化工工藝的控制與自動化技術考核試卷

化工工藝的控制與自動化技術考核試卷考生姓名：__________答題日期：__________得分：__________判卷人：__________

一、單項選擇題（本題共20小題，每小題1分，共20分，在每小題給出的四個選項中，只有一項是符合題目要求的）

1.化工生產(chǎn)中，自動化控制系統(tǒng)主要包括以下哪幾個部分？（）

A.傳感器、執(zhí)行器、控制器

B.變送器、控制器、調節(jié)器

C.PLC、DSC、現(xiàn)場總線

D.傳感器、控制器、計算機

2.以下哪種控制方式不屬于比例積分微分（PID）控制？（）

A.比例控制

B.積分控制

C.微分控制

D.差分控制

3.在DCS系統(tǒng)中，以下哪個模塊主要負責數(shù)據(jù)采集與處理？（）

A.控制模塊

B.通信模塊

C.I/O模塊

D.人機接口模塊

4.關于化工生產(chǎn)中的傳感器，以下哪項描述錯誤？（）

A.傳感器是將非電量轉換為電量的裝置

B.壓力傳感器主要用于測量流體壓力

C.溫度傳感器主要用于測量介質溫度

D.液位傳感器主要用于測量固體料位

5.以下哪種執(zhí)行器通常用于調節(jié)閥門開度？（）

A.電動執(zhí)行器

B.氣動執(zhí)行器

C.液動執(zhí)行器

D.電液執(zhí)行器

6.在化工自動化控制系統(tǒng)中，以下哪種設備主要用于實現(xiàn)邏輯控制？（）

A.可編程邏輯控制器（PLC）

B.分散控制系統(tǒng)（DCS）

C.現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)（FCS）

D.監(jiān)控控制系統(tǒng)（SCADA）

7.以下哪個參數(shù)不屬于流量測量儀表的測量范疇？（）

A.體積流量

B.質量流量

C.溫度

D.壓力

8.在化工生產(chǎn)過程中，以下哪種情況下需要采用串級控制？（）

A.對象具有滯后性

B.對象具有非線性

C.對象的干擾因素較多

D.對象的負荷變化較大

9.以下哪種控制策略不屬于先進控制技術？（）

A.模型預測控制

B.神經(jīng)網(wǎng)絡控制

C.模糊控制

D.閥門定位控制

10.在化工自動化系統(tǒng)中，以下哪個環(huán)節(jié)主要用于對信號進行放大、濾波等處理？（）

A.傳感器

B.變送器

C.控制器

D.執(zhí)行器

11.以下哪種設備不屬于現(xiàn)場總線設備？（）

A.PLC

B.DCS

C.傳感器

D.調節(jié)閥

12.關于化工生產(chǎn)中的控制閥，以下哪項描述錯誤？（）

A.控制閥主要用于調節(jié)流體流量

B.控制閥具有較好的線性特性

C.控制閥的流量特性可以分為快開、直線和等百分比三種

D.控制閥的選型需要考慮介質的性質

13.在化工自動化控制系統(tǒng)中，以下哪種控制規(guī)律適用于滯后較大的對象？（）

A.P控制

B.PI控制

C.PD控制

D.PID控制

14.以下哪種控制策略適用于具有不確定性和多干擾的化工過程？（）

A.模型預測控制

B.比例控制

C.積分控制

D.微分控制

15.在化工生產(chǎn)過程中，以下哪種設備主要用于實現(xiàn)連續(xù)生產(chǎn)過程的自動化控制？（）

A.PLC

B.DCS

C.FCS

D.SCADA

16.以下哪個參數(shù)不屬于化工生產(chǎn)過程中常見的控制參數(shù)？（）

A.壓力

B.溫度

C.流量

D.濕度

17.在化工自動化控制系統(tǒng)中，以下哪種設備主要用于實現(xiàn)開關邏輯控制？（）

A.繼電器

B.接觸器

C.PLC

D.電磁閥

18.以下哪種控制方式適用于快速響應、高精度的化工過程控制？（）

A.模擬控制

B.數(shù)字控制

C.模糊控制

D.串級控制

19.在化工生產(chǎn)過程中，以下哪種情況下需要采用比值控制？（）

A.兩個變量之間具有直接關系

B.兩個變量之間具有間接關系

C.一個變量的變化對另一個變量無影響

D.兩個變量之間相互獨立

20.以下哪種方法不屬于化工自動化控制系統(tǒng)中的故障診斷技術？（）

A.專家系統(tǒng)

