中职第三学年（机电一体化技术）设备联动控制2026年综合测试题及答案.doc

中职第三学年（机电一体化技术）设备联动控制2026年综合测试题及答案

（考试时间：90分钟 满分100分）
班级______ 姓名______

一、单项选择题（总共10题，每题3分，每题的备选项中，只有1个最符合题意）
1. 机电一体化系统中，实现信息处理功能的是（ ）。
A. 机械本体 B. 检测与传感器 C. 计算机与信息处理单元 D. 执行机构
2. 以下哪种控制算法不属于常用的位置控制算法（ ）。
A. 比例控制 B. 积分控制 C. 微分控制 D. 模糊控制
3. 设备联动控制中，用于传递动力和运动的部件是（ ）。
A. 控制器 B. 传感器 C. 执行器 D. 传动机构
4. 机电一体化系统设计中，首先应进行的是（ ）。
A. 总体设计 B. 详细设计 C. 硬件设计 D. 软件设计
5. 检测系统的精度主要取决于（ ）。
A. 传感器的精度 B. 放大器的精度 C. 显示装置的精度 D. 以上都不是
6. 可编程序控制器的编程语言中，梯形图属于（ ）。
A. 指令表语言 B. 图形化语言 C. 高级语言 D. 汇编语言
7. 以下哪种传感器不属于位置传感器（ ）。
A. 光电编码器 B. 超声波传感器 C. 磁电式传感器 D. 霍尔传感器
8. 在设备联动控制中，实现多轴同步控制的关键技术是（ ）。
A. 速度控制 B. 位置控制 C. 同步算法 D. 通信技术
9. 机电一体化产品的可靠性主要取决于（ ）。
A. 设计水平 B. 制造工艺 C. 元器件质量 D. 以上都是
10. 设备联动控制中，用于将数字信号转换为模拟信号的部件是（ ）。
A. D/A转换器 B. A/D转换器 C. 编码器 D. 译码器

二、多项选择题（总共5题，每题5分，每题的备选项中，有2个或2个以上符合题意，至少有1个错项。错选，本题不得分；少选，所选的每个选项得1分）
1. 机电一体化系统的主要构成要素包括（ ）。
A. 机械本体 B. 检测与传感器 C. 计算机与信息处理单元 D. 执行机构 E. 动力源
2. 常用的位置检测装置有（ ）。
A. 光电编码器 B. 光栅尺 C. 磁栅尺 D. 超声波传感器 E. 激光位移传感器
3. 可编程序控制器的编程语言有（ ）。
A. 梯形图 B. 指令表 C. 功能块图 D. 顺序功能图 E. 结构化文本
4. 设备联动控制中，常用的通信方式有（ ）。
A. RS-232 B. RS-485 C. CAN总线 D. 以太网 E. USB
5. 机电一体化产品设计时应遵循的原则有（ ）。
A. 机电互补原则 B. 功能优化原则 C. 自动化、省力化原则 D. 效益最大原则 E. 开放性原则

三、判断题（总共10题，每题2分，判断下列各题的正误，正确的打“√”，错误的打“×”）
1. 机电一体化系统就是将机械技术和电子技术简单相加。（ ）
2. 传感器的输出信号必须经过放大才能进行后续处理。（ ）
3. 可编程序控制器只能用于工业控制领域。（ ）
4. 位置控制就是使被控对象准确地到达目标位置。（ ）
5. 机电一体化产品的设计过程中，不需要考虑人机工程学因素。（ ）
6. 通信技术是实现设备联动控制的关键技术之一。（ ）
7. 检测系统只能检测物理量，不能检测化学量。（ ）
8. 在设备联动控制中，执行机构的动作必须严格按照顺序进行。（ ）
9. 机电一体化系统的可靠性与系统的复杂程度无关。（ ）
10. 软件设计是机电一体化系统设计的核心环节。（ ）

四、简答题（总共3题，每题10分，简要回答下列问题）
1. 简述机电一体化系统中机械本体的作用及设计要求。
2. 说明可编程序控制器在设备联动控制中的工作原理及应用优势。
3. 阐述设备联动控制中常用的同步控制方法及其特点。

五、综合应用题（总共1题，每题20分，根据题目要求进行综合分析和解答）
某自动化生产线由三台设备组成，分别为设备A、设备B和设备C。要求设备A先启动，运行5秒后设备B启动，设备B启动3秒后设备C启动。设备C运行8秒后生产线停止。请设计一个基于可编程序控制器的控制方案，画出梯形图，并说明控制过程。

