2025年版化工自动化控制仪表考试内部模拟题库含答案必考点

2025年版化工自动化控制仪表考试内部模拟题库含答案必考点一、单项选择题1.某控制系统采用比例积分控制器，某人用先比例后加积分的凑试法来整定控制器的参数。若比例度的数值已基本合适，在加入积分作用的过程中，则（）。A.适当减小比例度B.适当增加比例度C.无需改变比例度答案：B。在加入积分作用时，积分作用会消除余差，但会使系统的稳定性下降。为了保持系统的稳定性，需要适当增加比例度。因为比例度增大，比例作用减弱，可在一定程度上平衡积分作用带来的不稳定影响。2.自动控制系统方块图中的每一个方块都代表一个具体的装置，一个方块代表自动控制系统中的一个（）。A.组成部分B.被控对象C.检测元件答案：A。自动控制系统方块图中的方块代表系统的各个组成部分，它可以是被控对象、检测元件、控制器、执行器等，而不只是特指被控对象或检测元件。3.串级控制系统中，主控制器的正反作用取决于（）。A.主对象B.副控制器C.副对象答案：A。主控制器的正反作用取决于主对象的特性。根据主对象的增益正负来确定主控制器的正反作用，以保证整个串级控制系统的稳定性和控制效果。4.用于迅速启闭的切断阀或两位式调节阀应选择（）特性的调节阀。A.快开特性B.等百分比特性C.线性答案：A。快开特性的调节阀在开度较小时流量就有较大的变化，能迅速实现启闭，适用于迅速启闭的切断阀或两位式调节阀。等百分比特性调节阀主要用于流量变化范围大且需要精确控制的场合；线性特性调节阀则适用于负荷变化较小、工艺要求不高的场合。5.调节阀在信号下限或上限处的基本误差为（）。A.调节阀的基本误差B.调节阀回差C.调节阀始、终点偏差答案：C。调节阀在信号下限或上限处的基本误差是调节阀始、终点偏差。调节阀的基本误差是指调节阀在规定的条件下，全行程范围内的最大误差；调节阀回差是指调节阀在正反行程中同一输入信号下输出信号的差值。6.自动控制系统按（）来分类，可以分为比例、比例积分、比例微分、比例积分微分等控制系统。A.操纵变量B.被控变量C.控制规律答案：C。按照控制规律，自动控制系统可分为比例、比例积分、比例微分、比例积分微分等控制系统。操纵变量是控制系统中用于改变被控变量的物理量；被控变量是需要被控制的物理量。7.简单控制系统中调节对象环节作用方向确定的方法，正作用是（）。A.操纵变量增加被控变量增加B.操纵变量增加被控变量减小C.操纵变量减小被控变量增加答案：A。在简单控制系统中，正作用是指操纵变量增加时，被控变量也增加；反作用则是操纵变量增加时，被控变量减小。8.调节阀阀内件材料一般为（）。A.铸铁B.不锈钢C.铸钢答案：B。调节阀阀内件直接与介质接触，需要具有良好的耐腐蚀性、耐磨性等性能。不锈钢具有较好的耐腐蚀性和机械性能，适合作为阀内件材料。铸铁和铸钢的耐腐蚀性相对较差。9.当电动执行机构的不灵敏区太小时，执行机构将出现（）。A.实际定位与信号不符B.停止C.振荡答案：C。当电动执行机构的不灵敏区太小时，执行机构对微小的信号变化也会做出响应，容易导致执行机构频繁动作，从而出现振荡现象。10.对于西门子S7系列PLC系统，执行下载时CPU的模式开关不能在（）状态。A.RUNB.STOPC.MRES答案：A。在西门子S7系列PLC系统中，执行下载时CPU的模式开关不能在RUN状态，应置于STOP状态，MRES是用于复位CPU的操作。二、多项选择题1.串级控制系统的特点有（）。A.能迅速克服进入副回路的干扰B.能改善被控对象的特性C.主控制器对副变量无直接控制作用D.具有一定的自适应能力答案：ABCD。