2025年高职（机电一体化技术）工业自动化控制试题及解析.doc

2025年高职（机电一体化技术）工业自动化控制试题及解析

（考试时间：90分钟 满分100分）
班级______ 姓名______

第I卷（选择题 共40分）
（总共8题，每题5分，每题只有一个正确答案，请将正确答案填在括号内）
w1. 工业自动化控制系统中，反馈控制的核心作用是（ ）
A. 消除干扰影响 B. 快速响应输入信号 C. 实现系统的高精度定位 D. 提高系统的稳定性
w2. 以下哪种传感器常用于检测物体的位置和位移（ ）
A. 温度传感器 B. 压力传感器 C. 光电传感器 D. 加速度传感器
w3. 在PID控制算法中，积分环节的作用是（ ）
A. 快速响应偏差 B. 消除系统稳态误差 C. 抑制系统的超调 D. 提高系统的响应速度
w4. 工业自动化中，PLC的编程语言不包括（ ）
A. 梯形图 B. 指令表 C. C语言 D. 功能块图
w5. 以下关于工业以太网的描述，错误的是（ ）
A. 传输速度快 B. 抗干扰能力强 C. 不适用于复杂工业环境 D. 可实现设备之间的高速通信
w6. 自动化生产线中，用于协调各工位动作的装置是（ ）
A. 传感器 B. 控制器 C. 执行器 D. 工业机器人
w7. 下列哪种控制算法能够根据系统的当前状态自动调整控制参数（ ）
A. 开环控制 B. 自适应控制 C. 比例控制 D. 微分控制
w8. 工业自动化控制系统的可靠性主要取决于（ ）
A. 设备的价格 B. 系统的复杂程度 C. 组成系统的各个部件的可靠性 D. 操作人员的技能水平

第II卷（非选择题 共60分）
w9. （10分）简述工业自动化控制系统的组成部分及其功能。

w10. （15分）说明光电传感器的工作原理，并举例说明其在工业自动化中的应用。

材料：某工业自动化生产线上，需要对产品的尺寸进行精确检测。采用激光位移传感器进行测量，当产品尺寸在规定范围内时，生产线正常运行；当产品尺寸超出范围时，生产线自动停止。
w11. （15分）请分析该尺寸检测控制系统的工作过程，并说明激光位移传感器在其中的作用。

材料：在一个基于PLC控制的电机调速系统中，通过改变电机的供电频率来实现调速。PLC采集电机的转速信号，并根据设定的转速值进行PID控制，调整变频器的输出频率。
w12. （20分）画出该电机调速系统的控制原理图，并说明PID控制在系统中的具体实现过程。

答案：
w1. A
w2. C
w3. B
w4. C
w5. C
w6. B
w7. B
w8. C
w9. 工业自动化控制系统主要由控制器、传感器、执行器和被控对象组成。控制器是系统的核心，负责接收传感器的信号，进行运算处理，并发出控制指令；传感器用于检测被控对象的各种状态参数，如温度、压力、位置等，并将其转换为电信号传送给控制器；执行器根据控制器的指令，对被控对象进行操作，如电机的启动、停止、调速等；被控对象则是被控制的设备或过程。
w10. 光电传感器利用光电器件将光信号转换为电信号来检测物体。工作原理是当光照射到光电器件上时，会引起其电学特性的变化，从而产生电信号。在工业自动化中，可用于产品计数，如在流水线上检测产品的通过数量；也可用于位置检测，如检测传送带上产品的位置是否正确等。
w11. 工作过程：激光位移传感器实时测量产品尺寸并将信号传送给控制系统。控制系统将测量值与规定范围比较，若在范围内，发出正常运行指令；超出范围则发出停止指令。激光位移传感器的作用是精确测量产品尺寸，为控制系统提供准确的测量数据，以便做出正确的控制决策。
w12. 控制原理图：PLC采集电机转速信号，与设定值比较得到偏差，经过PID运算后输出控制信号给变频器，变频器根据信号调整电机供电频率实现调速。PID控制实现过程：比例环节根据偏差大小输出控制量，快速响应偏差；积分环节消除稳态误差；微分环节根据偏差变化率提前调整控制量，综合三者作用使电机转速快速稳定跟踪设定值。