2025年高职（化工自动化技术）DCS控制系统调试模拟试题及解析

2025年高职（化工自动化技术）DCS控制系统调试模拟试题及解析

（考试时间：90分钟满分100分）班级______姓名______第I卷（选择题，共40分）每题有4个选项，其中只有1个选项是正确的，请将正确选项填在括号内。(总共20题，每题2分，每题只有一个正确答案，请认真审题后作答)1.DCS控制系统中，现场控制站的主要功能不包括（）A.数据采集B.控制算法执行C.与操作员站通信D.系统组态2.以下哪种信号类型不属于DCS控制系统中常用的现场信号（）A.4-20mAB.0-10VC.开关量信号D.光纤信号3.在DCS系统中，用于实现控制回路的核心部件是（）A.控制器B.输入输出模块C.操作站D.通信网络4.DCS控制系统的接地要求中，信号接地的目的是（）A.保障人身安全B.抑制干扰C.提高系统稳定性D.降低设备功耗5.对于DCS系统的控制算法，PID控制中积分作用的主要目的是（）A.消除稳态误差B.加快响应速度C.抑制超调D.提高系统增益6.在DCS系统中，历史数据的存储方式通常不包括（）A.硬盘存储B.磁带存储C.光盘存储D.云端存储7.DCS控制系统中，操作员站的主要作用是（）A.进行系统组态B.执行控制算法C.显示监控画面和操作D.连接现场设备8.以下关于DCS系统通信网络的说法，错误的是（）A.采用冗余设计提高可靠性B.传输速率越高越好C.支持多种通信协议D.负责数据传输9.DCS系统中，模拟量输入模块的主要功能是（）A.将数字信号转换为模拟信号B.将模拟信号转换为数字信号C.处理开关量信号D.实现控制算法10.对于DCS系统的调试，首先要进行的是（）A.硬件检查B.软件组态C.系统联调D.回路测试11.在DCS控制系统中，控制策略的组态是在（）中完成的。A.现场控制站B.操作员站C.工程师站D.通信网络12.DCS系统中，数字量输出模块的作用是（）A.输出模拟控制信号B.输出开关量控制信号C.采集模拟量信号D.采集开关量信号13.以下哪种情况可能导致DCS系统通信故障（）A.网络线缆连接松动B.控制器参数设置错误C.输入输出模块损坏D.控制算法不合理14.DCS控制系统的可靠性指标通常不包括（）A.平均无故障时间B.系统响应时间C.故障恢复时间D.冗余率15.在DCS系统中，用于显示实时数据的画面类型不包括（）A.趋势图B.流程图C.报表D.控制回路图16.DCS系统调试过程中，对控制回路进行测试时，需要检查的内容不包括（）A.控制精度B.响应速度C.系统安全性D.画面显示效果17.对于DCS系统中的联锁保护功能，其作用是（）A.防止系统误操作B.提高系统控制精度C.加快系统响应速度D.降低系统功耗18.DCS控制系统中，过程变量的采集频率主要取决于（）A.控制器性能B.系统组态要求C.现场设备变化速度D.操作员站性能19.在DCS系统调试中，检查系统接地电阻的目的是（）A.确保系统正常运行B.防止设备损坏C.保障人身安全D.以上都是20.以下关于DCS系统升级的说法，正确的是（）A.升级过程中不需要备份数据B.升级后不需要进行调试C.应谨慎评估升级风险D.随意升级不会影响系统性能第II卷（非选择题，共60分）填空题(总共10题，每题2分，将答案填在横线上)1.DCS控制系统是一种______、______、______的控制系统。2.DCS系统的硬件主要包括______、______、______、______等部分。3.在DCS系统中，常用的控制算法有______、______、______等。4.DCS系统的通信网络主要采用______、______、______等通信协议。5.操作员站通过______与现场控制站进行数据交互。6.DCS系统的接地方式主要有______、______、______。7.模拟量信号的传输方式有______和______两种。8.在DCS系统调试中，硬件检查包括检查设备的______、______、______等。9.DCS系统中，历史数据的存储时间可根据用户需求进行______。10.对于DCS系统的控制回路，其组成部分包括______、______、______、______。简答题(总共4题，每题5分，请简要回答问题)1.简述DCS控制系统中现场控制站的功能。2.说明DCS系统中PID控制算法的原理及各参数的作用。3.简述DCS系统通信网络的特点。4.阐述DCS系统调试的主要步骤。分析题(总共2题，每题10分，请根据给定材料进行分析)材料：在某化工生产过程中，DCS控制系统出现了控制偏差过大的问题。经过检查，发现是现场某温度传感器的输出信号异常。1.请分析可能导致温度传感器输出信号异常的原因。2.针对该问题，提出相应的解决措施。材料：DCS系统运行一段时间后，操作员发现部分控制回路的响应速度变慢。经检查，发现通信网络的负载较重。1.分析通信网络负载重可能对DCS系统产生的影响。2.如何解决通信网络负载重的问题。设计题(总共1题，每题20分，请根据要求进行设计)设计一个简单的DCS控制系统，用于控制一个化学反应釜的温度和压力。要求画出系统架构图，并说明各部分的功能及作用。答案：第I卷答案1.D2.D3.A4.B5.A6.D7.C8.B9.B10.A11.C12.B13.A14.B15.C16.D17.A18.C19.D20.C第II卷答案填空题答案1.分散控制、集中管理、分级操作2.现场控制站、操作员站、工程师站、通信网络3.PID控制、串级控制、比值控制4.TCP/IP、Profibus、Modbus5.通信网络6.信号接地、屏蔽接地、安全接地7.电流传输、电压传输8.外观、连接、功能9.设置10.控制器、传感器、执行器、控制算法简答题答案1.现场控制站的功能包括数据采集，采集现场设备的各种信号；控制算法执行，根据设定的控制算法对采集的数据进行处理；与现场设备连接，实现对现场设备的控制；与操作员站通信，上传数据及接收操作指令等。2.PID控制算法原理为比例（P）、积分（I）、微分（D）作用的线性组合。比例作用用于快速响应偏差，使系统尽快趋近设定值；积分作用消除稳态误差；微分作用预测偏差变化趋势，加快系统响应速度并抑制超调。3.DCS系统通信网络特点有采用冗余设计提高可靠性；支持多种通信协议，可连接不同设备；传输速率满足系统数据传输要求；负责系统各部分间的数据传输，实现信息共享。4.DCS系统调试主要步骤：首先进行硬件检查，包括设备外观、连接、功能等；接着进行软件组态，设置控制策略等参数；然后进行系统联调，检查各部分协同工作情况；最后进行回路测试，检查控制回路性能。分析题答案1.可能原因：温度传感器本身损坏；传感器接线松动或断路；现场环境干扰，如电磁干扰、温度变化剧烈等影响传感器输出；传感器与DCS系统的信号匹配问题。2.解决措施：更换损坏的温度传感器；检查并紧固接线；采取屏蔽措施减少电磁干扰，改善现场环境温度稳定性；检查信号传输线路及DCS系统中信号输入模块的设置，确保信号匹配。1.影响：控制回路响应速度变慢，导致生产过程控制不及时，影响产品质量和生产效率；可能引发系统不稳定，出现控制偏差甚至失控；影响操作员对系统的监控和操作判断。2.解决措施：检查通信网络设备，如交换机等，看是否有故障；优化网络拓扑结构，减少不必要的网络节点；合理分配通信带宽，限制非关键数据的传输；对通信网络进行扩容，增加网络设备或升级网络协议。设计题答案系统架构图：现场控制站通过传