2025年自動化專業實踐能力考核試題及答案一、選擇題

1.以下哪個不是自動化專業的核心課程？

A.電路原理

B.自動控制原理

C.計算機科學基礎

D.電機學

答案：C

2.在自動化控制系統中，PID控制器的三個參數分別是？

A.Kp、Ki、Kd

B.Kp、Km、Kd

C.Kp、Km、Kc

D.Kp、Ki、Kc

答案：A

3.以下哪種傳感器在測量位移時應用較為廣泛？

A.磁電式傳感器

B.電容式傳感器

C.霍爾傳感器

D.壓力傳感器

答案：B

4.在PLC編程中，以下哪個不是一種基本邏輯指令？

A.AND

B.OR

C.NOT

D.JMP

答案：D

5.以下哪個不是一種常見的工業通信協議？

A.Modbus

B.Profibus

C.CAN

D.HTTP

答案：D

6.在自動化系統中，以下哪種設備不屬于執行機構？

A.電機

B.氣缸

C.液壓缸

D.PLC

答案：D

二、填空題

1.自動化專業的研究對象是__________、__________和__________。

答案：機械系統、電氣系統、控制系統

2.在PID控制器中，Kp代表__________，Ki代表__________，Kd代表__________。

答案：比例增益、積分增益、微分增益

3.在PLC編程中，定時器指令的格式為__________T__________。

答案：T、定時器號

4.以下哪個不是一種常見的工業通信協議？

A.Modbus

B.Profibus

C.CAN

D.FTP

答案：D

5.在自動化系統中，執行機構是將__________轉換為__________的裝置。

答案：電信號、機械運動

6.在PLC編程中，計數器指令的格式為__________C__________。

答案：C、計數器號

三、簡答題

1.簡述自動化專業在工業生產中的應用。

答案：

（1）提高生產效率：自動化設備可以替代人工完成大量重復性工作，提高生產效率。

（2）提高產品質量：自動化設備可以保證生產過程的穩定性，減少人為因素的影響，提高產品質量。

（3）降低生產成本：自動化設備可以降低人力成本，提高能源利用率，降低生產成本。

（4）實現生產過程的智能化：自動化設備可以與其他智能系統相結合，實現生產過程的智能化。

2.簡述PID控制器的工作原理。

答案：

PID控制器是一種根據系統誤差進行調節的控制器，其工作原理如下：

（1）計算系統誤差：PID控制器根據設定值和實際輸出值之間的差值計算系統誤差。

（2）計算控制量：PID控制器根據系統誤差和三個參數（比例增益、積分增益、微分增益）計算控制量。

（3）輸出控制量：PID控制器將計算出的控制量輸出到執行機構，實現對系統的調節。

3.簡述PLC編程的基本步驟。

答案：

（1）分析控制需求：根據控制需求，確定PLC的輸入/輸出端口和程序功能。

（2）編寫程序：使用PLC編程軟件編寫程序，實現控制功能。

（3）下載程序：將編寫的程序下載到PLC中。

（4）調試程序：對程序進行調試，確保控制功能實現。

（5）測試系統：將PLC與其他設備連接，進行系統測試。

四、論述題

1.論述自動化專業在我國工業發展中的作用。

答案：

（1）推動產業升級：自動化專業的發展為我國工業提供了先進的技術和設備，推動了產業升級。

（2）提高國際競爭力：自動化專業的發展有助于我國企業在國際市場上提高競爭力。

（3）促進就業：自動化專業的發展創造了大量就業崗位，緩解了就業壓力。

（4）改善生產環境：自動化設備可以減少工人勞動強度，改善生產環境。

2.論述PID控制器在自動化控制系統中的應用。

答案：

（1）調節系統參數：PID控制器可以根據系統誤差和三個參數（比例增益、積分增益、微分增益）調整系統參數，使系統達到穩定狀態。

（2）實現復雜控制：PID控制器可以實現對系統復雜控制的需求，如溫度控制、壓力控制等。

（3）提高系統性能：PID控制器可以提高系統的穩定性和響應速度，提高系統性能。

（4）降低成本：PID控制器可以降低系統調試和維護成本。

五、應用題

1.設計一個簡單的自動化控制系統，實現以下功能：

（1）使用PLC編程實現電機啟?？刂?；

（2）使用傳感器采集溫度信號，并控制加熱器溫度；

（3）使用計數器實現產品計數功能。

