2025年中職工業(yè)過程自動化技術(shù)（工業(yè)過程自動化）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：本卷共20小題，每小題2分，計40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。1.工業(yè)過程自動化系統(tǒng)的核心組成部分是（）A.傳感器B.控制器C.執(zhí)行器D.檢測儀表答案：B2.以下哪種控制算法常用于消除系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差（）A.比例控制B.積分控制C.微分控制D.比例積分控制答案：B3.工業(yè)自動化中常用的編程語言是（）A.C語言B.PythonC.PLC編程語言D.Java答案：C4.自動化控制系統(tǒng)中，反饋信號的作用是（）A.改變給定值B.使控制器輸出減小C.使系統(tǒng)輸出與給定值比較D.增強干擾答案：C5.用于檢測溫度的傳感器是（）A.壓力傳感器B.熱電偶C.流量傳感器D.位移傳感器答案：B6.工業(yè)自動化中，PID控制器的三個參數(shù)是（）A.比例、積分、微分B.比例、積分、增益C.比例、微分、增益D.積分、微分、增益答案：A7.自動化生產(chǎn)線中，用于物料搬運的設(shè)備是（）A.機器人B.傳感器C.控制器D.電機答案：A8.以下哪種設(shè)備不屬于執(zhí)行器（）A.調(diào)節(jié)閥B.變頻器C.接觸器D.溫度傳感器答案：D9.工業(yè)過程自動化的發(fā)展趨勢不包括（）A.智能化B.網(wǎng)絡(luò)化C.簡單化D.集成化答案：C10.在自動化控制系統(tǒng)中，被控對象是指（）A.控制器B.執(zhí)行器C.生產(chǎn)過程或設(shè)備D.傳感器答案：C11.能夠?qū)崿F(xiàn)電機正反轉(zhuǎn)控制的電氣元件是（）A.熔斷器B.接觸器C.熱繼電器D.時間繼電器答案：B12.自動化系統(tǒng)中，用于數(shù)據(jù)采集和處理的設(shè)備是（）A.上位機B.下位機C.傳感器D.執(zhí)行器答案：A13.工業(yè)自動化中，用于檢測液位的傳感器是（）A.超聲波傳感器B.加速度傳感器C.光纖傳感器D.濕度傳感器答案：A14.以下哪種控制方式屬于開環(huán)控制（）A.反饋控制B.前饋控制C.復(fù)合控制D.程序控制答案：D15.自動化控制系統(tǒng)中，信號調(diào)理電路的作用是（）A.放大信號B.減小信號C.改變信號頻率D.改變信號相位答案：A16.工業(yè)自動化中，用于控制電機轉(zhuǎn)速的設(shè)備是（）A.變頻器B.接觸器C.繼電器D.熔斷器答案：A17.自動化生產(chǎn)線中，用于檢測產(chǎn)品質(zhì)量的設(shè)備是（）A.傳感器B.機器人C.控制器D.電機答案：A18.以下哪種編程語言適合編寫工業(yè)自動化控制程序（）A.梯形圖B.自然語言C.流程圖D.偽代碼答案：A19.工業(yè)過程自動化中，用于實現(xiàn)遠程監(jiān)控的技術(shù)是（）A.物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)B.云計算技術(shù)C.大數(shù)據(jù)技術(shù)D.人工智能技術(shù)答案：A20.在自動化控制系統(tǒng)中，干擾信號可能來自（）A.電源B.傳感器C.控制器D.執(zhí)行器答案：A第II卷（非選擇題，共60分）21.（10分）簡述工業(yè)過程自動化的概念及其包含的主要內(nèi)容。工業(yè)過程自動化是指利用自動化技術(shù)對工業(yè)生產(chǎn)過程進行監(jiān)測、控制和優(yōu)化，以實現(xiàn)生產(chǎn)過程的高效、穩(wěn)定、優(yōu)質(zhì)運行。