2025年高職（應(yīng)用化工技術(shù)）化工儀表及自動(dòng)化綜合試題及答案

（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(gè)選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)是符合題目要求的。1.化工自動(dòng)化的主要內(nèi)容不包括以下哪一項(xiàng)？A.自動(dòng)檢測B.自動(dòng)控制C.自動(dòng)保護(hù)D.自動(dòng)制造2.以下哪種儀表屬于壓力測量儀表？A.熱電偶B.熱電阻C.彈簧管壓力表D.浮筒液位計(jì)3.測量范圍為0-10MPa的彈簧管壓力表，其精度等級(jí)為1.5級(jí)，則該壓力表的最大允許誤差為？A.0.1MPaB.0.15MPaC.0.2MPaD.0.25MPa4.熱電偶產(chǎn)生熱電勢的條件是？A.兩熱電極材料相同，兩接點(diǎn)溫度相同B.兩熱電極材料相同，兩接點(diǎn)溫度不同C.兩熱電極材料不同，兩接點(diǎn)溫度相同D.兩熱電極材料不同，兩接點(diǎn)溫度不同5.熱電阻溫度計(jì)是利用金屬導(dǎo)體的什么特性來測量溫度的？A.熱電效應(yīng)B.熱阻效應(yīng)C.熱敏效應(yīng)D.熱膨脹效應(yīng)6.以下哪種控制規(guī)律能消除余差？A.PB.PIC.PDD.PID7.比例度越大，比例控制作用越？A.強(qiáng)B.弱C.不變D.不確定8.積分時(shí)間越小，積分控制作用越？A.強(qiáng)B.弱C.不變D.不確定9.微分時(shí)間越大，微分控制作用越？A.強(qiáng)B.弱C.不變D.不確定10.被控對(duì)象的數(shù)學(xué)模型是指？A.被控對(duì)象的輸入與輸出之間的關(guān)系B.控制器的輸入與輸出之間的關(guān)系C.執(zhí)行器作用于被控對(duì)象的關(guān)系D.測量變送環(huán)節(jié)的輸入與輸出之間的關(guān)系11.以下哪種方法不屬于建立被控對(duì)象數(shù)學(xué)模型的方法？A.機(jī)理建模B.實(shí)驗(yàn)建模C.數(shù)值計(jì)算D.經(jīng)驗(yàn)建模12.前饋控制系統(tǒng)是按照什么來進(jìn)行控制的？A.干擾量的大小B.被控變量的大小C.給定值的大小D.偏差的大小13.串級(jí)控制系統(tǒng)中主控制器的作用是？A.克服主干擾B.克服副干擾C.穩(wěn)定主變量D.穩(wěn)定副變量14.均勻控制系統(tǒng)的目的是？A.使兩個(gè)相互聯(lián)系的變量都保持不變B.使兩個(gè)相互聯(lián)系的變量都在允許范圍內(nèi)緩慢變化C.使一個(gè)變量快速變化，另一個(gè)變量緩慢變化D.使兩個(gè)變量都快速變化15.分程控制系統(tǒng)中，不同的調(diào)節(jié)閥在不同的信號(hào)范圍內(nèi)工作，其信號(hào)范圍一般是？A.0-20mAB.4-20mAC.0-10VD.1-5V16.自動(dòng)控制系統(tǒng)的過渡過程中，衰減振蕩過程的衰減比一般為？A.1:1B.2:1-4:1C.10:1D.15:117.以下哪種儀表可用于流量測量？A.孔板流量計(jì)B.雙金屬溫度計(jì)C.電磁流量計(jì)D.渦輪流量計(jì)18.調(diào)節(jié)閥的流量系數(shù)C值越大，調(diào)節(jié)閥的流通能力越？A.大B.小C.不變D.不確定19.氣動(dòng)執(zhí)行器的輸入信號(hào)一般為？A.0-20mAB.4-20mAC.0.02-0.1MPaD.0.04-0.2MPa20.電動(dòng)執(zhí)行器的輸入信號(hào)一般為？A.0-20mAB.4-20mAC.0-10VD.以上都可以第II卷（非選擇題共60分）（一）填空題（共10分）答題要求：本大題共5小題，每小題2分，請將正確答案填寫在題中的橫線上。1.化工自動(dòng)化是化工、煉油、電力、冶金等工業(yè)部門實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程自動(dòng)化的重要手段，它包括自動(dòng)檢測、自動(dòng)控制、______和自動(dòng)操縱等方面。2.壓力檢測儀表按其轉(zhuǎn)換原理不同，可分為液柱式、彈性式、______和電測式四大類。3.熱電偶的熱電勢由______電勢和接觸電勢兩部分組成。4.控制系統(tǒng)的過渡過程是指系統(tǒng)在______作用下，由一個(gè)平衡狀態(tài)過渡到另一個(gè)平衡狀態(tài)的過程。5.調(diào)節(jié)閥的流量特性是指調(diào)節(jié)閥的______與______之間的關(guān)系。（二）簡答題（共20分）答題要求：本大題共4小題，每小題5分，請簡要回答問題。1.簡述化工自動(dòng)化的意義。