答案：

（1）PLC編程：編寫程序實現電機啟?？刂?，使用定時器實現加熱器溫度控制，使用計數器實現產品計數功能。

（2）傳感器：選擇合適的溫度傳感器采集溫度信號，并將信號輸入PLC。

（3）執行機構：選擇合適的加熱器實現溫度控制，選擇合適的電機實現啟停控制。

2.設計一個自動化生產線，實現以下功能：

（1）自動檢測產品尺寸；

（2）自動分類產品；

（3）自動包裝產品。

答案：

（1）檢測系統：使用尺寸傳感器自動檢測產品尺寸，并將信號輸入PLC。

（2）分類系統：使用視覺識別系統或機械臂實現產品分類。

（3）包裝系統：使用包裝機實現產品自動包裝。

六、綜合題

1.分析以下自動化控制系統中的問題，并提出解決方案。

問題描述：

（1）控制系統運行不穩定，存在較大超調；

（2）控制系統響應速度較慢，無法滿足實時性要求；

（3）控制系統存在較大噪聲干擾。

解決方案：

（1）優化PID控制器參數，降低超調；

（2）提高系統采樣頻率，加快響應速度；

（3）采用濾波器減少噪聲干擾。

2.設計一個自動化控制系統，實現以下功能：

（1）使用PLC編程實現電機啟停控制；

（2）使用傳感器采集溫度信號，并控制加熱器溫度；

（3）使用計數器實現產品計數功能；

（4）使用觸摸屏實現人機交互。

答案：

（1）PLC編程：編寫程序實現電機啟?？刂?、溫度控制、產品計數和人機交互功能。

（2）傳感器：選擇合適的溫度傳感器采集溫度信號，并將信號輸入PLC。

（3）執行機構：選擇合適的加熱器實現溫度控制，選擇合適的電機實現啟停控制。

（4）人機交互：使用觸摸屏實現人機交互功能，如設置參數、查看實時數據等。

本次試卷答案如下：

一、選擇題

1.C

解析：電路原理、自動控制原理和電機學是自動化專業的核心課程，而計算機科學基礎雖然重要，但不是自動化專業的核心課程。

2.A

解析：PID控制器的三個參數分別是比例增益（Kp）、積分增益（Ki）和微分增益（Kd）。

3.B

解析：電容式傳感器在測量位移時應用較為廣泛，因為它對位移的敏感度高。

4.D

解析：AND、OR和NOT是基本邏輯指令，而JMP是跳轉指令，不屬于基本邏輯指令。

5.D

解析：Modbus、Profibus和CAN是常見的工業通信協議，而HTTP是互聯網上的通信協議。

6.D

解析：電機、氣缸和液壓缸是執行機構，而PLC是控制器，不屬于執行機構。

二、填空題

1.機械系統、電氣系統、控制系統

解析：自動化專業涉及機械、電氣和控制系統，這三個系統是自動化專業研究的核心。

2.比例增益、積分增益、微分增益

解析：PID控制器的三個參數分別對應比例、積分和微分，用于調節控制器的響應。

3.T、定時器號

解析：PLC編程中，定時器指令格式通常為T加定時器號。

4.FTP

解析：FTP是文件傳輸協議，不是工業通信協議。

5.電信號、機械運動

解析：執行機構將電信號轉換為機械運動，以驅動機械裝置。

6.C、計數器號

解析：PLC編程中，計數器指令格式通常為C加計數器號。

三、簡答題

1.提高生產效率、提高產品質量、降低生產成本、實現生產過程的智能化

解析：自動化專業通過提高生產效率、保證產品質量、降低成本和實現智能化生產，對工業生產產生積極影響。

2.計算系統誤差、計算控制量、輸出控制量

解析：PID控制器通過計算系統誤差，然后根據誤差和參數計算控制量，最終輸出控制量來調節系統。

3.分析控制需求、編寫程序、下載程序、調試程序、測試系統

解析：PLC編程的基本步驟包括分析需求、編寫程序、下載到PLC、調試和測試系統功能。

四、論述題

1.推動產業升級、提高國際競爭力、促進就業、改善生產環境

解析：自動化專業通過推動產業升級、提高國際競爭力、創造就業機會和改善生產環境，對國家工業發展起到重要作用。

2.調節系統參數、實現復雜控制、提高系統性能、降低成本

解析：PID控制器通過調節系統參數、實現復雜控制、提高系統性能和降低成本，在自動化控制系統中發揮關鍵作用。

五、應用題

1.PLC編程、傳感器、執行機構

解析：設計自動化控制系統時，需要考慮PLC編程實現控制邏輯、傳感器采集數據、以及執行機構執行動作。

2.檢測系統、分類系統、包裝系統

解析：設計自動化生產線時，需要考慮檢測系統、分類系統和包裝系統，