)明可能用到的編程語(yǔ)言和指令。w10.（20分）材料：在自動(dòng)化控制系統(tǒng)中，經(jīng)常會(huì)遇到系統(tǒng)響應(yīng)速度慢、超調(diào)量大等問(wèn)題。問(wèn)題：請(qǐng)分析這些問(wèn)題可能產(chǎn)生的原因，并提出相應(yīng)的解決措施。w11.（20分）材料：隨著工業(yè)4.0的發(fā)展，自動(dòng)化系統(tǒng)越來(lái)越復(fù)雜，對(duì)系統(tǒng)的可靠性和安全性要求也越來(lái)越高。問(wèn)題：請(qǐng)闡述如何提高自動(dòng)化系統(tǒng)的可靠性和安全性，包括硬件和軟件方面的措施。答案：w1.Dw2.Aw3.Bw4.Cw5.Cw6.Cw7.PID控制原理是根據(jù)給定值與實(shí)際輸出值的偏差，通過(guò)比例、積分、微分三個(gè)環(huán)節(jié)的作用，調(diào)整控制器的輸出，以達(dá)到系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的目的。比例系數(shù)增大，系統(tǒng)響應(yīng)速度加快，但可能會(huì)產(chǎn)生超調(diào)；積分時(shí)間常數(shù)增大，可消除系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)誤差，但會(huì)使響應(yīng)速度變慢；微分時(shí)間常數(shù)增大，能改善系統(tǒng)動(dòng)態(tài)性能，抑制超調(diào)。w8.設(shè)給定轉(zhuǎn)速為n0，實(shí)際轉(zhuǎn)速為n。首先通過(guò)轉(zhuǎn)速傳感器檢測(cè)實(shí)際轉(zhuǎn)速n。PID控制器根據(jù)偏差e=n0-n進(jìn)行計(jì)算。比例環(huán)節(jié)P根據(jù)偏差大小輸出一個(gè)比例控制量，使電機(jī)轉(zhuǎn)速快速向給定值靠近；積分環(huán)節(jié)I對(duì)偏差進(jìn)行積分，消除穩(wěn)態(tài)誤差；微分環(huán)節(jié)D根據(jù)偏差變化率提前調(diào)整控制量，抑制超調(diào)量。通過(guò)不斷調(diào)整輸出電壓，實(shí)現(xiàn)電機(jī)轉(zhuǎn)速的穩(wěn)定控制。w9.利用PLC的計(jì)數(shù)器指令實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品計(jì)數(shù)功能。例如使用CTU（增計(jì)數(shù)器）指令，當(dāng)產(chǎn)品通過(guò)傳感器時(shí)，傳感器產(chǎn)生一個(gè)計(jì)數(shù)脈沖信號(hào)，接入PLC的輸入點(diǎn)。在程序中，每當(dāng)該輸入點(diǎn)有脈沖信號(hào)上升沿時(shí)，計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)一次。編程語(yǔ)言可采用梯形圖，直觀易懂。通過(guò)設(shè)置計(jì)數(shù)器的預(yù)置值和當(dāng)前計(jì)數(shù)值，可實(shí)時(shí)顯示產(chǎn)品數(shù)量。w10.系統(tǒng)響應(yīng)速度慢可能原因：比例系數(shù)過(guò)小、積分時(shí)間常數(shù)過(guò)大、微分時(shí)間常數(shù)過(guò)小等。解決措施：適當(dāng)增大比例系數(shù)，減小積分時(shí)間常數(shù)，合理調(diào)整微分時(shí)間常數(shù)。超調(diào)量大可能原因：比例系數(shù)過(guò)大、微分時(shí)間常數(shù)過(guò)大等。解決措施：減小比例系數(shù)，調(diào)整微分時(shí)間常數(shù)，也可加入合適的阻尼環(huán)節(jié)。w11.硬件方面：采用冗余設(shè)計(jì)方法，如雙電源、雙CPU等，提高系統(tǒng)可靠性；選用高可靠性的元器件，進(jìn)行嚴(yán)格的篩選和老化測(cè)試；設(shè)置完善的故障診斷和報(bào)警電路，及時(shí)發(fā)