串级控制系统中，副回路能够迅速克服进入副回路的干扰；通过副回路的作用可以改善被控对象的特性；主控制器输出作用于副控制器，对副变量无直接控制作用；并且串级控制系统具有一定的自适应能力，能较好地适应负荷和操作条件的变化。2.调节阀的流量特性有（）。A.线性B.等百分比C.快开D.抛物线答案：ABCD。调节阀的流量特性常见的有线性、等百分比、快开和抛物线四种。线性特性调节阀的流量与开度成线性关系；等百分比特性调节阀的相对流量变化与相对开度变化成等百分比关系；快开特性调节阀在小开度时流量变化大；抛物线特性调节阀的流量特性介于线性和等百分比之间。3.自动控制系统的基本组成部分包括（）。A.被控对象B.检测元件与变送器C.控制器D.执行器答案：ABCD。自动控制系统由被控对象、检测元件与变送器、控制器和执行器四个基本部分组成。检测元件与变送器负责检测被控变量并将其转换为标准信号；控制器根据检测信号与设定值的偏差进行运算并输出控制信号；执行器根据控制信号改变操纵变量；被控对象是被控制的设备或过程。4.以下属于可编程控制器（PLC）的编程语言的有（）。A.梯形图语言B.指令表语言C.功能块图语言D.高级语言答案：ABC。可编程控制器（PLC）常见的编程语言有梯形图语言、指令表语言和功能块图语言。梯形图语言形象直观，类似于继电器控制电路；指令表语言是一种助记符形式的编程语言；功能块图语言以功能块为基本元素来表示控制逻辑。高级语言一般不用于PLC编程。5.选择执行器时应考虑的因素有（）。A.工艺生产过程的要求B.被控对象的特性C.执行器的工作环境D.经济性答案：ABCD。选择执行器时需要综合考虑工艺生产过程的要求，如流量、压力等控制要求；被控对象的特性，如惯性、滞后等；执行器的工作环境，如温度、湿度、腐蚀等；以及经济性，包括购买成本、运行成本等。三、判断题1.比例控制的特点是控制作用及时，但会产生余差。（）答案：正确。比例控制根据偏差的大小成比例地输出控制信号，控制作用及时。但由于比例控制不能消除静态偏差，所以会产生余差。2.调节阀的气开、气关选择主要根据工艺生产的安全要求来确定。（）答案：正确。在选择调节阀的气开、气关形式时，主要考虑工艺生产的安全要求。例如，在某些情况下，当气源中断时，调节阀应处于打开状态以保证设备安全，此时应选择气关阀；反之，则选择气开阀。3.串级控制系统中主回路是一个定值控制系统，副回路是一个随动控制系统。（）答案：正确。串级控制系统中，主回路的设定值是固定的，是定值控制系统；副回路的设定值由主控制器的输出决定，跟随主控制器的输出变化，是随动控制系统。4.可编程控制器（PLC）只能用于开关量控制，不能用于模拟量控制。（）答案：错误。可编程控制器（PLC）不仅可以用于开关量控制，还可以通过模拟量输入输出模块实现模拟量控制，如对温度、压力、流量等模拟量的控制。5.自动控制系统的过渡过程是指系统从一个平衡状态过渡到另一个平衡状态的过程。（）答案：正确。自动控制系统在受到干扰或设定值改变后，会从原来的平衡状态过渡到新的平衡状态，这个过程就是过渡过程。四、简答题1.简述比例、积分、微分控制规律的特点。比例控制规律的特点：控制作用及时，能迅速响应偏差的变化，使系统的被控变量朝着减小偏差的方向变化。但比例控制不能消除余差，当系统存在负荷变化等干扰时，会存在一定的稳态误差。积分控制规律的特点：积分控制可以消除余差，只要偏差存在，积分作用就会不断积累，直到偏差为零。但积分控制作用具有滞后性，响应速度较慢，可能会导致系统的稳定性下降。微分控制规律的特点：微分控制根据偏差的变化率来输出控制信号，能提前预测偏差的变化趋势，对急剧变化的偏差有较强的抑制作用，可改善系统的动态性能，提高系统的稳定性和响应速度。