2.簡述熱電偶的工作原理。3.簡述比例、積分、微分控制規(guī)律的特點(diǎn)。4.簡述串級(jí)控制系統(tǒng)的工作原理及特點(diǎn)。（三）計(jì)算題（共15分）答題要求：本大題共2小題，請寫出詳細(xì)的計(jì)算過程和答案。1.已知某彈簧管壓力表的量程為0-10MPa，精度等級(jí)為1.5級(jí)，求該壓力表的允許誤差。2.某控制系統(tǒng)采用PI控制規(guī)律，比例度為50%，積分時(shí)間為0.5min，當(dāng)輸入一個(gè)階躍信號(hào)后，經(jīng)過多長時(shí)間系統(tǒng)輸出能達(dá)到穩(wěn)態(tài)值的95%？（四）分析題（共15分）答題要求：本大題共3小題，請根據(jù)所給材料進(jìn)行分析回答。材料：某化工生產(chǎn)過程中，需要對(duì)反應(yīng)釜內(nèi)的溫度進(jìn)行精確控制。目前采用的是單回路控制系統(tǒng)，但是在實(shí)際運(yùn)行過程中，發(fā)現(xiàn)溫度波動(dòng)較大，影響產(chǎn)品質(zhì)量。經(jīng)過分析，發(fā)現(xiàn)主要原因是反應(yīng)釜的進(jìn)料流量不穩(wěn)定，存在較大的干擾。1.請分析現(xiàn)有單回路控制系統(tǒng)不能有效控制溫度的原因。2.針對(duì)進(jìn)料流量干擾，你認(rèn)為應(yīng)采用何種控制方案來提高溫度控制的精度？3.簡述該控制方案的工作原理及優(yōu)點(diǎn)。（五）設(shè)計(jì)題（共10分）答題要求：本大題共1小題，請根據(jù)要求進(jìn)行設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)一個(gè)簡單的液位控制系統(tǒng)，要求：當(dāng)液位低于下限值時(shí)，打開進(jìn)水閥進(jìn)水；當(dāng)液位高于上限值時(shí)，打開排水閥排水；液位在上下限之間時(shí)，進(jìn)水閥和排水閥都關(guān)閉。請畫出控制系統(tǒng)的原理圖，并說明各組成部分的作用。答案：第I卷答案1.D2.C3.B4.D5.B6.D7.B8.A9.A10.A11.C12.A13.C14.B15.B16.B17.ACD18.A19.D20.D第II卷答案（一）填空題答案1.自動(dòng)保護(hù)2.電氣式3.溫差4.輸入信號(hào)5.相對(duì)流量；相對(duì)開度（二）簡答題答案1.提高生產(chǎn)效率、保證產(chǎn)品質(zhì)量、降低生產(chǎn)成本、確保生產(chǎn)安全等。2.兩種不同成分的導(dǎo)體（稱為熱電偶絲材或熱電極）兩端接合成回路，當(dāng)接合點(diǎn)的溫度不同時(shí)，在回路中就會(huì)產(chǎn)生電動(dòng)勢，這種現(xiàn)象稱為熱電效應(yīng)，而這種電動(dòng)勢稱為熱電勢。3.比例控制作用及時(shí)、快速，但有余差；積分控制作用能消除余差，但控制作用緩慢；微分控制作用能超前控制，改善系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能。4.串級(jí)控制系統(tǒng)是由主、副兩個(gè)控制器串接工作的。主控制器的輸出作為副控制器的給定值，副控制器的輸出去控制調(diào)節(jié)閥，以實(shí)現(xiàn)對(duì)主變量的定值控制。特點(diǎn)：對(duì)進(jìn)入副回路的干擾有較強(qiáng)的克服能力；改善了對(duì)象的動(dòng)態(tài)特性；提高了系統(tǒng)的工作頻率；對(duì)負(fù)荷變化有一定的自適應(yīng)能力。（三）計(jì)算題答案1.允許誤差=量程×精度等級(jí)%=10×1.5%=0.15MPa2.根據(jù)PI控制規(guī)律的輸出表達(dá)式：y(t)=Kp(1+1/Tit)e(t)，當(dāng)系統(tǒng)輸出達(dá)到穩(wěn)態(tài)值的95%時(shí)，則有：0.95=1+1/Tit，已知Ti=0.5min，解得t=0.23min。（四）分析題答案1.單回路控制系統(tǒng)只對(duì)反應(yīng)釜內(nèi)溫度進(jìn)行控制，沒有考慮進(jìn)料流量干擾，當(dāng)進(jìn)料流量變化時(shí)，不能及時(shí)調(diào)整控制作用，導(dǎo)致溫度波動(dòng)大。2.可采用前饋-反饋控制系統(tǒng)，在前饋通道測量進(jìn)料流量，根據(jù)流量變化提前調(diào)整控制作用，同時(shí)結(jié)合反饋控制對(duì)溫度進(jìn)行精確控制。3.工作原理：前饋控制器根據(jù)進(jìn)料流量干擾信號(hào)產(chǎn)生控制作用，與反饋控制器的輸出疊加后作用于執(zhí)行器。優(yōu)點(diǎn)：能及時(shí)克服主要干擾，提高系統(tǒng)的控制精度和