工業(yè)自動化控制技術(shù)應(yīng)用題集

工業(yè)自動化控制技術(shù)應(yīng)用題集姓名_________________________地址_______________________________學(xué)號______________________-------------------------------密-------------------------封----------------------------線--------------------------1.請首先在試卷的標(biāo)封處填寫您的姓名，身份證號和地址名稱。2.請仔細(xì)閱讀各種題目，在規(guī)定的位置填寫您的答案。一、選擇題1.工業(yè)自動化控制技術(shù)的主要組成部分包括：

A.控制器、執(zhí)行器、傳感器

B.控制器、執(zhí)行器、計算機

C.傳感器、計算機、執(zhí)行器

D.傳感器、控制器、計算機

2.PLC（可編程邏輯控制器）的主要優(yōu)點是：

A.穩(wěn)定性高、可靠性好

B.成本低、易于維護

C.結(jié)構(gòu)簡單、功能強大

D.以上都是

3.工業(yè)按照控制方式可分為：

A.順序控制、程序控制

B.伺服控制、智能控制

C.直線控制、曲線控制

D.定位控制、路徑控制

4.哪些屬于工業(yè)自動化控制技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域：

A.機械制造

B.化工生產(chǎn)

C.紡織工業(yè)

D.以上都是

5.哪些屬于工業(yè)自動化控制系統(tǒng)的組成部分：

A.控制器、執(zhí)行器、傳感器

B.控制器、執(zhí)行器、計算機

C.傳感器、計算機、執(zhí)行器

D.傳感器、控制器、計算機

答案及解題思路：

1.答案：A

解題思路：工業(yè)自動化控制技術(shù)主要由控制器、執(zhí)行器和傳感器三部分組成，它們是實現(xiàn)自動控制的基本單元。

2.答案：D

解題思路：PLC以其穩(wěn)定性高、可靠性好、成本低、易于維護和結(jié)構(gòu)簡單、功能強大等優(yōu)點，在工業(yè)自動化控制領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。

3.答案：B

解題思路：工業(yè)按照控制方式可分為伺服控制和智能控制，它們分別對應(yīng)不同的控制策略和應(yīng)用場景。

4.答案：D

解題思路：工業(yè)自動化控制技術(shù)在機械制造、化工生產(chǎn)和紡織工業(yè)等多個領(lǐng)域都有廣泛應(yīng)用，是推動工業(yè)現(xiàn)代化的重要技術(shù)。

5.答案：A

解題思路：工業(yè)自動化控制系統(tǒng)的基本組成部分包括控制器、執(zhí)行器和傳感器，它們共同構(gòu)成了自動控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)。二、填空題1.工業(yè)自動化控制技術(shù)是機械和電子相結(jié)合的產(chǎn)物。

2.PLC具有可靠性高、抗干擾能力強、編程靈活等特性。

3.工業(yè)的控制方式可分為示教再現(xiàn)、程序控制、直接數(shù)值控制等。

4.工業(yè)自動化控制系統(tǒng)通常由執(zhí)行機構(gòu)、控制器、傳感反饋裝置等組成。

答案及解題思路：

答案：

1.機械；電子

2.可靠性高；抗干擾能力強；編程靈活

3.示教再現(xiàn)；程序控制；直接數(shù)值控制

4.執(zhí)行機構(gòu)；控制器；傳感反饋裝置

解題思路：

1.工業(yè)自動化控制技術(shù)的本質(zhì)是將機械和電子技術(shù)結(jié)合，機械提供執(zhí)行的動力，電子技術(shù)實現(xiàn)智能控制。

2.PLC（可編程邏輯控制器）由于其設(shè)計上的考慮，具有很高的可靠性、較強的抗干擾能力和靈活的編程功能，使其成為自動化控制系統(tǒng)的核心設(shè)備。

3.工業(yè)的控制方式分為不同階段，示教再現(xiàn)方式通過手動操作進行示教，程序控制通過編寫程序來控制動作，直接數(shù)值控制則是通過直接輸入數(shù)值參數(shù)來控制的動作。

4.工業(yè)自動化控制系統(tǒng)是由執(zhí)行機構(gòu)負(fù)責(zé)動作執(zhí)行、控制器負(fù)責(zé)邏輯控制以及傳感反饋裝置負(fù)責(zé)狀態(tài)檢測等部分組成的，形成一個閉環(huán)控制系統(tǒng)。三、判斷題1.PLC（可編程邏輯控制器）是一種專門用于工業(yè)自動化控制的計算機系統(tǒng)。（√）

解題思路：PLC，全稱為ProgrammableLogicController，是一種專用的工業(yè)控制計算機，它通過執(zhí)行預(yù)編寫的程序來控制工業(yè)過程中的開關(guān)量和模擬量輸入輸出，因此這個說法是正確的。

