2025年大学大二（自动化）工业仪表控制系统综合测试试题及答案

2025年大学大二（自动化）工业仪表控制系统综合测试试题及答案

（考试时间：90分钟满分100分）班级______姓名______第I卷（选择题共40分）答题要求：本大题共20小题，每小题2分，共40分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。1.以下哪种仪表不属于工业自动化仪表的基本类型？A.温度仪表B.压力仪表C.流量仪表D.家用智能电表2.工业仪表控制系统中，用于检测流量的传感器是？A.热电偶B.热电阻C.涡轮流量计D.电容式传感器3.下列关于PID控制算法的说法，错误的是？A.由比例、积分、微分三个环节组成B.积分环节主要用于消除系统的稳态误差C.微分环节能加快系统的响应速度，减小超调量D.比例系数越大，系统的稳定性越好4.在工业仪表控制系统中，模拟量输入模块的主要功能是？A.将数字信号转换为模拟信号B.将模拟信号转换为数字信号C.对数字信号进行运算处理D.对模拟信号进行放大5.以下哪种编程语言常用于工业仪表控制系统的编程？A.PythonB.JavaC.C++D.LadderDiagram（梯形图）6.工业仪表控制系统中，执行器的作用是？A.检测被控变量B.发出控制信号C.对被控对象施加控制作用D.显示测量结果7.关于传感器的精度，下列说法正确的是？A.精度越高，测量误差越大B.精度与测量范围无关C.精度是衡量传感器测量结果与真实值接近程度的指标D.精度只与传感器的类型有关8.工业仪表控制系统中，用于实现数据通信的接口是？A.USB接口B.RS-485接口C.VGA接口D.HDMI接口9.以下哪种控制方式属于闭环控制？A.开环控制B.前馈控制C.反馈控制D.顺序控制10.在工业仪表控制系统中，用于显示温度的仪表是？A.压力表B.温度计C.流量计D.液位计11.工业仪表控制系统中，控制器的核心部件是？A.微处理器B.存储器C.输入输出接口D.电源模块12.下列关于工业以太网的说法，错误的是？A.采用TCP/IP协议B.传输速率高C.可靠性差D.广泛应用于工业自动化领域13.工业仪表控制系统中，用于控制电机转速的仪表是？A.调速器B.定时器C.计数器D.报警器答案：1.D2.C3.D4.B5.D6.C7.C8.B9.C10.B11.A12.C13.A第II卷（非选择题共60分）（一）填空题（共10分）答题要求：本大题共5小题，每小题2分，共10分。请将答案填写在题中的横线上。1.工业仪表控制系统的基本组成包括______、控制器、执行器和被控对象。2.传感器按测量原理可分为______传感器、______传感器、______传感器等。（写出三种即可）3.PID控制算法中，比例系数Kp增大，系统的响应速度______，超调量______。4.工业仪表控制系统中，常用的数据通信方式有______、______等。（写出两种即可）5.执行器按能源形式可分为______执行器、______执行器、______执行器等。（写出三种即可）（二）简答题（共20分）答题要求：本大题共4小题，每小题5分，共20分。简要回答问题。1.简述工业仪表控制系统的作用。2.说明传感器的选型原则。3.简述PID控制算法的工作原理。4.工业仪表控制系统中，干扰源主要有哪些？（三）分析题（共15分）答题要求：本大题共1小题，15分。分析以下工业仪表控制系统的工作过程。有一个温度控制系统，采用热电偶作为温度传感器，将温度信号转换为电信号后送入模拟量输入模块，经过控制器的PID算法运算后，输出控制信号到电动调节阀，通过调节阀门开度来控制加热设备的温度。（四）材料分析题（共10分）答题要求：本大题共2小题，每小题5分，共10分。阅读以下材料，回答问题。材料：在某化工生产过程中，采用了工业仪表控制系统来监测和控制生产过程中的各种参数。其中，流量仪表用于测量原料的进料流量，压力仪表用于监测反应釜内的压力，温度仪表用于控制反应温度。通过对这些参数的实时监测和精确控制，保证了生产过程的稳定运行和产品质量。1.该化工生产过程中，流量仪表、压力仪表和温度仪表分别起到了什么作用？2.工业仪表控制系统对化工生产过程有什么重要意义？（五）设计题（共5分）答题要求：本大题共1小题，5分。设计一个简单的液位控制系统示意图，说明各组成部分的名称和作用。答案：（一）填空题1.检测变送单元2.电阻式、电容式、电感式、压电式、磁电式（任选三种）3.加快、增大4.工业以太网、RS-４８５总线（任选两种）5.电动、气动、液动（二）简答题1.工业仪表控制系统的作用是对工业生产过程中的各种参数进行检测、显示、控制和调节，以保证生产过程的安全、稳定、高效运行，提高产品质量和生产效率。2.传感器的选型原则包括：测量精度、测量范围、响应速度、稳定性、可靠性、抗干扰能力、安装方式、输出信号形式、价格等。3.PID控制算法的工作原理是：根据系统的偏差，利用比例、积分、微分三个环节对系统进行控制。比例环节根据偏差的大小立即产生控制作用，以减小偏差；积分环节用于消除系统的稳态误差；微分环节能反映偏差信号的变化趋势，加快系统的响应速度，减小超调量。4.工业仪表控制系统中，干扰源主要有：电源干扰、信号干扰、电磁干扰、静电干扰、射频干扰、接地干扰等。（三）分析题该温度控制系统的工作过程如下：热电偶将温度信号转换为电信号后送入模拟量输入模块，模拟量输入模块将模拟信号转换为数字信号并传送给控制器。控制器根据设定的温度值与测量得到的温度值进行比较，产生偏差信号，然后运用PID算法对偏差信号进行运算，得出控制信号。控制信号输出到电动调节阀，电动调节阀根据控制信号调节阀门开度，从而控制加热设备的功率，实现对温度的精确控制。（四）材料分析题1.流量仪表用于测量原料的进料流量，为生产过程提供准确的流量数据，以便控制原料的投入量；压力仪表用于监测反应釜内的压力，确保反应在合适压力条件下进行，保证生产安全；温度仪表用于控制反应温度，使反应能够按照设定的温度进行，从而保证产品质量。2.工业仪表控制系统对化工生产过程具有重要意义。它能够实时监测生产过程中的各种参数，及时发现异常情况并采取措施，保证生产过程的稳定运行。通过精确控制参数，能够提高产品质量的一致性和稳定性，减少次品率。还能提高生产效率，降低生产成本，保障生产安全。（五）设计题液位控制系统示意图：水箱为被控对象，液位传感器用于检测水箱内的液位高度，并将液位信