答案：
一、1. C 2. D 3. D 4. A 5. A 6. B 7. B 8. C 9. D 10. A
二、1. ABCDE 答案解析：机电一体化系统由机械本体、检测与传感器、计算机与信息处理单元、执行机构和动力源等要素构成。机械本体提供支撑和运动基础；检测传感器获取信息；计算机处理信息；执行机构完成动作；动力源提供动力。这些要素相互协作实现系统功能。2.ABCE 答案解析：光电编码器、光栅尺、磁栅尺、激光位移传感器常用于位置检测。光电编码器通过光电转换测量角位移；光栅尺利用光栅条纹变化测直线位移；磁栅尺基于磁电效应检测位置；激光位移传感器通过激光反射测距离从而确定位置。超声波传感器主要用于距离检测等，非位置检测的典型装置。3.ABCDE 答案解析：可编程序控制器的编程语言丰富多样。梯形图直观形象，类似电气控制原理图；指令表以助记符表示指令；功能块图用图形符号表示功能；顺序功能图用于描述顺序控制流程；结构化文本使用高级语言结构描述控制逻辑。4.ABCD 答案解析：RS-232、RS-485是常用的串行通信方式，用于近距离设备通信；CAN总线适用于多节点通信，可靠性高；以太网用于高速数据传输和网络连接，在设备联动控制中广泛应用。USB主要用于计算机与外部设备连接，一般不用于设备间联动控制通信。5.ABCDE 答案解析：机电一体化产品设计遵循机电互补原则整合机械与电子优势；功能优化原则提升产品性能；自动化、省力化原则提高生产效率降低人力成本；效益最大原则追求经济效益最大化；开放性原则便于系统扩展和升级。
三、1.× 2.× 3.× 4.√ 5.× 6.√ 7.× 8.× 9.× 10.×
四、1. 机械本体是机电一体化系统的基础支撑部件，作用是支撑和连接其他部件，传递动力和运动。设计要求包括具有足够的强度、刚度和精度，良好的动态性能，便于安装和维护，以及与其他部件的兼容性等。
2. 可编程序控制器工作原理是通过输入接口接收外部信号，按用户程序进行逻辑运算，再通过输出接口控制外部设备。应用优势有编程简单、可靠性高、灵活性强、可扩展性好、能实现复杂控制逻辑等。
答案解析：可编程序控制器接收现场输入信号，如按钮、传感器信号等，经内部程序运算处理，输出控制信号驱动接触器、电机等执行设备。编程采用梯形图等直观方式，易于理解和修改。其可靠性高，采用冗余设计等提高稳定性。可灵活配置输入输出模块适应不同控制需求，并方便增加功能模块扩展系统功能，能完成定时、计数、逻辑运算等复杂控制任务。
3. 常用同步控制方法有主从同步法，主设备控制从设备同步运行，优点是简单易实现，缺点是主设备故障影响系统；交叉耦合同步法通过相互反馈调整实现同步，同步精度高，但算法复杂；电子齿轮法通过设定传动比实现同步，适用于有速度比例关系的轴同步，调整方便。
答案解析：主从同步法中主设备发出同步信号，从设备跟随动作，结构简单成本低，但主设备故障会致系统故障。交叉耦合同步法利用轴间位置或速度偏差反馈调整，能高精度同步，但算法复杂需较强计算能力。电子齿轮法根据设备速度关系设定传动比，通过脉冲计数等实现同步，常用于多轴速度同步控制，调整传动比可适应不同工艺需求。
五、控制方案：采用西门子S7-200系列PLC。I0.0接设备A启动按钮，I0.1接设备B启动按钮，I0.2接设备C启动按钮，Q0.0控制设备A，Q0.1控制设备B，Q0.2控制设备C。
梯形图：
网络1：
LD I0.0
TON T37, 50
网络2：
LD T37
OUT Q0.0
网络3：
LD Q0.0
TON T38, 30
网络4：
LD T38
OUT Q0.1
网络5：
LD Q0.1
TON T39, 80
网络6：
LD T39
OUT Q0.2
控制过程：按下设备A启动按钮I0.0，定时器T37开始计时5秒，5秒到输出Q0.0启动设备A；设备A启动后，定时器T38开始计时3秒，3秒到输出Q0.1启动设备B；设备B启动后，定时器T39开始计时8秒，8秒到输出Q0.2启动设备C，同时整个生产线停止运行等待下一次启动信号。