2026年化工中控试题和答案

2026年化工中控试题和答案1.（单选）2026年某炼化一体化装置DCS系统采用DeltaVv15，工程师站与控制器之间的数据刷新周期默认设置为多少毫秒即可满足反应器温度串级控制回路的实时性要求？A.50ms B.100ms C.200ms D.500ms答案：B解析：反应器温度串级主环时间常数通常在30~60s，副环（夹套温度）在3~8s。根据ISA-5.9导则，副环扫描周期应≤1/10副环时间常数，即≤0.8s；而DeltaVv15默认100ms刷新已可提供10倍以上的采样密度，兼顾网络负荷与实时性。A选项50ms虽更快，但增加50%网络负荷却无显著控制收益；C、D选项则低于副环需求。2.（单选）某装置采用分程控制，调节阀A为气开（FO），阀B为气关（FC），分程点设在50%输出。当PID输出为62%时，以下哪组阀位正确？A.A阀62%，B阀0% B.A阀100%，B阀24% C.A阀50%，B阀12% D.A阀100%，B阀50%答案：B解析：分程区间0~50%驱动A阀，50~100%驱动B阀。输出62%时，A阀已全开（100%），B阀按剩余12%行程比例换算：(62-50)/(100-50)=24%，故B阀24%。3.（单选）在SIS与DCS共用变送器的情况下，符合IEC61511的接线方式是：A.变送器→安全栅→DCSAI→SISAI B.变送器→SISAI→DCSAI C.变送器→分配器→SISAI&DCSAI D.变送器→DCSAO→SISAI答案：C解析：共用原则需保证SIS独立性。分配器（信号倍增器）提供电气隔离，每路独立电源，避免共因失效；A、B选项存在单一路径失效风险；D选项AO为输出，逻辑错误。4.（单选）某反应器进料流量采用Coriolis质量流量计，正常流量18t/h，介质密度680kg/m³。若出现“TubeNotVibrating”报警，最不可能的原因为：A.传感器驱动线圈断路 B.介质含气量>20% C.电源模块5VDC丢失 D.下游调节阀剧烈节流答案：D解析：Coriolis报警直接关联振动系统。A、C使驱动级失电；B导致阻尼过大停振；D仅影响背压，不会直接停振。5.（单选）某装置使用HoneywellSM系统，SOE分辨率1ms，若要求事件顺序记录误差≤2ms，则DI卡件扫描周期最大可设为：A.0.5ms B.1ms C.2ms D.4ms答案：A解析：SOE分辨率1ms指卡件硬件时间戳精度，但扫描周期决定采样间隔。误差=扫描周期，故≤2ms需求周期≤2ms；考虑余量，选0.5ms。6.（单选）某精馏塔塔顶压力采用热旁路控制，当热旁路调节阀开大时，塔顶压力将：A.升高 B.降低 C.不变 D.先升后降答案：B解析：热旁路把塔顶蒸汽直接引入冷凝器壳程，增加冷凝面积，提高冷凝量，降低不凝气分压，故压力下降。7.（单选）某装置使用ProfibusPA，段耦合器输出电压为20VDC，现场仪表最低工作电压9V，电缆电阻44Ω/km，单台仪表静态电流12mA，则每段最多可挂多少台仪表（忽略接触电阻）？A.16 B.24 C.32 D.40答案：C解析：压降ΔU=20-9=11V；允许总电阻R=ΔU/I_total=11/(0.012×n)；电缆来回电阻R=2×L×0.044；令L=1km，则2×1×0.044≤11/(0.012n)→n≤32。8.（单选）某装置采用模型预测控制（MPC）对裂解炉出口温度（COT）进行优化，模型时域N=80，控制时域M=20，采样周期Ts=30s。则MPC可预测未来：A.20min B.30min C.40min D.67min答案：C解析：预测时域=N×Ts=80×30=2400s=40min。9.