特种作业安全培训化工自动化控制仪表作业人员考试模拟试题与答案

特种作业安全培训化工自动化控制仪表作业人员考试模拟试题与答案1.单选题（每题1分，共40分）1.1在爆炸性气体环境1区安装的智能差压变送器，其防爆标志ExdⅡCT6中，“T6”表示设备最高表面温度不超过：A.450℃ B.300℃ C.200℃ D.85℃答案：D解析：T6为温度组别，对应最高表面温度85℃，选型时必须低于现场可燃气体引燃温度。1.2某PID调节器在手动模式时输出电流为12mA，当切换至自动模式瞬间，若测量值等于设定值，则输出值应：A.突降至4mA B.保持12mA C.突升至20mA D.先升后降答案：B解析：无扰动切换功能使手动/自动切换瞬间输出保持，防止执行机构抖动。1.3采用HART协议的3051变送器，其通信电缆最小负载电阻应为：A.100Ω B.230Ω C.500Ω D.1kΩ答案：B解析：HART规范要求回路负载230～600Ω，保证频移键控信号幅值≥0.2V。1.4某反应釜温度联锁值180℃，采用SIL2级回路，其传感器宜选：A.单支Pt100 B.双支Pt100冗余 C.热电偶 D.热敏电阻答案：B解析：SIL2要求硬件容错≥1，双支Pt100可实现冗余和漂移监测。1.5在DCS冗余I/O卡件中，热备卡件切换时间一般小于：A.10ms B.50ms C.100ms D.1s答案：B解析：典型DCS切换时间20～50ms，小于调节器扫描周期，保证无扰。1.6下列关于本安回路接地描述正确的是：A.本安侧可与工厂接地网共用 B.本安接地电阻≤10Ω C.本安侧严禁与防雷地相连 D.本安电缆屏蔽层两端接地答案：C解析：防止雷击电位反击，本安地必须独立，且与防雷地、动力地隔离。1.7某电磁阀额定功率24W，直流24V供电，电缆最长300m，采用2×1.5mm²铜芯线，其压降约为：A.0.3V B.1.1V C.2.4V D.4.8V答案：B解析：电流I=1A，R=ρ·L/S=0.0175×600/1.5=7Ω，ΔU=I·R=7V·km×0.3km=2.1V，双芯回路总压降1.05V，选B。1.8在SAMA图中，表示比例积分功能的图例是：A.P B.I C.PID D.PI答案：D解析：SAMA标准用PI表示比例+积分，D单独标注。1.9某调节阀等百分比特性，行程50%时流量系数Kv'=32，全开Kv=100，则50%行程对应流量比为：A.25% B.32% C.50% D.100%答案：B解析：等百分比公式Kv'=Kv·R^(L/Lmax-1)，R=50，代入得32%。1.10对含有H₂S介质的仪表，应禁用：A.316L膜片 B.哈氏C膜片 C.丁腈橡胶圈 D.氟橡胶圈答案：C解析：丁腈橡胶遇H₂S易龟裂，氟橡胶耐硫。1.11在DCS趋势画面中，出现“BAD”质量戳，最可能原因是：A.通道组态错误 B.信号超量程 C.通信中断 D.以上全部答案：D解析：DCS用BAD标记通信、组态、硬件故障，需逐项排查。1.12某PLC模拟量模块分辨率16位，量程0～10V，其最小分辨电压为：A.0.1mV B.0.15mV C.0.076mV D.1mV答案：C解析：10V/2^16=0.152mV，双极性时减半，单极性0.076mV。1.13关于电磁流量计接地，下列做法错误的是：A.传感器与流体等电位 B.安装接地环 C.两端法兰跨铜线 D.信号线屏蔽层接电源地答案：D解析：信号屏蔽层应接流量积算仪侧“浮地”，防止地环流。1.14在IEC61511中，SIL验证需计算：A.PFDavg B.MTTR C.RRF D.以上全部答案：D解析：PFDavg与RRF互为倒数，MTTR影响平均恢复时间。1.15某压力开关回差0.05MPa，设定值1.0MPa，则复位值为：A.0.95MPa B.1.0MPa C.1.05MPa D.无法确定答案：A解析：回差=动作值-复位值，复位=1.0-0.05=0.95MPa。1.16在DCS冗余控制器中，主从同步数据常用：A.UDP广播 B.光纤反射内存 C.TCP单播 D.RS485答案：B解析：反射内存纳秒级同步，满足实时性。1.17关于气动执行机构“失气保位”功能，需配置：A.电磁阀 B.锁止阀 C.减压阀 D.过滤减压阀答案：B解析：锁止阀气源失压时切断通路，保持膜室压力。1.18某雷达液位计采用26GHz，其最大测量盲区约为：A.0mm B.50mm C.200mm D.500mm答案：C解析：高频雷达盲区约0.2m，与天线尺寸有关。