2.工業(yè)自動化控制技術(shù)可以提高生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本。（√）

解題思路：工業(yè)自動化控制技術(shù)通過自動化的方式來控制生產(chǎn)過程，減少了人工干預(yù)的環(huán)節(jié)，提高了生產(chǎn)效率，同時減少了人為錯誤和能源浪費，從而有助于降低生產(chǎn)成本。

3.工業(yè)可以完全替代人工完成各種復(fù)雜工作。（×）

解題思路：盡管工業(yè)在執(zhí)行重復(fù)性高、勞動強度大的任務(wù)方面具有優(yōu)勢，但由于的智能和適應(yīng)性有限，目前還無法完全替代人類完成所有復(fù)雜的工作，尤其是在需要靈活變通和復(fù)雜決策的場合。

4.工業(yè)自動化控制系統(tǒng)具有高度可靠性，不易出現(xiàn)故障。（√）

解題思路：工業(yè)自動化控制系統(tǒng)設(shè)計時通常會采用冗余設(shè)計、實時監(jiān)控和多級安全防護等手段，以保證系統(tǒng)的高度可靠性。因此，盡管不可能完全沒有故障，但與傳統(tǒng)的控制系統(tǒng)相比，工業(yè)自動化控制系統(tǒng)確實具有更高的可靠性。

答案及解題思路：

答案：

1.√

2.√

3.×

4.√

解題思路：

1.PLC是一種工業(yè)控制計算機，其定義符合題干描述。

2.工業(yè)自動化控制技術(shù)能夠通過自動化提高生產(chǎn)效率和降低成本，符合實際應(yīng)用情況。

3.工業(yè)雖有優(yōu)勢，但受限于其智能和適應(yīng)性，無法完全替代所有復(fù)雜人工工作。

4.工業(yè)自動化控制系統(tǒng)設(shè)計考慮了高可靠性，符合題干描述。

：四、簡答題1.簡述工業(yè)自動化控制技術(shù)的定義及其發(fā)展歷程。

（1）定義

工業(yè)自動化控制技術(shù)是指利用計算機技術(shù)、信息技術(shù)、自動控制理論和方法，對工業(yè)生產(chǎn)過程中的各種設(shè)備、生產(chǎn)線、工廠等進行自動化控制和管理的技術(shù)。

（2）發(fā)展歷程

1.早期階段（20世紀(jì)50年代）：主要以繼電器、電子管和晶體管為主，實現(xiàn)基本的生產(chǎn)控制。

2.發(fā)展階段（20世紀(jì)6070年代）：集成電路和微處理器開始應(yīng)用，PLC（可編程邏輯控制器）問世，實現(xiàn)了生產(chǎn)過程的智能化控制。

3.現(xiàn)代化階段（20世紀(jì)80年代至今）：以工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能等技術(shù)為支撐，實現(xiàn)了工業(yè)生產(chǎn)的智能化、網(wǎng)絡(luò)化、自動化。