（单选）某SIF回路使用2oo3压力开关，单个开关的危险失效概率λD=2×10⁻⁶h⁻¹，检验测试间隔TI=1年，则该回路的PFDavg约为：A.1×10⁻³ B.2×10⁻³ C.3×10⁻³ D.4×10⁻³答案：B解析：2oo3PFDavg≈(λD×TI)²×τCE/2，τCE≈TI/2；TI=8760h；PFDavg≈(2×10⁻⁶×8760)²×4380/2≈1.9×10⁻³，取2×10⁻³。10.（单选）某装置使用DeltaVBatch，配方中“AcquireReactorUnit”步骤的仲裁策略设为“Wait”，若该单元被另一批次占用，则当前批次状态显示为：A.Held B.Aborting C.Running（蓝闪） D.Idle答案：C解析：Wait策略下，批次进入“Running”但图标蓝闪，提示等待资源；Held需人工干预；Aborting为终止；Idle为未启动。11.（多选）以下哪些措施可有效降低DCS控制回路由于电磁干扰导致的信号漂移？A.模拟信号电缆采用双绞屏蔽，屏蔽层在机柜侧单端接地B.将24VDC电源负极与保护地隔离C.采用有源隔离器将AI通道浮空D.把动力电缆与信号电缆敷设在同一桥架，减少阻抗答案：A、B、C解析：A抑制容性耦合；B阻断地环路；C切断共模路径；D加剧干扰。12.（多选）某装置反应器温度报警出现“chattering”（每秒动作>3次），可能原因：A.报警死区Deadband=0 B.PID输出波动±0.5% C.传感器热电阻接触不良 D.SOE记录精度1ms答案：A、B、C解析：死区为零则测量噪声触发；PID微幅振荡导致温度纹波；接触不良产生阶跃；D与报警抖动无关。13.（多选）关于2026年新版GB50160对可燃液体储罐安全仪表系统的要求，正确的是：A.容量≥10000m³的储罐应设独立SISB.高液位联锁应能在10min内切断进料C.液位开关宜采用音叉式，避免挂料误报D.联锁信号应同时送DCS报警，但硬件独立答案：A、D解析：B应为“5min”；C音叉对高黏物料易挂料，应选外贴超声或雷达开关；A、D符合独立性与信息送DCS要求。14.（多选）某装置使用在线拉曼分析仪，信号通过ModbusTCP送至DCS，出现周期性“Timeout”，排查方向包括：A.交换机端口双工模式不匹配 B.分析仪激光器温度漂移 C.DCSModbus主站轮询间隔<分析仪响应时间 D.网线靠近变频器无屏蔽答案：A、C、D解析：B导致测量偏差而非通信断；A、C、D均影响通信。15.（多选）某MPC项目上线后，操作工反馈设定值改变时响应变慢，可能调优参数：A.增加权重系数λy B.减小控制时域M C.增大模型增益K D.减小采样周期Ts答案：B、D解析：减小M使控制动作更集中；减小Ts提高响应；增加λy保守；增大K使模型过激，反而振荡。16.（判断）在DeltaV系统中，使用AMSDeviceManager可远程对FFH1仪表进行CalibrationZeroTrim，无需现场旁通。答案：正确解析：AMS支持FF在线标定，通过DD文件执行ZeroTrim，装置无需停车。17.（判断）某装置采用N2封的储罐，其压力联锁采用“失电动作”型电磁阀，符合故障安全原则。答案：正确解析：失电动作即电磁阀断电时N2补充阀关闭，防止储罐超压，属于故障安全。18.（判断）在SIS因果图中，若出现“P-101运行信号=0”作为输入事件，该信号可直接取自DCSDO卡。答案：错误解析：SIS输入应独立，取自现场接触器辅助触点，避免DCS共因失效。19.（判断）MPC控制器中的扰动变量DV，若其模型阶跃响应增益为0，则该DV对预测输出无影响，可删除。答案：正确解析：增益为零即无动态耦合，保留会增加矩阵维数无意义。20.（判断）ProfibusDP总线两端终端电阻为110Ω，若在线移除一个从站，必须重新上电总线才能恢复通信。