工业自动化控制系统知识复习要点及模拟试卷库

工业自动化控制系统知识复习要点及模拟试卷库姓名_________________________地址_______________________________学号______________________-------------------------------密-------------------------封----------------------------线--------------------------1.请首先在试卷的标封处填写您的姓名，身份证号和地址名称。2.请仔细阅读各种题目，在规定的位置填写您的答案。一、选择题1.工业自动化控制系统主要由哪些部分组成？

A.控制器、传感器、执行器、控制算法

B.传感器、执行器、计算机、通信系统

C.控制器、执行器、电源、保护装置

D.传感器、计算机、执行器、控制系统软件

2.PLC编程语言有哪些？

A.梯形图、指令列表、结构化文本、功能块图

B.高级语言、汇编语言、C语言、Java

C.汇编语言、机器语言、高级语言、结构化文本

D.梯形图、功能块图、指令列表、高级语言

3.DCS系统的特点是什么？

A.可靠性高、分布式控制、人机界面友好

B.灵活性强、易于扩展、支持多种通信协议

C.系统集中控制、易于维护、成本较低

D.开放式系统、可集成第三方设备、易于升级

4.伺服电机的控制方式有哪些？

A.脉冲宽度调制（PWM）、模拟控制、矢量控制

B.定子绕组控制、转子绕组控制、电流控制

C.定频控制、变频控制、相位控制

D.速度控制、位置控制、力矩控制

5.传感器按照作用原理可以分为哪些类型？

A.光电式、磁电式、压电式、热电式

B.磁敏式、热敏式、光电式、机械式

C.电磁式、压力式、流量式、温度式

D.转换式、放大式、补偿式、检测式

6.电气控制系统按照控制方式可以分为哪些类型？

A.开环控制系统、闭环控制系统、自适应控制系统

B.定量控制系统、定性控制系统、智能控制系统

C.模拟控制系统、数字控制系统、混合控制系统

D.人工控制系统、半自动控制系统、全自动控制系统

7.可编程控制器（PLC）的基本结构包括哪些？

A.处理单元（CPU）、存储器、输入输出模块、电源模块

B.显示屏、键盘、CPU模块、通信模块

C.传感器、执行器、编程器、电源

D.模拟输入/输出模块、数字输入/输出模块、计数器/定时器模块、特殊功能模块

8.模拟量控制系统与数字量控制系统的主要区别是什么？

A.控制信号类型：模拟量与数字量

B.控制精度：模拟量更高

C.系统复杂性：模拟量系统更复杂

D.系统成本：模拟量系统更昂贵

答案及解题思路：

1.答案：B

解题思路：工业自动化控制系统包括传感器、执行器、计算机（含PLC等）以及通信系统，以实现控制目的。

2.答案：A

解题思路：PLC编程语言主要包括梯形图、指令列表、结构化文本和功能块图，这些语言针对PLC编程的特点进行了优化。

3.答案：A

解题思路：DCS系统以其高可靠性、分布式控制和人机界面友好等特点在工业领域得到广泛应用。

4.答案：A

解题思路：伺服电机的控制方式主要有PWM、模拟控制和矢量控制，这些方式可以实现电机的精确控制。

5.答案：A

解题思路：传感器按照作用原理可以分为光电式、磁电式、压电式和热电式等，不同原理的传感器适用于不同的检测环境。

6.答案：A

解题思路：电气控制系统按照控制方式可以分为开环、闭环和自适应控制系统，其中闭环系统具有反馈调节功能，提高控制精度。

7.答案：A

解题思路：PLC的基本结构包括CPU、存储器、输入输出模块和电源模块，这些模块协同工作以实现控制功能。

8.答案：A

解题思路：模拟量控制系统与数字量控制系统的主要区别在于控制信号的类型，模拟量控制系统使用连续的模拟信号，而数字量控制系统使用离散的数字信号。二、填空题1.工业自动化控制系统的主要功能包括数据采集、过程控制、操作指导和生产管理。

