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

（考試時(shí)間：90分鐘滿(mǎn)分100分）班級(jí)______姓名______第I卷（選擇題共30分）本卷共10小題，每小題3分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)是符合題目要求的。1.以下哪種控制算法常用于工業(yè)自動(dòng)化中實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)的精確控制？A.比例控制B.積分控制C.微分控制D.以上都是2.工業(yè)自動(dòng)化中常用的傳感器類(lèi)型不包括以下哪一項(xiàng)？A.溫度傳感器B.壓力傳感器C.視覺(jué)傳感器D.情感傳感器3.可編程邏輯控制器（PLC）的編程語(yǔ)言中，哪種語(yǔ)言類(lèi)似于繼電器控制電路？A.梯形圖B.指令表C.功能塊圖D.結(jié)構(gòu)化文本4.工業(yè)自動(dòng)化系統(tǒng)中，用于實(shí)現(xiàn)設(shè)備之間通信的協(xié)議是？A.HTTP協(xié)議B.TCP/IP協(xié)議C.Modbus協(xié)議D.FTP協(xié)議5.自動(dòng)化生產(chǎn)線(xiàn)中，用于搬運(yùn)物料的常見(jiàn)設(shè)備是？A.機(jī)器人B.輸送帶C.數(shù)控機(jī)床D.傳感器6.以下哪種技術(shù)可以提高工業(yè)自動(dòng)化系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性？A.冗余設(shè)計(jì)B.云計(jì)算技術(shù)C.大數(shù)據(jù)分析D.人工智能算法7.工業(yè)自動(dòng)化中，對(duì)電機(jī)進(jìn)行調(diào)速控制的常用方法是？A.改變電源電壓B.改變電機(jī)極對(duì)數(shù)C.變頻調(diào)速D.以上都對(duì)8.自動(dòng)化控制系統(tǒng)中，反饋環(huán)節(jié)的作用是？A.檢測(cè)輸入信號(hào)B.對(duì)輸出信號(hào)進(jìn)行修正C.放大輸入信號(hào)D.產(chǎn)生控制信號(hào)9.工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域中，常用于監(jiān)控系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)的軟件是？A.辦公軟件B.組態(tài)軟件C.圖像處理軟件D.音頻編輯軟件10.以下哪種設(shè)備不屬于工業(yè)自動(dòng)化中的執(zhí)行機(jī)構(gòu)？A.電磁閥B.接觸器C.傳感器D.氣缸第II卷（非選擇題共70分）二、填空題（每題3分，共15分）1.工業(yè)自動(dòng)化系統(tǒng)主要由______、______、______和______四部分組成。2.自動(dòng)化控制系統(tǒng)按其結(jié)構(gòu)可分為_(kāi)_____控制系統(tǒng)和______控制系統(tǒng)。3.常用的PID控制器參數(shù)有______、______和______。4.工業(yè)以太網(wǎng)的傳輸介質(zhì)主要有______、______和______。5.機(jī)器人的編程方式主要有______編程和______編程。三、簡(jiǎn)答題（每題10分，共30分）1.簡(jiǎn)述工業(yè)自動(dòng)化的發(fā)展趨勢(shì)。2.說(shuō)明PLC的工作原理。3.闡述傳感器在工業(yè)自動(dòng)化中的作用。四、分析題（共15分）材料：某自動(dòng)化生產(chǎn)線(xiàn)在運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定的情況。經(jīng)過(guò)檢查發(fā)現(xiàn)，生產(chǎn)線(xiàn)中的某個(gè)傳感器信號(hào)出現(xiàn)波動(dòng)，導(dǎo)致后續(xù)的控制環(huán)節(jié)出現(xiàn)偏差。已知該傳感器用于檢測(cè)產(chǎn)品的某個(gè)關(guān)鍵尺寸，當(dāng)尺寸超出規(guī)定范圍時(shí)，傳感器會(huì)發(fā)出信號(hào)給PLC進(jìn)行處理。問(wèn)題：請(qǐng)分析可能導(dǎo)致傳感器信號(hào)波動(dòng)的原因，并提出相應(yīng)的解決措施。五、設(shè)計(jì)題（共20分）設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)單的工業(yè)自動(dòng)化控制系統(tǒng)，用于控制一個(gè)水箱的水位。要求：當(dāng)水位低于下限值時(shí)，水泵啟動(dòng)向水箱注水；當(dāng)水位高于上限值時(shí)，水泵停止注水。畫(huà)出控制系統(tǒng)的原理圖，并說(shuō)明各部分的作用。答案：第I卷答案1.D2.D3.A4.C5.B6.A7.D8.B9.B10.C第II卷答案二、填空題答案1.控制器、執(zhí)行機(jī)構(gòu)、檢測(cè)裝置、被控對(duì)象2.開(kāi)環(huán)、閉環(huán)3.比例系數(shù)、積分時(shí)間常數(shù)、微分時(shí)間常數(shù)4.雙絞線(xiàn)、光纖、同軸電纜5.示教、離線(xiàn)三、簡(jiǎn)答題答案1.工業(yè)自動(dòng)化的發(fā)展趨勢(shì)包括智能化，利用人工智能、大數(shù)據(jù)等技術(shù)實(shí)現(xiàn)更智能的控制與決策；網(wǎng)絡(luò)化，工業(yè)以太網(wǎng)等網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應(yīng)用更廣泛，實(shí)現(xiàn)設(shè)備互聯(lián)互通；集成化，將多種自動(dòng)化技術(shù)和系統(tǒng)深度集成；綠色化，注重節(jié)能降耗與環(huán)保。2.PLC的工作原理是通過(guò)周期性循環(huán)掃描方式工作。首先讀取輸入信號(hào)狀態(tài)，然后根據(jù)用戶(hù)編寫(xiě)的程序進(jìn)行邏輯運(yùn)算，最后將運(yùn)算結(jié)果輸出到相應(yīng)的輸出端，驅(qū)動(dòng)外部設(shè)備。在每個(gè)掃描周期中，依次執(zhí)行輸入采樣、程序執(zhí)行和輸出刷新三個(gè)階段。3.傳感器在工業(yè)自動(dòng)化中的作用有檢測(cè)各種物理量、化學(xué)量等，為控制系統(tǒng)提供準(zhǔn)確的輸入信號(hào)，如檢測(cè)溫度、壓力、位置等，以便對(duì)生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行監(jiān)測(cè)；用于產(chǎn)品質(zhì)量檢測(cè)，保證產(chǎn)品質(zhì)量符合標(biāo)準(zhǔn)；實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化生產(chǎn)中的物料檢測(cè)、計(jì)數(shù)等功能，提高生產(chǎn)效率和自動(dòng)化水平。四、分析題答案可能導(dǎo)致傳感器信號(hào)波動(dòng)的原因有：傳感器本身故障，如內(nèi)部元件老化、損壞等；安裝位置不當(dāng)，受到外界干擾，如振動(dòng)、電磁干擾等；檢測(cè)環(huán)境變化，如溫度、濕度變化影響傳感器性能。解決措施：更換故障傳感器；重新調(diào)整傳感器安裝位置，避免干擾；對(duì)檢測(cè)環(huán)境進(jìn)行優(yōu)化，如采取減振措施、屏蔽電磁干擾，控制溫濕度在合適范圍。五、設(shè)計(jì)題答案控制系統(tǒng)原理圖：水箱上安裝液位傳感器，將水位信號(hào)傳至PLC。PLC根據(jù)水位信號(hào)控制中間繼電器，中間繼電器控制交流接觸器，進(jìn)而控制水泵電機(jī)。當(dāng)水位低于下