宁夏自动化结业考试难题核心及答案

宁夏自动化结业考试难题核心及答案考试时间：120分钟满分：100分适用范围：宁夏自动化专业结业考核、岗位技能提升一、单项选择题（共25题，每题1.5分，共37.5分，每题只有一个正确答案）1.下列关于PLC梯形图的说法，错误的是（）A.梯形图基于继电器逻辑电路演变而来，可读性强B.梯形图中触点可无限次串联或并联，无数量限制C.线圈只能放在梯形图的最右侧，不能直接接在左侧母线D.梯形图的执行顺序是从左到右、从上到下逐行扫描2.直流调速系统中，晶闸管整流电路的触发角α增大时，输出电压（）A.增大B.减小C.不变D.先增大后减小3.下列不属于自动控制系统基本组成部分的是（）A.被控对象B.控制器C.执行器D.显示器4.闭环控制系统与开环控制系统的核心区别是（）A.是否有执行器B.是否有反馈环节C.是否有控制器D.是否有被控对象5.交流异步电动机变频调速中，若保持U/f不变，随着频率降低，电动机的（）A.转速升高，转矩减小B.转速降低，转矩基本不变C.转速升高，转矩增大D.转速降低，转矩增大6.下列关于PID控制器的说法，正确的是（）A.P控制器可消除稳态误差B.I控制器可加快响应速度C.D控制器可抑制系统震荡D.PID控制器结合了P、I、D三者的优势7.工业上常用的温度传感器中，适合测量高温（＞1000℃）的是（）A.热敏电阻B.热电偶C.热电阻D.红外测温仪8.下列哪种信号属于模拟量信号（）A.开关的通断信号B.电机的启停信号C.温度0-100℃的连续信号D.计数器的计数信号9.PLC的I/O接口中，输入接口的作用是（）A.将PLC内部信号输出到外部执行器B.将外部信号传入PLC内部C.实现模拟量与数字量的转换D.保护PLC内部电路10.自动控制系统中，稳态误差是指（）A.系统达到稳态时，被控量与给定值的差值B.系统启动时，被控量的最大波动值C.系统运行中，被控量的瞬时变化值D.控制器输出信号与输入信号的差值11.下列关于变频器的说法，错误的是（）A.变频器可实现交流电动机的无级调速B.变频器具有过流、过载保护功能C.变频器输出频率越高，电机转速越慢D.变频器可降低电机启动时的冲击电流12.压力传感器中，基于压电效应工作的是（）A.电容式压力传感器B.压电式压力传感器C.电阻式压力传感器D.电感式压力传感器13.PLC的程序执行周期主要取决于（）A.程序的长度B.输入信号的数量C.输出信号的数量D.电源电压的稳定性14.下列属于恒值控制系统的是（）A.电梯升降控制系统B.恒温水箱温度控制系统C.数控机床进给控制系统D.机器人轨迹控制系统15.晶闸管导通的条件是（）A.阳极加正向电压，门极加反向电压B.阳极加反向电压，门极加正向电压C.阳极加正向电压，门极加正向触发电压D.阳极加反向电压，门极加反向触发电压16.下列关于伺服系统的说法，正确的是（）A.伺服系统仅用于位置控制B.伺服电机的转速与控制信号成正比C.伺服系统无反馈环节D.伺服系统的控制精度低于普通调速系统17.工业控制中，常用的通信协议中，属于现场总线协议的是（）A.TCP/IPB.RS-232C.ModbusD.USB18.下列哪种控制器可实现无静差控制（）A.P控制器B.PI控制器C.PD控制器D.比例控制器19.电感式接近开关的检测对象是（）A.金属物体B.非金属物体C.液体D.气体20.PLC中，定时器的作用是（）A.统计脉冲信号的数量B.实现延时控制C.实现逻辑运算D.转换信号类型21.自动控制系统的动态性能指标不包括（）A.上升时间B.调整时间C.稳态误差D.超调量22.下列关于直流电机调速的说法，错误的是（）A.改变电枢电压可实现无级调速B.改变励磁电流可实现恒功率调速C.电枢串电阻调速属于无级调速D.电枢串电阻调速会降低电机效率23.电容式传感器可用于测量（）A.温度B.压力C.转速D.电流24.PLC的存储器中，用于存储用户程序的是（）A.系统存储器B.用户存储器C.高速缓存D.只读存储器25.下列关于工业自动化仪表的说法，错误的是（）A.变送器可将物理量转换为标准电信号B.控制器可根据反馈信号调整输出C.执行器可直接接收PLC的数字量信号D.显示仪表用于实时显示被控量数值二、多项选择题（共10题，每题2分，共20分，多选、少选、错选均不得分）1.自动控制系统的基本控制方式包括（）A.开环控制B.闭环控制C.复合控制D.手动控制2.PLC的编程语言包括（）A.梯形图B.功能块图C.指令表D.结构化文本3.交流异步电动机变频调速的优点包括（）A.调速范围广B.调速精度高C.节能效果好D.启动电流小4.PID控制器的参数调整原则包括（）A.先比例，后积分，再微分B.