2.PLC编程软件一般包括编辑器、编译器、监控/调试器和项目管理器等模块。

3.DCS系统的硬件组成主要包括现场控制器、人机界面、通信网络和操作站。

4.伺服电机按照控制方式可以分为位置控制伺服电机和速度控制伺服电机两种类型。

5.传感器按照作用原理可以分为电阻式传感器、电感式传感器、电容式传感器和磁电式传感器等类型。

6.电气控制系统按照控制方式可以分为手动控制、自动控制、程序控制和集中控制等类型。

7.可编程控制器（PLC）的基本结构包括输入模块、输出模块、处理单元和电源模块。

8.模拟量控制系统与数字量控制系统的主要区别在于输入和输出信号的类型和精度。

答案及解题思路：

1.工业自动化控制系统的主要功能

答案：数据采集、过程控制、操作指导、生产管理

解题思路：根据工业自动化控制系统的定义，其主要功能应包括对生产过程的数据采集、实现精确的过程控制、提供操作指导以及进行生产管理。

2.PLC编程软件的模块

答案：编辑器、编译器、监控/调试器、项目管理器

解题思路：PLC编程软件的模块设计应包括用于代码编辑、编译的编辑器，监控和调试程序的监控/调试器，以及项目管理器等。

3.DCS系统的硬件组成

答案：现场控制器、人机界面、通信网络、操作站

解题思路：DCS系统通常由现场控制器负责实际控制，人机界面提供操作人员与系统交互的平台，通信网络实现各部分之间的数据交换，操作站则是操作人员的主要工作界面。

4.伺服电机的控制方式

答案：位置控制伺服电机、速度控制伺服电机

解题思路：伺服电机的主要控制方式包括位置控制和速度控制，这两种方式分别应用于需要精确位置控制和速度控制的场合。

5.传感器的类型

答案：电阻式传感器、电感式传感器、电容式传感器、磁电式传感器

解题思路：传感器的分类依据其工作原理，这些是常见的传感器类型，各自基于不同的物理效应进行信号转换。

6.电气控制系统的控制方式

答案：手动控制、自动控制、程序控制、集中控制

解题思路：电气控制系统的控制方式多种多样，包括简单的手动控制、自动化的控制、按照预设程序进行的程序控制和集中的控制方式。

7.可编程控制器（PLC）的基本结构

答案：输入模块、输出模块、处理单元、电源模块

解题思路：PLC的基本结构包括处理输入信号和输出信号的模块，以及进行逻辑处理的处理单元和提供电能的电源模块。

8.模拟量控制系统与数字量控制系统的区别

答案：输入和输出信号的类型和精度

解题思路：模拟量控制系统处理的是连续的模拟信号，而数字量控制系统处理的是离散的数字信号。两者的精度也有所不同。三、判断题1.工业自动化控制系统主要由硬件和软件两部分组成。（√）

