2025年大學(xué)第四學(xué)年（自動化）工業(yè)自動化綜合試題及答案

（考試時間：90分鐘滿分100分）班級______姓名______第I卷（選擇題共30分）答題要求：本大題共10小題，每小題3分。在每小題給出的四個選項中，只有一項是符合題目要求的，請將正確答案的序號填在括號內(nèi)。1.以下哪種自動化控制方式具有較高的靈活性和適應(yīng)性？（）A.開環(huán)控制B.閉環(huán)控制C.程序控制D.智能控制2.PLC的編程語言中，哪種語言類似于繼電器控制電路圖？（）A.梯形圖B.語句表C.功能塊圖D.結(jié)構(gòu)化文本3.工業(yè)自動化系統(tǒng)中，傳感器的主要作用是（）A.執(zhí)行控制指令B.檢測物理量并轉(zhuǎn)換為電信號C.實現(xiàn)數(shù)據(jù)存儲D.進行邏輯運算4.下列哪種電機常用于工業(yè)自動化中的高精度位置控制？（）A.直流電機B.交流異步電機C.步進電機D.伺服電機5.自動化生產(chǎn)線中，用于物料搬運的設(shè)備通常不包括（）A.機器人B.輸送帶C.數(shù)控機床D.AGV小車6.工業(yè)以太網(wǎng)的特點不包括（）A.傳輸速度快B.抗干擾能力強C.組網(wǎng)靈活D.保密性好7.以下哪種控制系統(tǒng)能夠根據(jù)環(huán)境變化自動調(diào)整控制策略？（）A.自適應(yīng)控制系統(tǒng)B.魯棒控制系統(tǒng)C.模糊控制系統(tǒng)D.神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)8.自動化設(shè)備的故障診斷方法中，基于信號處理的方法不包括（）A.時域分析B.頻域分析C.故障樹分析D.小波分析9.工業(yè)自動化中，用于實現(xiàn)設(shè)備遠程監(jiān)控和管理的技術(shù)是（）A.SCADAB.DCSC.PLCD.FPGA10.以下哪種自動化技術(shù)在智能制造中起到核心作用？（）A.機器人技術(shù)B.傳感器技術(shù)C.人工智能技術(shù)D.自動化生產(chǎn)線技術(shù)第II卷（非選擇題共70分）二、填空題（共10分）答題要求：本大題共5小題，每小題2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、執(zhí)行器、________和被控對象組成。2.常用的PID控制器中，P代表________，I代表積分，D代表微分。3.工業(yè)機器人的主要技術(shù)參數(shù)包括自由度、重復(fù)定位精度、________和負(fù)載能力等。4.自動化生產(chǎn)線的布局形式有直線式、U形、________和環(huán)形等。5.工業(yè)自動化軟件包括系統(tǒng)軟件、________和應(yīng)用軟件。三、簡答題（共20分）答題要求：本大題共4小題，每小題5分。簡要回答問題。1.簡述開環(huán)控制和閉環(huán)控制的區(qū)別。2.什么是PLC的掃描周期？它對系統(tǒng)性能有何影響？3.工業(yè)自動化中常用的傳感器有哪些類型？請舉例說明。4.簡述工業(yè)自動化系統(tǒng)中數(shù)據(jù)采集與處理的主要步驟。四、分析題（共20分）答題要求：本大題共2小題，每小題10分。閱讀材料，分析問題并回答。材料：某自動化生產(chǎn)線采用PLC控制，用于生產(chǎn)某種電子產(chǎn)品。在生產(chǎn)過程中，發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定，出現(xiàn)了次品率較高的情況。經(jīng)過檢查，發(fā)現(xiàn)部分傳感器信號異常，導(dǎo)致PLC控制程序出現(xiàn)誤判。1.請分析傳感器信號異常對自動化生產(chǎn)線的影響。2.針對傳感器信號異常的問題，提出可能的解決措施。五、設(shè)計題（共20分）答題要求：本大題共1小題，20分。根據(jù)題目要求進行設(shè)計。設(shè)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：采用PLC作為控制器，水位傳感器實時檢測水位，當(dāng)水位低于下限值時，水泵自動啟動；當(dāng)水位高于上限值時，水泵自動停止。請畫出控制系統(tǒng)的原理圖，并編寫PLC控制程序。答案：一、選擇題1.D2.A3.B4.D5.C6.D7.A8.C9.A10.C二、填空題1.傳感器2.比例3.工作范圍4.折線式5.支撐軟件三、簡答題1.開環(huán)控制沒有反饋環(huán)節(jié)，控制器只根據(jù)設(shè)定值控制執(zhí)行器，不考慮被控對象的實際輸出；閉環(huán)控制有反饋環(huán)節(jié)，控制器根據(jù)被控對象的實際輸出與設(shè)定值的偏差進行控制，能提高控制精度和穩(wěn)定性。2.PLC的掃描周期是指PLC執(zhí)行一次程序所需的時間。掃描周期影響系統(tǒng)的響應(yīng)速度和實時性，掃描周期越短，系統(tǒng)響應(yīng)越快，但掃描周期過短會增加CPU負(fù)擔(dān)。3.常用的傳感器類型有：光電傳感器，如用于檢測物體是否到位；壓力傳感器，如檢測管道內(nèi)壓力；溫度傳感器，如監(jiān)測設(shè)備運行溫度。4.主要步驟包括：傳感器采集數(shù)據(jù)，將模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號；數(shù)據(jù)預(yù)處理，如濾波、放大；數(shù)據(jù)存儲；數(shù)據(jù)分析與處理，提取特征量用于控制決策。四、分析題1.傳感器信號異常會導(dǎo)致PLC接收的信息不準(zhǔn)確，從而使控制程序無法正確執(zhí)行，造成生產(chǎn)過程混亂，產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定，次品率升高。2.解決措施：檢查傳感器是否損壞，如有損壞及時更換；檢查傳感器的安裝位置是否正確，確保信號正常傳輸；對傳感器信號進行濾波處理，去除干擾信號；增加信號校驗機制，當(dāng)信號異常時發(fā)出警報并采取相應(yīng)處理措施。五、設(shè)計題控制系統(tǒng)原理圖：水位傳感器將水位信號傳至PLC，PLC根據(jù)水位信號控