比例系数过大易导致系统震荡C.积分时间过长会增大稳态误差D.微分时间过长会降低系统稳定性5.工业上常用的标准模拟量信号包括（）A.0-10V直流电压B.4-20mA直流电流C.0-5V直流电压D.1-5V直流电压6.晶闸管整流电路的主要保护措施包括（）A.过流保护B.过载保护C.过压保护D.欠压保护7.伺服系统的组成包括（）A.伺服电机B.伺服驱动器C.位置传感器D.控制器8.下列属于数字量传感器的是（）A.光电开关B.接近开关C.编码器D.热敏电阻9.PLC的主要性能指标包括（）A.I/O点数B.程序容量C.扫描周期D.指令执行速度10.自动控制系统的稳态性能指标包括（）A.稳态误差B.超调量C.调整时间D.无差度三、判断题（共10题，每题1分，共10分，对的打“√”，错的打“×”）1.闭环控制系统的控制精度一定高于开环控制系统。（）2.PLC的扫描周期越短，系统的响应速度越快。（）3.交流异步电动机变频调速中，频率可调范围越大，调速性能越好。（）4.PI控制器可消除稳态误差，但会降低系统的响应速度。（）5.模拟量信号是连续变化的信号，数字量信号是离散的信号。（）6.晶闸管一旦导通，门极信号就失去控制作用。（）7.电感式接近开关可检测所有金属和非金属物体。（）8.变频器的输出电压和频率可独立调节，互不影响。（）9.PLC的用户程序可通过编程软件修改和下载。（）10.自动控制系统的动态性能越好，稳态性能也一定越好。（）四、简答题（共3题，每题4.5分，共13.5分）1.简述PLC的工作原理及工作过程。2.简述PID控制器中P、I、D三个环节的作用。3.简述交流异步电动机变频调速的基本原理。五、案例分析题（共1题，19分）案例：宁夏某化工厂有一套恒温反应釜控制系统，被控对象为反应釜内温度，给定温度为80℃，要求温度控制精度±1℃。系统采用PLC作为控制器，搭配热电偶温度传感器、电加热丝执行器，构成闭环控制系统。运行过程中，发现系统温度波动较大，超调量达到10℃，且达到稳态的时间过长，存在明显的稳态误差。问题：1.该恒温控制系统中，被控量、给定值、执行器分别是什么？（4分）2.分析该系统温度波动大、超调量过大的可能原因（至少3点）。（6分）3.针对系统存在的稳态误差，应选用哪种控制器替换原有控制器？说明理由。（4分）4.若要进一步优化系统动态性能，减少超调量、缩短调整时间，应如何调整控制器参数？（5分）参考答案一、单项选择题（共25题，每题1.5分，共37.5分）1.B2.B3.D4.B5.B6.D7.B8.C9.B10.A11.C12.B13.A14.B15.C16.B17.C18.B19.A20.B21.C22.C23.B24.B25.C二、多项选择题（共10题，每题2分，共20分）1.ABC2.ABCD3.ABCD4.ABCD5.AB6.ABCD7.ABCD8.ABC9.ABCD10.AD三、判断题（共10题，每题1分，共10分）1.√2.√3.√4.√5.√6.√7.×8.×9.√10.×四、简答题（共3题，每题4.5分，共13.5分）1.工作原理：PLC采用循环扫描工作方式，基于存储程序、循环执行的思想，通过输入接口采集外部信号，执行用户程序进行逻辑运算，再通过输出接口控制外部执行器。（2分）工作过程：分为输入采样、程序执行、输出刷新三个阶段，三个阶段循环往复，构成一个扫描周期。（2.5分，言之有理即可）2.P环节（比例环节）：根据被控量与给定值的偏差大小输出控制信号，偏差越大，输出越大，加快系统响应速度，但无法消除稳态误差。（1.5分）I环节（积分环节）：累积偏差并输出控制信号，可消除稳态误差，但会降低系统响应速度、增大超调量。（1.5分）D环节（微分环节）：根据偏差的变化率输出控制信号，抑制系统震荡，减小超调量，提高系统稳定性，但对干扰信号敏感。（1.5分）3.基本原理：交流异步电动机的转速公式为n=60f(1-s)/p（f为电源频率，p为电机极对数，s为转差率）。（2分）通过变频器改变输入电机的电源频率f，可改变电机转速；同时保持电机定子电压与频率的比值（U/f）不变，保证电机气隙磁通恒定，从而维持电机转矩基本不变，实现无级调速。（2.5分，言之有理即可）五、案例分析题（共1题，19分）1.被控量：反应釜内温度；（1分）给定值：80℃；（1分）执行器：电加热丝。（2分）2.可能原因：（1）PID控制器参数设置不合理，比例系数过大、积分时间过短或微分时间过长；（2分）（2）温度传感器安装位置不当，采集的温度信号存在滞后；（2分）（3）执行器（电加热丝）功率匹配不当，加热速度过快或过慢；（2分）（其他合理答案也可得分）3.选用PI控制器或P