自动化考试题库及答案

自动化考试题库及答案

一、选择题（共10题，每题2分，共20分）（每题只有一个正确选项，将正确选项的字母填在括号内）1自动化技术的核心目标是（）A.提高生产效率B.减少人工干预，实现生产过程的自动运行C.降低产品成本D.提升产品质量2在工业自动化系统中，负责接收被控对象状态信息并转换为可处理信号的设备是（）A.控制器B.执行器C.传感器D.人机界面3下列不属于自动化技术发展阶段的是（）A.手动控制阶段B.半自动化阶段C.自动化阶段D.智能化阶段4PLC（可编程逻辑控制器）的核心功能是（）A.数据存储与计算B.逻辑顺序控制与定时计数C.图形界面显示D.网络通信与数据传输5闭环控制系统与开环控制系统的最主要区别在于（）A.是否有传感器B.是否有控制器C.是否有反馈环节D.是否有执行器6工业的“6轴关节”中，“6轴”指的是（）A.6个驱动电机B.6个自由度C.6个控制模块D.6个传感器7下列哪项不属于工业自动化的典型应用场景（）A.汽车生产线焊接自动化B.智能家居灯光自动控制C.传统机械手表手工组装D.智能工厂物料自动分拣第1页共8页8传感器技术中，能够将温度、压力等物理量转换为电信号的核心元件是（）A.敏感元件B.转换元件C.信号调理电路D.接口电路9“工业

4.0”背景下，自动化技术的主要发展方向是（）A.单一设备自动化B.孤立系统自动化C.智能工厂与数字孪生D.人工操作与机器辅助结合10在自动控制系统中，PID控制器的三个参数不包括以下哪项（）A.比例系数（P）B.积分时间（I）C.微分时间（D）D.采样周期（T）

二、填空题（共10题，每题

1.5分，请在横线上填写正确内容，共15分）1自动化是指在没有人直接参与的情况下，利用（）、（）和（）等技术，使生产过程或其他过程按预定目标自动完成的技术2自动控制系统按给定值的形式可分为（）控制系统、（）控制系统和（）控制系统3典型的自动化系统由（）、（）、（）和（）四个基本部分组成4工业的工作空间是指（）所能到达的空间范围，其大小与（）和（）密切相关5传感器的性能指标主要包括（）、（）、（）和（）6传统的自动化控制技术主要依赖（）控制和（）控制，而现代自动化则更多融合了（）和（）技术7PLC的编程语言中，（）语言直观易懂，适合逻辑顺序控制；（）语言采用类似电路逻辑图的形式，便于分析复杂逻辑关系第2页共8页8自动检测技术中，常用的非接触式温度传感器有（）和（）9智能制造的核心特征包括（）化、（）化、（）化和（）化10在自动控制理论中，“稳定性”是指系统在扰动作用下，经过一定时间后能够（）并达到（）状态的能力

三、判断题（共10题，每题1分，对的打“√”，错的打“×”，共10分）1自动化技术只能应用于工业生产领域，无法用于农业或服务业（）2开环控制系统的控制精度通常高于闭环控制系统（）3传感器的灵敏度越高，其测量范围越大（）4PLC的梯形图编程中，“常开触点”表示当输入信号为“真”时触点闭合（）5工业的末端执行器是直接与被控对象接触并完成操作的部件（）6自动控制系统中，“调节过程的快速性”是指系统从扰动发生到恢复稳定的时间越短越好（）7智能控制技术仅适用于高精度、高复杂度的控制场景，在简单工业控制中应用较少（）8数据采集系统的采样频率越高，采集到的信号越接近原始信号，采样频率越高越好（）9自动化生产线中，传送带属于执行机构，负责物料的输送（）10闭环控制系统中，反馈信号的作用是消除被控量与设定值之间的偏差（）

