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2025年高职化工自动化技术（化工自动化应用）试题及答案

（考试时间：90分钟 满分100分）
班级______ 姓名______

第I卷（总共5题，每题4分，每题只有一个正确答案，请将正确答案填在括号内）

1. 化工自动化中，能将被控变量按一定规律变化的信号称为（ ）。
A. 给定值
B. 测量值
C. 操纵变量
D. 干扰变量

2. 以下哪种控制规律能有效消除系统的稳态误差（ ）。
A. P控制
B. PI控制
C. PD控制
D. PID控制

3. 被控对象的特性是指被控对象输入与输出之间的（ ）。
A. 数学关系
B. 物理关系
C. 化学关系
D. 逻辑关系

4. 在控制系统中，控制器的输出信号经过（ ）后作用于执行器。
A. 放大器
B. 转换器
C. 调节阀
D. 变送器

5. 自动化仪表按能源分类，不属于此类的是（ ）。
A. 气动仪表
B. 电动仪表
C. 液动仪表
D. 智能仪表

第II卷

一、填空题（总共5题，每题4分，请将答案填在横线上）

1. 化工自动化的主要内容包括自动检测、自动保护、自动操纵和______。

2. 控制系统的过渡过程有非周期衰减、衰减振荡、等幅振荡和______四种形式。

3. 比例控制规律中，比例系数Kp越大，系统的响应速度越______。

4. 执行器由执行机构和______两部分组成。

5. 仪表的精度等级是根据仪表的______来划分的。

二、简答题（总共2题，每题10分）

1. 简述化工自动化的重要意义。

2. 说明PID控制中比例、积分、微分控制作用的特点。

三、分析题（总共1题，每题12分）
有一温度控制系统，工艺要求温度保持在60℃。当系统运行时，温度出现波动，有时高于60℃，有时低于60℃。分析可能导致温度波动的原因，并提出改进措施。

四、案例分析题（总共1题，每题16分）
某化工生产过程中，采用了流量控制系统。在一次生产运行中，发现流量波动较大，影响了产品质量。通过检查发现，流量变送器出现故障，测量值不准确。已知该流量控制系统采用PID控制。请分析故障对系统的影响，并提出解决方案。
材料：该流量控制系统的设定值为50m³/h，正常运行时流量稳定在设定值附近。当流量变送器故障后，流量出现大幅波动，最低到30m³/h，最高到70m³/h。

五、设计题（总共1题，每题18分）
设计一个简单的液位控制系统，要求液位保持在某一设定值。画出控制系统的原理图，并说明各组成部分的作用。
材料：已知有一个储液罐，需要将液位控制在5m高度。可以选用的设备有液位变送器、控制器、调节阀等。

答案：
第I卷：1. A 2. B 3. A 4. B 5. D
第II卷：一、1. 自动控制 2. 发散振荡 3. 快 4. 调节机构 5. 最大引用误差
二、1. 提高生产效率、保证产品质量、降低生产成本、确保生产安全等。2. 比例控制作用能快速响应偏差，使系统有较快的动作速度；积分控制作用能消除稳态误差；微分控制作用能改善系统的动态性能，抑制偏差的变化。
三、原因可能有：温度传感器不准确、控制器参数不合适、环境温度变化、加热或冷却设备故障等。改进措施：校准温度传感器、调整控制器参数、改善环境温度影响、检查加热或冷却设备并维修。
四、故障影响：测量值不准确导致控制器不能准确调节流量，流量大幅波动。解决方案：更换流量变送器，重新校准测量值，调整PID控制器参数，使其适应新的测量值。
五、原理图：液位变送器测量液位高度并将信号传至控制器，控制器根据设定值与测量值的偏差发出控制信号，控制调节阀调节进液或出液量，从而保持液位稳定。液位变送器作用是测量液位；控制器作用是比较设定值与测量值并发出控制信号；调节阀作用是调节液体流量。