B.人工神經(jīng)網(wǎng)絡

C.模型參考自適應

D.信號處理技術

（以下為答案部分，請自行填寫答案）：

1.A

2.D

3.C

4.D

5.A

6.A

7.C

8.D

9.D

10.B

11.B

12.B

13.B

14.A

15.B

16.D

17.C

18.B

19.B

20.D

二、多選題（本題共20小題，每小題1.5分，共30分，在每小題給出的四個選項中，至少有一項是符合題目要求的）

1.以下哪些是化工自動化控制系統(tǒng)中的主要干擾源？（）

A.流體性質的變化

B.設備磨損

C.外界環(huán)境的變化

D.控制策略的調整

2.在化工生產(chǎn)過程中，以下哪些情況下需要采用前饋控制？（）

A.控制對象具有較大的滯后

B.控制對象受到頻繁的外部干擾

C.控制對象具有非線性特性

D.控制系統(tǒng)的響應速度要求很高

3.以下哪些技術屬于過程控制系統(tǒng)中的先進控制技術？（）

A.模型預測控制

B.串級控制

C.模糊控制

D.神經(jīng)網(wǎng)絡控制

4.關于PLC，以下哪些描述是正確的？（）

A.PLC是一種通用型控制器

B.PLC主要用于邏輯控制

C.PLC不能進行模擬量控制

D.PLC具有較高的可靠性

5.以下哪些因素會影響控制閥的性能？（）

A.介質的粘度

B.介質的溫度

C.介質的壓力

D.控制閥的流量特性

6.在化工自動化控制系統(tǒng)中，以下哪些設備屬于執(zhí)行器？（）

A.電動執(zhí)行器

B.氣動執(zhí)行器

C.傳感器

D.調節(jié)閥

7.以下哪些是化工生產(chǎn)過程中常見的控制策略？（）

A.反饋控制

B.前饋控制

C.比例控制

D.開環(huán)控制

8.以下哪些是分散控制系統(tǒng)（DCS）的特點？（）

A.高可靠性

B.強大的數(shù)據(jù)處理能力

C.分布式結構

D.低成本

9.在化工生產(chǎn)中，以下哪些情況下需要考慮使用比值控制？（）

A.兩個相關過程需要保持一定的比例關系

B.一個過程的輸出需要根據(jù)另一個過程的輸入進行調整

C.兩個過程之間存在相互干擾

D.兩個過程完全獨立

10.以下哪些技術可以用于化工自動化系統(tǒng)中的故障診斷？（）

A.信號處理技術

B.專家系統(tǒng)

C.人工神經(jīng)網(wǎng)絡

D.模型參考自適應

11.以下哪些因素會影響傳感器的工作性能？（）

A.測量范圍

B.精度

C.環(huán)境溫度

D.介質的化學性質

12.在化工自動化控制系統(tǒng)中，以下哪些設備屬于輸入/輸出（I/O）設備？（）

A.傳感器

B.執(zhí)行器

C.控制器

D.I/O模塊

13.以下哪些是模型預測控制（MPC）的主要優(yōu)點？（）

A.可以處理多變量控制問題

B.能夠預測未來的系統(tǒng)行為

C.對模型準確性要求不高

D.可以減少控制器的計算負擔

14.在化工生產(chǎn)過程中，以下哪些情況下需要采用順序控制？（）

A.生產(chǎn)過程需要按特定順序進行

B.控制系統(tǒng)需要處理多個并行任務

C.控制系統(tǒng)需要處理復雜的邏輯關系

D.控制系統(tǒng)需要實現(xiàn)快速響應

15.以下哪些是現(xiàn)場總線的主要特點？（）

A.數(shù)字通信

B.多點通信

C.雙向傳輸

D.高成本

16.以下哪些因素會影響控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性？（）

A.控制器參數(shù)

B.執(zhí)行器響應時間

C.傳感器精度

D.控制對象的滯后特性

17.在化工自動化控制系統(tǒng)中，以下哪些設備可以用于實現(xiàn)人機交互？（）

A.顯示器

B.鍵盤

C.PLC

D.SCADA系統(tǒng)