但微分控制对噪声比较敏感，单独使用时效果不佳。2.说明调节阀气开、气关形式的选择原则。调节阀气开、气关形式的选择主要依据工艺生产的安全要求，具体原则如下：（1）从工艺角度考虑，当气源中断时，调节阀的开闭状态应能保证设备和人员的安全。例如，在加热炉的燃料气调节中，为了防止在气源中断时燃料气继续流入炉内而发生爆炸等危险，应选择气开阀，这样气源中断时调节阀关闭。（2）从保证产品质量的角度考虑。如果在气源中断时，调节阀处于打开状态能保证产品质量，则选择气关阀；反之，则选择气开阀。例如，在精馏塔的进料调节中，若进料量过大可能会影响产品质量，当气源中断时希望调节阀关闭，此时应选择气开阀。（3）从降低经济损失的角度考虑。若调节阀处于某一特定状态（开或关）能减少经济损失，则选择相应的气开或气关形式。例如，在输送贵重液体的管道中，为了避免在气源中断时液体泄漏造成经济损失，可选择气关阀。3.简述串级控制系统的工作原理和优点。工作原理：串级控制系统由主、副两个回路组成。主控制器根据主被控变量的测量值与设定值的偏差进行运算，其输出作为副控制器的设定值。副控制器根据副被控变量的测量值与副设定值的偏差进行运算，输出控制信号去驱动执行器，改变操纵变量，从而对主、副被控变量进行控制。副回路能迅速克服进入副回路的干扰，主回路则根据主被控变量的变化进行进一步的调节，以保证主被控变量满足工艺要求。优点：（1）能迅速克服进入副回路的干扰。由于副回路的存在，当干扰进入副回路时，副控制器能及时进行调节，减小干扰对主被控变量的影响。（2）能改善被控对象的特性。副回路可以等效为一个新的被控对象，其时间常数减小，使系统的响应速度加快，提高了系统的控制质量。（3）具有一定的自适应能力。串级控制系统可以根据负荷和操作条件的变化自动调整控制参数，以适应不同的工况。（4）对负荷和操作条件的变化有较强的适应能力。当负荷或操作条件发生变化时，主控制器可以根据主被控变量的变化调整副控制器的设定值，使系统能保持较好的控制效果。五、计算题1.某比例控制器的比例度为50%，当输入信号从20%变化到40%时，求控制器的输出变化量。解：比例度δ的计算公式为：$\delta=\frac{\Deltae/e_{max}}{\Deltau/u_{max}}\times100\%$，其中$\Deltae$为输入信号的变化量，$e_{max}$为输入信号的最大变化范围，$\Deltau$为输出信号的变化量，$u_{max}$为输出信号的最大变化范围。已知比例度$\delta=50\%$，输入信号从20%变化到40%，则$\Deltae=(40-20)\%=20\%$，通常输入信号和输出信号的最大变化范围都为100%，即$e_{max}=u_{max}=100\%$。将已知值代入比例度公式可得：$50\%=\frac{20\%/100\%}{\Deltau/100\%}$，解得$\Deltau=40\%$。所以，控制器的输出变化量为40%。2.某控制系统采用比例积分控制器，比例度为60%，积分时间为2min。当输入一个幅值为2mA的阶跃信号时，求4min后控制器的输出变化量。解：比例积分控制器的输出表达式为：$u(t)=K_pe(t)+\frac{K_p}{T_i}\int_{0}^{t}e(\tau)d\tau$，其中$K_p$为比例增益，$T_i$为积分时间，$e(t)$为输入偏差信号。比例度$\delta$与比例增益$K_p$的关系为：$K_p=\frac{1}{\delta}$，已知$\delta=60\%$，则$K_p=\frac{1}{0.6}=\frac{5}{3}$。输入为幅值$A=2mA$的阶跃信号，即$e(t)=2mA$（$t