解题思路：工业自动化控制系统的基本组成部分是硬件，如传感器、执行器等，以及软件，如控制系统软件、PLC编程软件等。

2.PLC编程语言包括梯形图、功能块图、指令表和结构文本。（√）

解题思路：PLC编程语言确实包括这些常见的编程方式，每种语言都有其特定的应用场景和优点。

3.DCS系统的硬件组成主要包括现场控制站、操作站、通信网络和工程师站。（√）

解题思路：DCS（DistributedControlSystem，分布式控制系统）通常由这些基本组件构成，以保证分散的控制和集中的监控。

4.伺服电机按照控制方式可以分为开环控制和闭环控制两种类型。（√）

解题思路：伺服电机通常根据其控制方式分为开环和闭环，闭环控制提供更高的精度和稳定性。

5.传感器按照作用原理可以分为电阻式、电容式、电感式和光电式等类型。（√）

解题思路：传感器的分类是根据其工作原理和检测物理量的不同而划分的。

6.电气控制系统按照控制方式可以分为手动控制、自动控制和远程控制。（√）

解题思路：电气控制系统的控制方式确实是按照操作方式的不同进行分类的。

7.可编程控制器（PLC）的基本结构包括输入模块、输出模块、处理单元和电源模块。（√）

解题思路：PLC的基本结构包括这些模块，每个模块都承担着特定的功能。

8.模拟量控制系统与数字量控制系统的主要区别在于控制信号的形式。（×）

解题思路：模拟量控制系统与数字量控制系统的主要区别不仅仅在于信号形式，还在于信号的连续性和处理方式。模拟量信号是连续的，而数字量信号是离散的。四、简答题1.简述工业自动化控制系统的基本组成。

