2025年中職化工儀表及自動化（控制系統(tǒng)操作）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）答題要求：本大題共20小題，每小題2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.化工自動化的核心是（）A.自動檢測B.自動保護C.自動控制D.自動操縱2.以下哪種控制規(guī)律能消除余差（）A.PB.PIC.PDD.PID3.比例度越大，比例控制作用（）A.越強B.越弱C.不變D.先強后弱4.積分時間越小，積分控制作用（）A.越強B.越弱C.不變D.先強后弱5.微分時間越大，微分控制作用（）A.越強B.越弱C.不變D.先強后弱6.被控對象的數(shù)學模型是指（）之間的關系。A.輸入與輸出B.干擾與輸出C.輸入與干擾D.設定值與輸出7.建立對象數(shù)學模型的方法不包括（）A.機理建模B.實驗建模C.混合建模D.數(shù)值建模8.傳遞函數(shù)的分母多項式的根稱為（）A.零點B.極點C.平衡點D.轉折點9.一階系統(tǒng)的傳遞函數(shù)為（）A.G(s)=K/(Ts+1)B.G(s)=K/TsC.G(s)=K/sD.G(s)=K/(s^2+Ts+1)10.二階系統(tǒng)的阻尼比ζ越小，系統(tǒng)的超調量（）A.越小B.越大C.不變D.先小后大11.串級控制系統(tǒng)中主控制器的輸出作為（）A.主變量B.副變量C.主控制器的輸入D.副控制器的給定值12.均勻控制系統(tǒng)的目的是（）A.保證流量均勻B.保證液位均勻C.保證壓力均勻D.兼顧兩個變量的均勻變化13.前饋控制系統(tǒng)是按（）進行控制的。A.偏差B.干擾C.設定值D.輸出14.比值控制系統(tǒng)中，若主動量為流量，從動量為壓力，則應采用（）A.開環(huán)比值控制系統(tǒng)B.單閉環(huán)比值控制系統(tǒng)C.雙閉環(huán)比值控制系統(tǒng)D.變比值控制系統(tǒng)15.分程控制系統(tǒng)中，調節(jié)閥的分程信號一般是（）A.0-10mAB.4-20mAC.0-5VD.1-5V16.自動控制系統(tǒng)中，調節(jié)閥的氣開、氣關形式是根據(jù)（）來確定的。A.工藝安全B.流量大小C.壓力高低D.控制要求17.電動執(zhí)行器的輸入信號一般是（）A.0-10mAB.4-20mAC.0-5VD.1-5V18.智能儀表的核心部件是（）A.微處理器B.傳感器C.顯示器D.通信接口19.集散控制系統(tǒng)的英文縮寫是（）A.DCSB.PLCC.FCSD.SCADA20.現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)的特點不包括（）A.數(shù)字化B.分散化C.集中化D.智能化第II卷（非選擇題，共60分）答題要求：請將答案寫在相應的答題區(qū)域內(nèi)，書寫要工整、清晰。填空題（共10分，每空1分）1.化工自動化主要包括自動檢測、自動保護、自動控制和__________等方面。2.比例控制規(guī)律的表達式為__________。3.積分控制作用是針對__________產(chǎn)生的控制作用。4.微分控制作用是根據(jù)__________的變化速度進行控制的。5.傳遞函數(shù)是在__________條件下，系統(tǒng)輸出的拉氏變換與輸入的拉氏變換之比。6.一階系統(tǒng)的時間常數(shù)T越大，系統(tǒng)的響應速度越__________。7.串級控制系統(tǒng)中副回路的作用是__________。8.均勻控制系統(tǒng)中，控制器一般采用__________控制規(guī)律。9.前饋控制系統(tǒng)的優(yōu)點是能夠__________干擾對被控變量的影響。10.調節(jié)閥的流量系數(shù)C值越大，調節(jié)閥的流通能力越__________。簡答題（共20分，每題5分）1.簡述化工自動化的意義。2.簡述比例、積分、微分控制規(guī)律的特點。3.簡述建立對象數(shù)學模型的步驟。4.簡述串級控制系統(tǒng)的工作原理及特點。分析題（共15分）有一液位控制系統(tǒng)，工藝要求液位保持在某一設定值。當液位升高時，調節(jié)閥開度減??；當液位降低時，調節(jié)閥開度增大。已知該系統(tǒng)采用氣開式調節(jié)閥，試分析：1.該系統(tǒng)是正作用還是反作用控制系統(tǒng)？（5分）2.若液位變送器輸出信號為4-20mA，控制器輸出信號為4-20mA，調節(jié)閥輸入信號為20-100kPa，試畫出該系統(tǒng)的方塊圖，并說明各環(huán)節(jié)的作用。（10分）設計題（共15分）某化工生產(chǎn)過程中，需要對反應釜的溫度進行精確控制。已知反應釜的溫度對象具有一階慣性特性，時間常數(shù)T=5min，放大倍數(shù)K=10?，F(xiàn)要求設計一個控制系統(tǒng)，使反應釜溫度能快速、準確地跟蹤設定值，超調量不超過20%。1.確定控制方案，說明采用哪種控制規(guī)律及原因。（5分）2.計算控制器的參數(shù)。（10分）答案1.C2.D3.B4.A5.A6.A7.D8.B9.A10.B11.D12.D13.B14.B15.B16.A17.B18.A19.A20.C填空題：1.自動操縱2.u=Kp(e+e0)3偏差4.偏差變化率5.零初始條件6.慢7.快速克服進入副回路的干擾8.純比例9.及時克服10.大簡答題：1.提高生產(chǎn)效率、保證產(chǎn)品質量、降低生產(chǎn)成本、確保生產(chǎn)安全等。2.比例控制作用及時、快速，但有余差；積分控制作用能消除余差，但控制作用緩慢；微分控制作用根據(jù)偏差變化速度進行控制，具有超前控制作用。3.確定輸入輸出變量、分析對象特性、建立數(shù)學模型、檢驗和修正模型。4.工作原理：主控制器根據(jù)主變量與設定值的偏差，輸出控制信號給副控制器，副控制器根據(jù)副變量與主控制器輸出信號的偏差，輸出控制信號給調節(jié)閥，調節(jié)閥根據(jù)控制信號調節(jié)流量，從而實現(xiàn)對主變量的控制。特點：具有較強的克服干擾能力、改善了被控對象的動態(tài)特性、提高了系統(tǒng)的控制精度等。分析題：1.該系統(tǒng)是反作用控制系統(tǒng)。2.方塊圖：液位變送器將液位信號轉換為4-20mA電流信號，作為控制器的輸入；控制器根據(jù)液位偏差，輸出4-20mA電流信號；電/氣轉換器將電流信號轉換為20-100kPa氣壓信號，作為調節(jié)閥的輸入；調節(jié)閥根據(jù)氣