四、简答题（共8题，每题4分，共32分）第3页共8页1简述自动化技术在现代制造业中的作用2什么是“柔性自动化”技术？与传统刚性自动化相比，它有哪些优势？3简要说明PLC（可编程逻辑控制器）的主要特点4闭环控制系统中，“超调量”和“调节时间”分别指什么？它们对系统性能有何影响？5工业的“自由度”是如何定义的？不同自由度的适用于哪些典型场景？6传感器的“线性度”和“重复性”指标分别反映了传感器的什么性能？7什么是“数字孪生”技术？它在自动化系统设计与运维中起到什么作用？8简述自动控制理论中“PID控制器”的基本工作原理

五、综合应用题（共5题，每题10分，共50分）1某小型食品加工厂需要对袋装零食进行自动称重和分选，要求将重量超过100g的产品标记为“超重”，低于90g的标记为“欠重”，90-100g的标记为“合格”请设计一个简单的自动化称重分选系统，说明系统组成、工作流程及关键技术2某自动化生产线中，某执行机构（如传送带电机）需要实现“启动-匀速运行-减速停止”的过程控制已知传送带空载时启动到稳定速度（

0.5m/s）的时间需≤2s，运行中速度波动≤±

0.02m/s，停止时需在1s内从

0.5m/s减速至0请分析该控制过程中可能用到的控制策略，并简述其实现方法3某智能仓储系统中，AGV（自动导引运输车）需要根据预设路径自动搬运货物若AGV在运行中遇到前方障碍物，需立即减速并绕行第4页共8页请画出该场景下AGV的控制逻辑流程图（用文字描述流程即可），并说明涉及的关键传感器类型及控制方式4某温度控制系统中，被控对象为一个恒温箱，要求将箱内温度稳定控制在50±1℃范围内已知环境温度波动范围为20-30℃，负载热扰动（如开门导致的温度变化）最大可达±5℃请设计一个基于PLC的温度控制系统方案，包括传感器选型、PLC控制逻辑及参数设置建议5某汽车焊接生产线中，需要对车门与车身的焊接位置进行自动定位和焊接质量检测请分析该场景下可能用到的自动化技术（如传感器、、视觉系统等），并说明各技术的具体作用及协同工作方式答案汇总

一、选择题（共10题，每题2分）1B2C3A4B5C6B7C8A9C10D

二、填空题（共10题，每题

1.5分）1自动控制装置、计算机技术、系统工程2定值、随动、程序3被控对象、传感器、控制器、执行器4末端执行器、臂长、关节角度5精度、灵敏度、响应时间、稳定性6继电器、接触器、计算机技术、智能控制7梯形图、逻辑图（或顺序功能图）8红外温度传感器、辐射温度传感器（或光纤温度传感器）9数字、网络、智能、绿色10恢复稳定、新的平衡

三、判断题（共10题，每题1分）第5页共8页1×2×3×4√5√6√7×8×9√10√

四、简答题（共8题，每题4分）1自动化技术在现代制造业中的作用提高生产效率（减少人工干预，缩短生产周期）；提升产品质量稳定性；降低生产成本（减少人工错误和能耗）；实现柔性生产（快速适应产品品种变化）；支持数据驱动决策（通过实时数据优化生产流程）2柔性自动化技术指能够通过调整参数或程序，灵活适应不同产品生产需求的自动化技术优势生产切换时间短；可实现小批量、多品种生产；设备利用率高；适应市场需求快速变化3PLC的主要特点高可靠性（采用工业级设计，抗干扰能力强）；编程简单（支持梯形图、指令表等直观语言）；功能强大（集成逻辑控制、定时计数、数据处理等功能）；扩展性好（支持多种I/O模块和通信模块）；维护方便（模块化设计，故障排查简单）4超调量闭环系统响应过程中，被控量超过设定值的最大偏差与设定值的百分比，反映系统的动态稳定性；调节时间从扰动发生到系统恢复稳定（偏差小于允许范围）所需的时间，反映系统的快速性；影响超调量过大可能导致系统不稳定或损坏设备，调节时间过长会降低生产效率5自由度定义末端执行器在空间中可独立运动的坐标数量（如6轴有6个自由度，可实现位置和姿态的完全控制）应用场景4轴（平面运动）适用于上下料；6轴（空间运动）适用于焊接、装配；2轴（旋转运动）适用于简单搬运第6页共8页6线性度传感器输出信号与输入量之间是否呈线性关系的程度，反映传感器的静态精度；重复性在相同条件下，多次测量同一输入量时输出结果的一致性，反映传感器的稳定性7数字孪生技术通过计算机模拟，创建物理对象的虚拟映射模型，实现物理与虚拟世界的实时交互作用系统设计阶段用于仿真优化；运行阶段用于状态监测和故障预警；运维阶段用于预测性维护和性能分析8PID控制器原理通过比例（P）、积分（I）、微分（D）三个环节的组合作用，对被控量与设定值的偏差进行调节比例环节快速响应偏差；积分环节消除静态偏差；微分环节预测偏差变化趋势，提前调节，提升系统稳定性