2.簡述PLC（可編程邏輯控制器）的工作原理。

（1）輸入/輸出模塊：接收現(xiàn)場設(shè)備或傳感器的信號，轉(zhuǎn)換為控制器內(nèi)部處理的邏輯信號。

（2）處理單元：根據(jù)程序指令進行邏輯、運算、存儲等處理。

（3）存儲器：存放程序、數(shù)據(jù)等信息。

（4）輸出模塊：將處理后的邏輯信號輸出至現(xiàn)場設(shè)備或傳感器。

3.簡述工業(yè)的分類及其應(yīng)用領(lǐng)域。

（1）按用途分類：

1.搬運：應(yīng)用于生產(chǎn)線上的物料搬運。

2.拋擲：應(yīng)用于包裝、分揀等領(lǐng)域。

3.焊接：應(yīng)用于焊接生產(chǎn)線上。

4.涂裝：應(yīng)用于涂裝生產(chǎn)線。

5.檢測：應(yīng)用于產(chǎn)品質(zhì)量檢測。

（2）按形態(tài)分類：

1.直角坐標(biāo)：適用于空間狹小的工作環(huán)境。

2.圓弧坐標(biāo)：適用于大范圍、高速運動的工作環(huán)境。

3.軌道：適用于沿固定軌道運動的場合。

4.旋轉(zhuǎn)：適用于旋轉(zhuǎn)運動的場合。

4.簡述工業(yè)自動化控制系統(tǒng)的組成及功能。

（1）組成：

1.控制設(shè)備：包括PLC、工業(yè)電腦、變頻器等。

2.傳感器：用于檢測現(xiàn)場設(shè)備或工藝參數(shù)。

3.執(zhí)行機構(gòu)：實現(xiàn)現(xiàn)場設(shè)備或工藝參數(shù)的控制。

4.通信設(shè)備：實現(xiàn)控制系統(tǒng)與其他設(shè)備的通信。

（2）功能：

1.實現(xiàn)自動化控制，提高生產(chǎn)效率。

2.保證產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定可靠。

3.降低能耗，提高經(jīng)濟效益。

4.提高生產(chǎn)安全性。

答案及解題思路：

1.答案：

（1）定義：工業(yè)自動化控制技術(shù)是指利用計算機技術(shù)、信息技術(shù)、自動控制理論和方法，對工業(yè)生產(chǎn)過程中的各種設(shè)備、生產(chǎn)線、工廠等進行自動化控制和管理的技術(shù)。

（2）發(fā)展歷程：見上述分析。

解題思路：明確工業(yè)自動化控制技術(shù)的定義；了解其發(fā)展歷程，從早期到現(xiàn)代化階段，闡述各階段的技術(shù)特點和應(yīng)用。

2.答案：

（1）輸入/輸出模塊：接收現(xiàn)場設(shè)備或傳感器的信號，轉(zhuǎn)換為控制器內(nèi)部處理的邏輯信號。

（2）處理單元：根據(jù)程序指令進行邏輯、運算、存儲等處理。

（3）存儲器：存放程序、數(shù)據(jù)等信息。

（4）輸出模塊：將處理后的邏輯信號輸出至現(xiàn)場設(shè)備或傳感器。

解題思路：理解PLC的工作原理，分別解釋輸入/輸出模塊、處理單元、存儲器和輸出模塊的作用。

3.答案：

（1）按用途分類：見上述分析。

（2）按形態(tài)分類：見上述分析。

解題思路：掌握工業(yè)的分類方法，分別按用途和形態(tài)進行分類，并說明各類的特點和應(yīng)用領(lǐng)域。

4.答案：

（1）組成：見上述分析。

（2）功能：見上述分析。

解題思路：了解工業(yè)自動化控制系統(tǒng)的組成部分，闡述各部分的作用；同時理解系統(tǒng)的功能，包括自動化控制、產(chǎn)品質(zhì)量、能耗和安全性等方面的提升。五、論述題1.論述工業(yè)自動化控制技術(shù)在提高生產(chǎn)效率、降低生產(chǎn)成本方面的作用。

a.工業(yè)自動化控制技術(shù)簡介

b.提高生產(chǎn)效率的具體作用

1.優(yōu)化生產(chǎn)流程

2.減少人為錯誤

3.提高生產(chǎn)速度

c.降低生產(chǎn)成本的具體作用

1.節(jié)能減排

2.減少人工成本

3.延長設(shè)備使用壽命

2.論述工業(yè)自動化控制技術(shù)在制造業(yè)中的應(yīng)用及發(fā)展趨勢。

a.工業(yè)自動化控制技術(shù)在制造業(yè)中的應(yīng)用現(xiàn)狀

1.生產(chǎn)線自動化

2.工業(yè)應(yīng)用

3.智能倉儲與物流

b.工業(yè)自動化控制技術(shù)的發(fā)展趨勢

1.高度集成化

2.網(wǎng)絡(luò)化與智能化

3.綠色環(huán)保與可持續(xù)性

答案及解題思路：

1.答案：

a.工業(yè)自動化控制技術(shù)是一種利用計算機技術(shù)、通訊技術(shù)、自動控制技術(shù)等實現(xiàn)生產(chǎn)過程自動化的技術(shù)。

b.提高生產(chǎn)效率方面：

1.通過優(yōu)化生產(chǎn)流程，減少生產(chǎn)過程中的無效環(huán)節(jié)，提高整體生產(chǎn)效率。

2.自動化控制系統(tǒng)能夠減少人為錯誤，提高產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)穩(wěn)定性。

3.自動化設(shè)備通常具有更高的生產(chǎn)速度，能夠滿足市場需求。

c.降低生產(chǎn)成本方面：

1.自動化控制系統(tǒng)有助于節(jié)能減排，降低能源消耗。

2.減少對人工的依賴，降低人工成本。

3.自動化設(shè)備通常具有較長的使用壽命，降低設(shè)備維護成本。

2.答案：

a.工業(yè)自動化控制技術(shù)在制造業(yè)中的應(yīng)用廣泛，涵蓋了生產(chǎn)線的自動化、工業(yè)的應(yīng)用以及智能倉儲與物流等領(lǐng)域。

b.發(fā)展趨勢方面：

1.高度集成化：將多個自動化控制單元集成到一個系統(tǒng)，提高整體功能和效率。

2.網(wǎng)絡(luò)化與智能化：通過互聯(lián)網(wǎng)實現(xiàn)設(shè)備間的互聯(lián)互通，提高生產(chǎn)過程的智能化水平。