答案：错误解析：DP支持热插拔，移除后总线自动重新枚举，无需断电。21.（填空）某反应器采用Smith预估补偿器，其纯滞后时间θ=45s，当设定值作1%阶跃变化时，若要求超调量≤1%，则主PID积分时间Ti应大于________s。答案：180解析：Smith预估下，超调主要受模型误差与积分饱和影响。经验Ti≥4θ可抑制超调，4×45=180s。22.（填空）某装置使用FisherDVC6200定位器，TravelTime设为8s，若输入信号从25%阶跃到75%，阀门实际全行程时间为________s。答案：8解析：TravelTime定义为全行程时间，与信号幅度无关，定位器自动线性化。23.（填空）某SIF回路要求SIL2，PFDavg目标1×10⁻²，采用1oo1电磁阀，λD=5×10⁻⁶h⁻¹，则检验测试间隔TI最大可设为________年。答案：1.14解析：PFDavg=λD×TI/2→TI=2×1×10⁻²/(5×10⁻⁶)=4000h≈1.14年。24.（填空）某精馏塔采用先进控制，塔顶与塔底组分关联矩阵为[1.2-0.8;-0.61.4]，则其相对增益阵列RGA(1,1)=________。答案：0.72解析：RGA=G×(G⁻¹)ᵀ；计算得G⁻¹后点乘，(1,1)元素0.72。25.（填空）某装置采用OPCUA实现DCS与MES对接，当PublishingInterval设为500ms，若数据变化死区Deadband=0.1%，则模拟量AI在________%幅度的阶跃下，客户端才会收到通知。答案：0.1解析：Deadband定义为变化百分比，超过即触发。26.（简答）简述2026年新版ISO22762对化工装置使用无线仪表的防爆补充要求，并给出2条落地措施。答案：1.要求：无线仪表在Zone1使用时，须证明射频功率≤200mW条件下，即使单点故障也不会使表面温度超过T4（135°C）。2.落地措施：a.选用已认证ExiaIICT4Ga等级无线温度变送器，其射频模块集成限能栅，单故障功率<150mW；b.在回路设计文件中增加“无线功率预算表”，列出发射占空比、天线增益、故障电流，经第三方评估签字。27.（简答）某装置DCS升级后，操作站出现偶发“蓝屏重启”，经排查与网络风暴有关，请给出三步根治方案。答案：1.在核心交换机启用广播抑制，阈值设为100pps，超限时自动shutdown端口并发送SNMPTrap；2.将操作站网卡驱动更新至2026Q1版本，关闭“节能以太网”选项，避免唤醒风暴；3.对DCS服务器与操作站划分独立VLAN，采用静态ARP绑定，禁止动态学习，杜绝ARP欺骗。28.（简答）解释“控制阀闪蒸”与“气蚀”在DCS趋势图上的区别，并给出识别技巧。答案：闪蒸：阀后压力低于液体饱和蒸汽压，趋势表现为阀位稳定但阀后流量出现高频锯齿噪声（>5Hz），阀杆振动幅值小；气蚀：阀后压力恢复至高于饱和蒸汽压，气泡溃灭，趋势表现为阀后压力骤降—回升尖峰（1~2Hz），伴随管道敲击声，振动位移峰峰值>0.5mm；识别技巧：在DCS增加“流量噪声能量”算法，RMS值>2%即报警；同时采集加速度信号，频谱出现20kHz宽带为气蚀特征。29.（简答）某装置采用数字孪生实时优化（RTO），其收敛时间从原来的45min缩短到8min，请列出两项关键技术改进。答案：1.采用GPU并行求解器，将非线性规划（NLP）问题分解为子域，利用CUDA加速雅可比矩阵计算，迭代速度提升6倍；2.引入机器学习代理模型（SurrogateModel），用深度神经网络拟合严格机理模型，在线校正局部梯度，减少调用严格模型次数80%。30.（简答）说明“时间序列异常检测”在2026年中控室的典型应用，并给出算法流程。答案：应用：对催化裂化主风机的轴瓦温度进行早期预警，避免轴承烧损。流程：a.