主要內(nèi)容包括自動化控制系統(tǒng)，涵蓋傳感器用于檢測各種物理量，控制器對檢測信號進行處理并發(fā)出控制指令，執(zhí)行器執(zhí)行控制指令以調(diào)節(jié)生產(chǎn)過程；自動化生產(chǎn)線，由多個自動化設(shè)備協(xié)同完成生產(chǎn)任務(wù)；自動化儀表，用于測量、顯示和控制生產(chǎn)過程中的各種參數(shù)。22.（10分）分析PID控制器中比例、積分、微分控制作用的特點及相互關(guān)系。比例控制作用特點是反應(yīng)迅速，能快速對偏差做出響應(yīng)，使系統(tǒng)輸出朝著減小偏差方向變化，但存在穩(wěn)態(tài)誤差。積分控制作用能消除穩(wěn)態(tài)誤差，通過對偏差的積分運算，積累控制量直到偏差為零。微分控制作用能根據(jù)偏差變化率提前動作，抑制系統(tǒng)的過度振蕩。比例控制是基礎(chǔ)，快速響應(yīng)偏差；積分控制消除穩(wěn)態(tài)誤差；微分控制改善系統(tǒng)動態(tài)性能，三者相互配合，共同優(yōu)化控制系統(tǒng)性能。23.（10分）請說明自動化控制系統(tǒng)中常用的抗干擾措施有哪些。常用抗干擾措施有：屏蔽技術(shù)，對信號傳輸線和設(shè)備進行屏蔽，減少電磁干擾；接地技術(shù)，正確設(shè)計接地系統(tǒng)，降低電氣噪聲；濾波技術(shù)，采用濾波器濾除高頻干擾信號；隔離技術(shù)，將信號源、控制器、執(zhí)行器等進行電氣隔離，防止干擾信號傳遞；軟件抗干擾，在控制程序中加入數(shù)字濾波、故障診斷、容錯處理等功能，提高系統(tǒng)可靠性。24.（15分）材料：某工業(yè)生產(chǎn)過程中，需要對溫度進行精確控制。已知當(dāng)前溫度測量值為T1，設(shè)定溫度值為T0，偏差e=T0-T1。采用PID控制器進行控制，比例系數(shù)Kp=2，積分時間常數(shù)Ti=0.5，微分時間常數(shù)Td=0.1。當(dāng)前時刻偏差變化率為de/dt=1。問題：計算此時PID控制器的輸出值u。根據(jù)PID控制算法公式u=Kpe+Ki∫edt+Kd(de/dt)，其中Ki=Kp/Ti，Kd=KpTd。先計算Ki=2/0.5=4，Kd=20.1=0.2。已知e為偏差，當(dāng)前時刻偏差變化率為1。u=2e+4∫edt+0.21假設(shè)積分項∫edt當(dāng)前值為0（初始時刻），則u=2e+0.2。若e=5（假設(shè)值），則u=25+0.2=10.2。25.（15分）材料：在某自動化生產(chǎn)線上，采用PLC控制系統(tǒng)實現(xiàn)電機的啟?？刂坪退俣日{(diào)節(jié)。電機M1通過接觸器KM1控制啟停，通過變頻器VF調(diào)節(jié)速度。PLC的輸入信號有啟動按鈕SB1、停止按鈕SB2、速度調(diào)節(jié)電位器VR；輸出信號有控制接觸器KM1的線圈、控制變頻器VF的頻率給定信號。問題：設(shè)計該PLC控制系統(tǒng)的梯形圖程序。首先，當(dāng)按下啟動按鈕SB1時，PLC輸入點I0.0接通，此時輸出點Q0.0接通，接觸器KM1線圈得電，電機M1啟動。當(dāng)按下停止按鈕SB2時，PLC輸入點I0.1接通，輸出點Q0.0斷開，接觸器KM1線圈失電，電機M1停止。對于速度調(diào)節(jié)，速度調(diào)節(jié)電位器VR將模擬量信號輸入到PLC的模擬量輸入模塊，通過程序?qū)⒃撃M量轉(zhuǎn)換為數(shù)字量，根據(jù)轉(zhuǎn)換后的數(shù)字量來控制變頻器VF的頻率給定信號，從而實現(xiàn)電機速度調(diào)節(jié)。具體梯形圖如下：網(wǎng)絡(luò)1：LDI0.0OQ0.0ANI0.1=Q0.0網(wǎng)絡(luò)2：//讀取模擬量輸入值并轉(zhuǎn)換為數(shù)字量，假設(shè)轉(zhuǎn)換程序為