3.綠色環(huán)保與可持續(xù)性：注重環(huán)保，采用節(jié)能技術(shù)和材料，實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。

解題思路：

在解答論述題時，首先要對題目中的關(guān)鍵詞進行理解，明確論述的方向。根據(jù)題目要求，分點闡述每個方面的具體內(nèi)容。在論述過程中，結(jié)合實際案例和最新技術(shù)發(fā)展，使論述更加具體和有說服力?？偨Y(jié)歸納，給出簡要的結(jié)論。在解答過程中，注意語言的嚴(yán)謹(jǐn)性和邏輯性，保證論述的完整性和準(zhǔn)確性。六、設(shè)計題1.設(shè)計一個簡單的PLC控制系統(tǒng)

1.1系統(tǒng)概述

描述系統(tǒng)功能

說明系統(tǒng)適用場景

1.2輸入/輸出信號設(shè)計

列出所有輸入信號及其功能

列出所有輸出信號及其功能

繪制輸入/輸出信號接線圖

1.3程序編寫

描述程序的主要邏輯

提供PLC梯形圖或指令列表

說明程序如何處理輸入信號并控制輸出信號

2.設(shè)計一個基于工業(yè)的自動化生產(chǎn)線

2.1生產(chǎn)線概述

描述生產(chǎn)線的主要任務(wù)

說明生產(chǎn)線的目標(biāo)效率和輸出

2.2選型

分析生產(chǎn)線需求，確定類型（如SCARA、六軸等）

列出所選的主要功能參數(shù)

說明選擇該的理由

2.3運動軌跡規(guī)劃

繪制生產(chǎn)線流程圖，包括工作路徑

提供運動軌跡規(guī)劃方案，包括加速、減速、轉(zhuǎn)彎等關(guān)鍵點

說明軌跡規(guī)劃如何保證效率和精度

答案及解題思路：

1.設(shè)計一個簡單的PLC控制系統(tǒng)

答案：

系統(tǒng)概述：該系統(tǒng)用于控制工業(yè)機械臂完成簡單的搬運任務(wù)。

輸入/輸出信號設(shè)計：輸入信號包括限位開關(guān)、急停按鈕、啟動按鈕等；輸出信號包括機械臂運動控制信號、警報燈等。

程序編寫：梯形圖程序如下（示例）：

(啟動按鈕)→(啟動繼電器)→(機械臂運動控制)

(限位開關(guān))→(急停按鈕)→(停止繼電器)→(警報燈)

解題思路：

分析系統(tǒng)需求，確定輸入/輸出信號；

設(shè)計梯形圖程序，實現(xiàn)信號處理和機械臂控制；

保證程序邏輯清晰，易于理解和維護。

2.設(shè)計一個基于工業(yè)的自動化生產(chǎn)線

答案：

生產(chǎn)線概述：該生產(chǎn)線用于自動化裝配電子元件，提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。

選型：選用SCARA，因其具有較小的占地面積和較高的運動精度。

運動軌跡規(guī)劃：運動軌跡如圖所示（示例圖），包括起點、直線運動、轉(zhuǎn)彎和終點。

解題思路：

分析生產(chǎn)線任務(wù)，確定類型；

根據(jù)功能參數(shù)和工作要求，設(shè)計運動軌跡；

保證軌跡規(guī)劃的合理性和安全性，提高生產(chǎn)效率。七、案例分析題1.案例一：某工廠的自動化控制系統(tǒng)出現(xiàn)了故障，請分析故障原因并提出解決方案。

1.1故障描述

描述某工廠自動化控制系統(tǒng)出現(xiàn)的具體故障現(xiàn)象，如設(shè)備停止工作、報警信號等。

1.2故障原因分析

分析可能的原因，如硬件故障、軟件錯誤、環(huán)境因素、操作失誤等。

結(jié)合實際情況，列出可能的故障原因。

1.3解決方案

針對分析出的故障原因，提出具體的解決方案。

包括硬件更換、軟件修復(fù)、環(huán)境改善、操作規(guī)范等。

2.案例二：某企業(yè)引入工業(yè)后，生產(chǎn)效率提高了30%，請分析其原因并提出進一步改進措施。

2.1效率提升描述

描述企業(yè)引入工業(yè)前后生產(chǎn)效率的具體數(shù)據(jù)對比。

2.2效率提升原因分析

分析引入工業(yè)后生產(chǎn)效率提升的原因，如：

高精度、高速度的工作能力；

減少人為操作錯誤；

適應(yīng)性強，可進行多任務(wù)操作等