采集1kHz高频振动温度混合信号，降采样至1Hz；b.采用STL分解，提取趋势、周期、残差；c.对残差使用LSTM自编码器，重构误差>3σ视为异常；d.异常持续>30s触发“预维护”工单，自动推送至AMS系统。31.（计算）某反应器温度对象可用一阶惯性加纯滞后近似，K=2.5°C/%，T=80s，θ=25s。若采用PI控制，要求闭环时间常数Tcl=θ，求PI参数Kc、Ti，并用Lambda整定法计算。答案：Lambda法：Kc=T/(K×(θ+Tcl))=80/(2.5×50)=0.64；Ti=T=80s；解析：Tcl=θ=25s，分母50s；结果Kc=0.64，Ti=80s。32.（计算）某储罐液位雷达量程0~15m，允许液位变化速率≤0.5m/min，采用PID控制，阀门线性，最大流量900m³/h，储罐截面积A=200m²。求液位变化速率最大时的阀门相对增益，并判断是否需分段阀。答案：最大速率0.5m/min=30m/h；体积流量Q=A×速率=200×30=6000m³/h；相对增益=6000/900=6.67>1，需采用分程或双阀，否则阀门全开仍无法满足。33.（计算）某SIS回路采用2oo3压力变送器，λDU=1.2×10⁻⁶h⁻¹，共因因子β=5%，TI=2年，MissionTime=20年，求PFH（每小时危险失效频率）。答案：2oo3PFH≈3×(1-β)²×λDU²×TI+β×λDU=3×0.9025×1.44×10⁻¹²×17520+0.05×1.2×10⁻⁶≈6.8×10⁻⁹+6×10⁻⁸=6.7×10⁻⁸h⁻¹。34.（计算）某装置采用热泵精馏，COP=4.2，塔顶冷凝负荷Qc=8MW，若电价0.6元/kWh，求年运行8000h的电费相比水冷式节省多少万元？（水冷式循环水费用忽略，仅比较压缩机功耗）答案：热泵功耗P=Qc/COP=8/4.2=1.90MW；年耗电1.90×8000=15200MWh；电费15200×0.6=912万元；水冷式无压缩机，故节省912万元。35.（计算）某装置使用超声波流量计测量LNG，管径DN200，流速范围0.5~8m/s，声速在LNG中1200m/s，若采用Z法安装，求最低流速下的时间差Δt。答案：Z法路径L=2×0.2/sin45°=0.283m；Δt=2×v×L/c²=2×0.5×0.283/1200²=0.197ns。36.（案例）某年产60万吨乙二醇装置2026年3月DCS显示氧化酯化反应器R-301出口温度TI-4312突然从198°C升至205°C，伴随循环气流量FI-4205下降5%，操作工立即手动降低氧气进料，温度仍继续攀升至210°C，触发SIS联锁。事后查明氧气调节阀FV-4201阀杆断裂，阀位卡在全开60%。请回答：a.中控员在确认阀杆断裂前应采取哪两项自动措施可避免联锁？b.给出阀杆断裂的在线诊断方法。答案：a.1.启用氧气流量超驰控制，当FI-4205偏差>3%且阀位反馈偏差>5%持续10s，自动切换至备用小阀并降负荷20%；2.触发MPC“热失控”模式，强制降低氧气设定值5%，同时提高N2稀释量。b.在DVC6200定位器启用PDT（PartialStrokeTest）每日执行15%行程，监测摩擦力突增>30%即报警；同时采用声学监听，在阀体安装无线声发射传感器，频谱出现5~10kHz金属撕裂特征即诊断断裂。37.（案例）某装置DCS升级后，操作站趋势曲线出现“阶梯状”刷新，每3s跳一次，而实际信号为平滑斜坡。请给出三步排查与解决。答案：1.检查趋势对象属性，发现“CompressionType”被设为“SwingingDoor”，压缩死区0.5%，改为“Raw”后曲线平滑；2.核实服务器CPU负载，发现历史站线程被防病毒扫描占用，将杀毒软件排除*.lng文件，CPU从90%降至30%