2025年化工自动化控制仪表新版试题(附答案)

2025年化工自动化控制仪表新版试题(附答案)一、单项选择题（每题2分，共40分）1.某化工仪表的精度等级为1.0级，量程为0-100℃，其最大绝对误差为（）。A.±1℃B.±0.1℃C.±10℃D.±0.01℃2.以下温度传感器中，输出信号为电阻变化的是（）。A.热电偶B.铂热电阻C.红外温度计D.双金属温度计3.标准工业过程控制中，气动执行器的输入信号通常为（）。A.0-5VDCB.4-20mADCC.20-100kPaD.1-5VAC4.用于测量腐蚀性液体流量的仪表，优先选用（）。A.电磁流量计B.涡轮流量计C.转子流量计D.差压式流量计5.某压力变送器量程为0-1.6MPa，输出信号为4-20mA。当测量压力为0.8MPa时，输出电流应为（）。A.8mAB.12mAC.16mAD.20mA6.DCS系统中，I/O卡件的主要功能是（）。A.实现人机交互B.完成控制算法C.转换现场信号与数字信号D.存储历史数据7.关于智能阀门定位器的描述，错误的是（）。A.可实现阀门行程的精确控制B.支持HART或PROFIBUS通信C.无需外部气源D.具备自诊断功能8.测量开口容器的液位时，压力式液位计的零点应（）。A.高于容器底部B.与容器底部平齐C.低于容器底部D.与容器顶部平齐9.以下仪表中，属于接触式物位测量的是（）。A.雷达液位计B.超声波液位计C.浮筒液位计D.激光物位计10.PID控制器中，“I”参数的作用是（）。A.减少稳态误差B.加快响应速度C.抑制超调D.提高抗干扰能力11.热电阻测量电路中，采用三线制接法的主要目的是（）。A.提高测量精度B.简化接线C.降低成本D.增强抗干扰能力12.某温度控制系统出现超调过大，可能的原因是（）。A.比例度太小B.积分时间太短C.微分时间太长D.比例度太大13.用于测量高粘度、易结晶液体的流量，应选用（）。A.椭圆齿轮流量计B.孔板流量计C.文丘里流量计D.涡街流量计14.工业现场中，4-20mA信号传输时，若电缆屏蔽层未接地，可能导致（）。A.信号衰减B.信号干扰C.短路故障D.开路故障15.以下传感器中，可用于测量气体成分的是（）。A.电导率仪B.pH计C.红外气体分析仪D.压力变送器16.控制系统中，执行器的气开/气关形式选择主要依据（）。A.工艺安全要求B.仪表成本C.信号类型D.安装空间17.某仪表的响应时间为0.5s，意味着（）。A.仪表从输入变化到输出稳定的时间为0.5sB.仪表的精度为0.5%C.仪表的量程为0-50%D.仪表的分辨率为0.5单位18.测量蒸汽流量时，差压式流量计需配置（）。A.温度补偿B.压力补偿C.温压双补偿D.无需补偿19.以下不属于DCS系统组成部分的是（）。A.操作站B.控制站C.现场总线D.继电器柜20.关于仪表防爆标志“ExdIIBT3Gb”的描述，错误的是（）。A.“Ex”表示防爆B.“d”表示隔爆型C.“T3”表示最高表面温度D.“Gb”表示粉尘防爆二、填空题（每空1分，共20分）1.工业自动化仪表按功能可分为检测仪表、（）、执行仪表和（）四大类。2.热电偶的热电势由（）电势和（）电势组成。3.标准信号4-20mA对应的工程量范围通常为（）%。4.气动薄膜调节阀的执行机构有（）式和（）式两种形式。5.流量测量中，质量流量计可直接测量流体的（），无需（）补偿。6.DCS系统的核心是（），其主要功能是完成（）运算。7.智能仪表通常具备（）、（）和自诊断功能。8.物位测量中，雷达液位计的测量原理是（），适用于（）场合。9.PID控制参数中，比例度（δ）越小，控制作用（）；积分时间（Ti）越小，积分作用（）。10.仪表接地分为（）接地和（）接地，前者用于保证信号精度，后者用于设备安全。三、判断题（每题1分，共10分）1.双金属温度计可以直接输出电信号，无需额外转换。（）2.电磁流量计不能测量非导电液体的流量。（）3.压力变送器的量程迁移是指通过调整零点和量程，使其测量范围适应实际工况。（）4.调节阀的流量特性是指阀杆行程与流量的关系，与阀前后压差无关。（）5.热电阻的测量精度高于热电偶，适用于中低温测量。（）6.超声波液位计在真空环境中无法正常工作。（）7.DCS系统的冗余设计主要是为了提高系统的可靠性。（）8.智能阀门定位器只能通过4-20mA信号控制，无法实现数字通信。（）9.测量腐蚀性介质时，压力仪表的隔离液应选择与介质互溶且无腐蚀性的液体。（）10.控制系统中，微分作用（D）主要用于消除稳态误差。（）四、简答题（每题6分，共30分）1.简述热电阻与热电偶的主要区别（至少列出4点）。