答案：

工业自动化控制系统的基本组成包括以下几部分：

控制对象：被控制系统，如生产线、设备等。

控制器：根据控制策略和输入信号，输出控制信号对控制对象进行控制的装置。

传感器：检测控制对象状态，将物理量转换为电信号的装置。

执行器：根据控制器输出的控制信号，对控制对象进行操作的装置。

人机界面：用于操作人员与控制系统交互的界面。

解题思路：

首先明确工业自动化控制系统的定义，然后分别描述组成该系统的各个部分及其功能。

2.简述PLC编程软件的主要功能。

答案：

PLC编程软件的主要功能包括：

编程：提供编程语言，如梯形图、指令列表等，用于编写PLC程序。

编译：将编程语言编写的程序编译成机器码，以便PLC执行。

监控：实时监控PLC程序运行状态，如输入、输出、报警等信息。

调试：对PLC程序进行调试，查找并修复错误。

仿真：模拟PLC程序运行过程，验证程序的正确性。

解题思路：

首先了解PLC编程软件的定义，然后列举其主要功能，包括编程、编译、监控、调试和仿真。

3.简述DCS系统的特点。

答案：

DCS系统的特点

分布式控制：控制功能分散在多个控制站，提高系统的可靠性和冗余性。

开放性：采用标准通信协议，便于与其他系统进行集成。

可扩展性：可根据需求增加或减少控制站，提高系统的灵活性。

高可靠性：采用冗余设计，保证系统稳定运行。

易于维护：采用模块化设计，便于维护和升级。

解题思路：

首先了解DCS系统的定义，然后列举其特点，包括分布式控制、开放性、可扩展性、高可靠性和易于维护。

4.简述伺服电机的控制方式。

答案：

伺服电机的控制方式主要包括以下几种：

位置控制：根据设定位置和实际位置之间的偏差，调整电机转速和方向。

速度控制：根据设定速度和实际速度之间的偏差，调整电机转速。

功率控制：根据设定功率和实际功率之间的偏差，调整电机输出功率。

解题思路：

首先了解伺服电机的定义，然后列举其控制方式，包括位置控制、速度控制和功率控制。

5.简述传感器的分类。

答案：

传感器按照检测原理可分为以下几类：

电阻式传感器：利用电阻值变化进行检测。

电容式传感器：利用电容值变化进行检测。

电感式传感器：利用电感值变化进行检测。

压电式传感器：利用压电效应进行检测。

光电式传感器：利用光电效应进行检测。

解题思路：

首先了解传感器的定义，然后列举其分类，包括电阻式、电容式、电感式、压电式和光电式传感器。

6.简述电气控制系统的分类。

答案：

电气控制系统按照控制方式可分为以下几类：

开环控制系统：没有反馈环节，控制精度较低。

闭环控制系统：具有反馈环节，控制精度较高。

模拟控制系统：采用模拟信号进行控制。

数字控制系统：采用数字信号进行控制。

解题思路：

首先了解电气控制系统的定义，然后列举其分类，包括开环控制系统、闭环控制系统、模拟控制系统和数字控制系统。

7.简述可编程控制器（PLC）的基本结构。

答案：

可编程控制器（PLC）的基本结构包括以下几部分：

处理单元（CPU）：负责执行程序和控制操作。

存储器：存储PLC程序和运行数据。

输入/输出接口：连接外部设备和PLC，实现输入/输出信号交换。

电源模块：为PLC提供稳定电源。

模块化设计：便于扩展和升级。

解题思路：

首先了解可编程控制器（PLC）的定义，然后列举其基本结构，包括处理单元、存储器、输入/输出接口、电源模块和模块化设计。

8.简述模拟量控制系统与数字量控制系统的区别。

答案：

模拟量控制系统与数字量控制系统的区别

信号类型：模拟量控制系统采用模拟信号，数字量控制系统采用数字信号。

控制精度：模拟量控制系统控制精度较高，数字量控制系统控制精度较低。

抗干扰能力：模拟量控制系统抗干扰能力较差，数字量控制系统抗干扰能力较强。

可靠性：模拟量控制系统可靠性较低，数字量控制系统可靠性较高。

解题思路：

首先了解模拟量控制系统和数字量控制系统的定义，然后列举其区别，包括信号类型、控制精度、抗干扰能力和可靠性。五、论述题1.论述工业自动化控制系统在工业生产中的应用。

工业自动化控制系统在工业生产中的应用广泛，以下为几个主要应用领域：

提高生产效率：通过自动化控制，减少人工操作，提高生产速度和准确性。

降低生产成本：减少人力成本，降低能源消耗，提高资源利用率。

提高产品质量：自动化控制系统能够实现精确控制，减少人为误差，提高产品质量。

安全防护：自动化控制系统可以实时监控生产过程，保证生产安全。

2.论述PLC在工业自动化控制系统中的作用。

PLC（可编程逻辑控制器）在工业自动化控制系统中的作用主要包括：

逻辑控制：实现复杂的逻辑运算，控制生产流程。

顺序控制：按照预设程序控制生产设备的启动、停止和切换。

数据处理：采集、处理和存储生产过程中的数据，为生产管理提供依据。

人机交互：提供友好的用户界面，便于操作人员监控和控制生产过程。

3.论述DCS系统在工业自动化控制系统中的应用。

DCS（分布式控制系统）在工业自动化控制系统中的应用包括：

过程控制：实现对生产过程中各个参数的实时监控和调节。

集中管理：集中管理各个生产环节，提高生产效率。

数据集成：集成各种数据源，实现数据共享和交换。

远程监控：实现对生产过程的远程监控和管理。

4.论述伺服电机在工业自动化控制系统中的应用。

伺服电机在工业自动化控制系统中的应用包括：

精准定位：实现高精度定位，满足工业生产对位置控制的严格要求。

速度控制：实现精确的速度控制，满足生产过程中的动态需求。

力矩控制：实现精确的力矩控制，提高生产设备的稳定性和可靠性。

5.论述传感器在工业自动化控制系统中的应用。

传感器在工业自动化控制系统中的应用包括：

实时监测：实时监测生产过程中的各种参数，如温度、压力、流量等。

数据采集：采集生产过程中的各种数据，为控制系统提供依据。

故障预警：及时发觉并预警生产过程中的异常情况，防止发生。

6.论述电气控制系统在工业自动化控制系统中的应用。

电气控制系统在工业自动化控制系统中的应用包括：

设备控制：实现对生产设备的开关、启动、停止等控制。

保护装置：实现对生产设备的过载、短路等保护。

人机界面：提供友好的操作界面，便于操作人员监控和控制生产过程。

7.论述可编程控制器（PLC）在工业自动化控制系统中的应用。

PLC在工业自动化控制系统中的应用与第2点论述内容相同。

8.论述模拟量控制系统与数字量控制系统的优缺点。

模拟量控制系统与数字量控制系统的优缺点

模拟量控制系统：

优点：响应速度快，控制精度高。

缺点：抗干扰能力差，成本较高。

数字量控制系统：

优点：抗干扰能力强，成本较低。

缺点：响应速度较慢，控制精度相对