18.以下哪些控制策略適用于具有不確定性的化工過程？（）

A.模糊控制

B.模型預測控制

C.比例積分微分控制

D.線性二次調節(jié)器控制

19.在化工生產(chǎn)中，以下哪些設備屬于流量測量儀表？（）

A.電磁流量計

B.渦輪流量計

C.超聲流量計

D.壓力變送器

20.以下哪些技術可以用于提高化工自動化控制系統(tǒng)的魯棒性？（）

A.模糊控制

B.神經(jīng)網(wǎng)絡控制

C.魯棒控制

D.最優(yōu)控制

（以下為答案部分，請自行填寫答案）：

1.ABC

2.AB

3.AC

4.ABD

5.ABCD

6.ABD

7.ABCD

8.ABC

9.AB

10.ABCD

11.ABCD

12.AD

13.ABD

14.ABC

15.ABC

16.ABCD

17.ABD

18.AB

19.ABC

20.ABC

三、填空題（本題共10小題，每小題2分，共20分，請將正確答案填到題目空白處）

1.在化工自動化控制系統(tǒng)中，控制器接收來自______（傳感器/執(zhí)行器）的信號，并輸出控制信號給______（執(zhí)行器/傳感器）。

2.PID控制中，P代表______（比例/積分），I代表______（積分/比例），D代表______（微分/積分）。

3.PLC的全稱是______（可編程邏輯控制器/比例積分控制器）。

4.在DCS系統(tǒng)中，______（控制模塊/通信模塊）負責實現(xiàn)各個控制站之間的數(shù)據(jù)交換。

5.傳感器通常將______（非電量/電量）轉換為______（電量/非電量）。

6.常見的執(zhí)行器類型包括______（電動執(zhí)行器/氣動執(zhí)行器）、______（氣動執(zhí)行器/液動執(zhí)行器）和______（電液執(zhí)行器/手動執(zhí)行器）。

7.模型預測控制（MPC）的核心是利用一個預測模型來預測未來過程的______（輸出/輸入）。

8.在化工生產(chǎn)中，流量測量儀表通常用來測量流體的______（體積流量/質量流量）。

9.現(xiàn)場總線是一種用于現(xiàn)場設備之間通信的______（數(shù)字/模擬）通信技術。

10.為了提高控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性，可以采用______（前饋/反饋）控制和______（串級/并行）控制等策略。

四、判斷題（本題共10小題，每題1分，共10分，正確的請在答題括號中畫√，錯誤的畫×）

1.PLC只能用于離散控制，不能進行連續(xù)控制。（）

2.在PID控制中，積分控制可以消除靜態(tài)誤差，但可能導致系統(tǒng)的超調和振蕩。（）

3.DCS系統(tǒng)是一種集中式控制系統(tǒng)，所有控制功能都集中在一個中央處理器上。（）

4.傳感器不需要校準，因為它們總是能夠提供準確的測量結果。（）

5.比值控制適用于兩個過程之間存在固定比例關系的情況。（）

6.電動執(zhí)行器比氣動執(zhí)行器響應速度更快。（）

7.模型預測控制（MPC）對模型的準確性要求非常高。（）

8.壓力變送器主要用于測量流體的壓力，而不是流量。（）

9.現(xiàn)場總線技術的主要優(yōu)點是成本高，但通信速度慢。（）

10.魯棒控制策略主要目的是提高系統(tǒng)對參數(shù)變化的敏感性。（）

五、主觀題（本題共4小題，每題10分，共40分）

1.請簡述化工生產(chǎn)過程中采用自動化控制的主要目的和意義。

2.在化工自動化控制系統(tǒng)中，如何選擇合適的控制策略？請結合實際案例分析。

3.請解釋PID控制中，比例（P）、積分（I）、微分（D）各自的作用，以及如何合理整定這些參數(shù)。

4.針對一個具體的化工生產(chǎn)過程，請設計一個簡單的控制方案，包括所選用的控制器、執(zhí)行器、傳感器等，并說明理由。

標準答案

一、單項選擇題

1.A

2.D

3.C

4.D

5.A

6.A

7.C

8.D

9.D

10.B

11.B

12.B

13.B

14.A

15.B

16.D

17.C

18.B

19.B

20.D

二、多選題

1.ABC

2.AB

3.AC

4.ABD

5.ABCD

6.ABD

7.ABCD

8.ABC

9.AB

10.ABCD

11.ABCD

12.AD

13.ABD

14.ABC

15.ABC

16.ABCD

17.ABD

18.AB

19.ABC

20.ABC

三、填空題

1.傳感器；執(zhí)行器

2.比例；積分；微分

3.可編程邏輯控制器

4.通信模塊

5.非電量；電量

6.電動執(zhí)行器；氣動執(zhí)行器；液動執(zhí)行器

7.輸出

8.體積流量/質量流量

9.數(shù)字

10.反饋；串級

四、判斷題

1.×

2.√

3.×

4.×

5.√

6.×

7.×

8.√

9.×

10.×

五、主觀題（參考）

1.自動化控制的主要目的是提高生產(chǎn)效率、保證產(chǎn)品質量、降低生產(chǎn)成本、提高安全性。意義在于可以實現(xiàn)連續(xù)、