2.说明气动调节阀气开式与气关式的定义，并举例说明如何根据工艺安全要求选择。3.简述电磁流量计的工作原理及使用注意事项（至少3项）。4.分析DCS系统中“控制站”与“操作站”的功能差异。5.某温度控制系统投运后，显示值波动频繁且无规律，可能的故障原因有哪些？（至少列出5项）五、综合分析题（每题10分，共20分）1.某化工厂反应釜温度控制系统采用“热电偶+温度变送器+PID控制器+气动调节阀”组成闭环控制。正常工况下，反应釜温度稳定在80±2℃。某日，操作人员发现温度显示值快速上升至105℃，且调节阀开度由50%逐渐关小至10%，但温度仍未下降。请分析可能的故障原因及排查步骤。2.某车间需测量管道内浓硫酸（电导率＞100μS/cm）的流量，设计压力0.8MPa，温度50℃。现有以下仪表可选：电磁流量计、涡轮流量计、转子流量计、椭圆齿轮流量计。请选择最合适的仪表，并说明选择依据及安装注意事项。答案一、单项选择题1.A2.B3.C4.A5.B6.C7.C8.B9.C10.A11.A12.A13.A14.B15.C16.A17.A18.C19.D20.D二、填空题1.控制仪表；显示仪表2.接触；温差3.0-1004.正作用；反作用5.质量流量；温度/压力6.控制器；控制算法7.数字通信；数据存储8.电磁波反射；高温/高压/腐蚀性9.越强；越强10.信号；保护三、判断题1.×2.√3.√4.×5.√6.√7.√8.×9.×10.×四、简答题1.主要区别：①测温原理不同（热电阻基于电阻随温度变化，热电偶基于热电效应）；②输出信号不同（热电阻输出电阻信号，热电偶输出电势信号）；③测温范围不同（热电阻适用于中低温，热电偶适用于中高温）；④需要补偿方式不同（热电阻需恒流源供电，热电偶需冷端补偿）；⑤结构不同（热电阻无参比端，热电偶需两种不同材料组成闭合回路）。2.气开式：无信号压力时阀门关闭，有信号压力时阀门开启；气关式：无信号压力时阀门开启，有信号压力时关闭。选择依据：故障状态（断气、断电）下，阀门应处于使工艺系统安全的位置。例如，加热炉燃料气调节阀应选气开式（断气时关闭，避免燃料泄漏引发爆炸）；冷却介质调节阀应选气关式（断气时全开，防止设备超温）。3.工作原理：基于法拉第电磁感应定律，导电液体切割磁感线产生感应电势，电势大小与流速成正比。注意事项：①被测介质需导电（电导率＞5μS/cm）；②传感器必须满管安装，避免气泡影响；③管道需良好接地，消除杂散电流干扰；④避免强磁场环境，远离电机、变压器等设备。4.控制站：核心功能是实时采集现场信号（如温度、压力），执行控制算法（如PID），输出控制指令到执行器（如调节阀），是系统的“控制核心”。操作站：提供人机交互界面，用于监控工艺参数（如显示实时曲线、报警信息）、设置控制参数（如修改PID参数）、存储历史数据，是系统的“操作与监控中心”。5.可能原因：①热电偶或热电阻接线松动，导致信号接触不良；②温度变送器故障（如元件老化、电路干扰），输出信号波动；③PID控制器参数设置不当（如比例度过小、积分时间过短），导致控制震荡；④调节阀卡滞或密封不严，动作不平稳；⑤工艺介质流量/成分波动，导致温度扰动；⑥信号电缆屏蔽层损坏，引入外部电磁干扰；⑦仪表接地不良，信号基准不稳。五、综合分析题1.故障分析与排查步骤：（1）可能原因：①热电偶故障（如断路、短路），导致温度显示值虚高；②温度变送器故障（信号放大电路异常），输出错误的高信号；③PID控制器参数设置错误（如正/反作用设置反），导致调节阀误动作；④调节阀膜头漏气或阀杆卡滞，实际开度与信号不符（显示关小但实际未关）；⑤工艺系统异常（如反应釜内物料反应剧烈，放热超过冷却能力）。（2）排查步骤：①检查热电偶接线端子，用万用表测量热电势是否正常（80℃时K型热电偶约3.266mV）；②断开温度变送器输入，测量其输出是否稳定（正常应为4-20mA对应0-100℃）；③手动控制调节阀，观察温度是否随开度变化（若手动关小后温度下降，说明控制器参数错误）；④检查调节阀膜头压力（气开式应随信号增大压力升高），确认阀杆动作是否灵活；⑤联系工艺人员确认物料配比、进料量是否异常。2.仪表选择与依据：（1）选择电磁流量计。（2）依据：①浓硫酸电导率＞100μS/cm，满足电磁流量计对介质导电性的要求（＞5μS/cm）；②电磁流量计无活动部件，耐腐蚀性强（可选用聚四氟乙烯衬里+哈氏合金电极），适合测量浓硫酸；③测量精度高（±0.5%~±1%），量程比宽（10:1~20:1），适用于工业管道连续测量；④涡轮流量计需介质清洁无杂质（浓硫酸可能含颗粒），转子流量计为玻璃管不耐压（