五、综合应用题（共5题，每题10分）1系统组成称重传感器（检测重量）、PLC（数据处理与控制）、执行机构（推板/分拣臂）、传送带工作流程

①物料通过传送带进入称重区域；

②称重传感器采集重量数据并传输至PLC；

③PLC判断重量是否在90-100g（合格）、＜90g（欠重）或＞100g（超重）；

④对应控制执行机构将物料推入不同料槽关键技术高精度称重传感器（误差≤±1g）；PLC逻辑控制（多条件分支判断）；执行机构快速响应（动作时间≤

0.5s）2控制策略采用PID速度控制实现方法

①传感器实时检测传送带速度；

②PLC读取实际速度与设定速度（

0.5m/s）的偏差；

③通过PID算法计算输出控制量，调节电机变频器；

④比例环节（P）快速调整输出；积分环节（I）消除速度稳态误差；微分环节（D）抑制速度波动，确保速度稳定在

0.5±

0.02m/s；

⑤减速阶段切换至减速指令，通过PID控制实现1s内速度降为0第7页共8页3控制逻辑流程

①AGV启动并沿预设路径行驶；

②激光雷达/红外传感器实时扫描前方区域；

③若未检测到障碍物，继续匀速行驶；

④若检测到障碍物（距离＜安全阈值，如1m），立即触发减速逻辑（PID速度控制降速至

0.1m/s）；

⑤传感器持续检测障碍物位置，PLC计算绕行路径；

⑥控制AGV转向，沿绕行路径避开障碍物；

⑦障碍物消失后，恢复预设速度继续行驶关键传感器激光雷达（长距离、高精度定位）；红外传感器（近距离防碰撞）；控制方式PLC路径规划+PID速度调节4传感器选型PT100温度传感器（精度高，稳定性好，测量范围-200-650℃，适合50℃附近测量）PLC控制逻辑

①PT100采集箱内温度，转换为电信号后送入PLC模拟量模块；

②PLC将采样温度与设定值（50℃）比较，计算偏差；

③通过PID算法输出控制量至执行器（如加热棒/制冷片）；

④参数设置建议比例系数P=50-100，积分时间I=10-30s，微分时间D=2-5s（根据实际响应调整，确保超调量＜1℃，调节时间＜60s）5自动化技术及作用

①视觉定位系统（如CCD相机+图像处理算法）拍摄车门与车身焊接位置图像，通过特征匹配计算定位偏差；

②激光传感器（或接触式位移传感器）检测焊接缝隙宽度和高度，判断焊接质量；

③工业（6轴关节）根据视觉系统反馈的定位偏差，调整焊接位置；

④协同方式视觉系统实时采集图像并传输至PLC/工业PC，计算偏差后发送给控制器；根据偏差修正焊接路径，激光传感器同步检测焊接质量，反馈至系统进行后续判断（如不合格品标记或返工指令）第8页共8页。