1.19在仪表回路编号中，第一位字母“F”代表：A.流量 B.温度 C.压力 D.液位答案：A解析：ISAS5.1标准，F=Flow。1.20下列关于UPS电池维护正确的是：A.每季度放电30% B.每半年内阻测试 C.浮充电压2.15V/单体 D.电池室温度40℃答案：B解析：内阻测试可提前发现失效，浮充电压2.25V，温度25℃最佳。1.21某SIL3回路要求PFDavg<10⁻³，若传感器PFD=5×10⁻⁴，逻辑单元2×10⁻⁴，则执行元件最大允许PFD为：A.3×10⁻⁴ B.5×10⁻⁴ C.1×10⁻³ D.2×10⁻³答案：A解析：10⁻³-(5+2)×10⁻⁴=3×10⁻⁴。1.22在DCS报警管理中，“抖动报警”指：A.报警频繁出现/消失 B.报警优先级高 C.报警延迟 D.报警抑制答案：A解析：抖动报警多因测量波动、回差设置不当。1.23某温度变送器采用4～20mA+HART，若回路电流突降至0mA，最可能故障：A.电源断 B.传感器断偶 C.阻尼过大 D.零点偏低答案：A解析：0mA表明回路失电或开路，断偶一般指示上限20mA以上。1.24在PLC程序中，TON定时器基值为100ms，预设值PT=50，则延时：A.5s B.0.5s C.50s D.5ms答案：A解析：100ms×50=5s。1.25关于涡街流量计，下列说法错误的是：A.可测液体、气体 B.需直管段前10D后5D C.受振动影响大 D.最低雷诺数≥500答案：D解析：涡街最低雷诺数≥20000，500为转子流量计。1.26某调节阀Cv=63，流体密度800kg/m³，阀前后压差0.1MPa，则体积流量约为：A.10m³/h B.25m³/h C.50m³/h D.100m³/h答案：C解析：Q=Cv√(ΔP/SG)=63√(0.1/0.8)=63×0.354≈22.3gpm≈50m³/h。1.27在DCS系统接地电阻测试中，常用仪器为：A.兆欧表 B.钳形表 C.三线接地电阻仪 D.万用表答案：C解析：三线法排除引线电阻，精度高。1.28某压力变送器量程0～4MPa，零点漂移+0.5%FS，则原1MPa点指示变为：A.0.98MPa B.1.00MPa C.1.02MPa D.1.05MPa答案：C解析：+0.5%×4MPa=0.02MPa，1+0.02=1.02MPa。1.29在仪表风系统中，露点宜控制在：A.≤-40℃ B.≤0℃ C.≤20℃ D.≤40℃答案：A解析：防止结冰及腐蚀，严寒地区≤-40℃。1.30关于阀门定位器正反作用，下列正确的是：A.正作用：信号↑阀杆↑ B.反作用：信号↑阀杆↓ C.与执行机构正反无关 D.正反作用出厂不可改答案：A解析：正作用定义与信号-阀杆方向一致，可通过凸轮或软件设置。1.31某超声波液位计显示“E03”，手册提示为：A.回波丢失 B.探头结露 C.温度超限 D.电源低答案：A解析：E03普遍代表EchoLoss，需检查蒸汽、泡沫。1.32在DCS冗余以太网中，防止环网广播风暴采用：A.RIP B.OSPF C.RSTP D.SNMP答案：C解析：RSTP快速生成树，阻断冗余链路。1.33某反应器温度采用分程控制，冷水阀0～50%，蒸汽阀50～100%，则两阀流量特性应选：A.线性+线性 B.等百分比+等百分比 C.线性+等百分比 D.快开+线性答案：C解析：冷水线性补偿换热器线性增益，蒸汽等百分比补偿热力学非线性。1.34在仪表施工图中，电缆编号“CIC-1205A”中“A”通常表示：A.备用芯 B.第一根电缆 C.铠装 D.本安答案：B解析：A、B、C区分同编号多根电缆。1.35关于氧化锆氧分析仪，下列说法正确的是：A.工作温度600℃ B.参比气用CO₂ C.可测可燃气体氧含量 D.探头可水平安装答案：A解析：氧化锆池需600℃，参比气为空气，探头须竖直防积碳。1.36某PLC模拟量输入滤波时间设为64ms，则对50Hz工频干扰抑制约为：A.20dB B.40dB C.60dB D.无抑制答案：B解析：周期20ms，64ms≈3.2周期，积分抑制40dB。1.37在仪表保温箱中，最常用的伴热介质为：A.电伴热 B.蒸汽 C.热水 D.导热油答案：A解析：电伴热控温精准，防爆型安全。1.38关于阀门泄漏等级，ANSIFCI70-2ClassV允许泄漏量为：A.0.5%Cv B.0.01%Cv C.气泡级 D.零泄漏答案：B解析：ClassV：0.01%Cv，高压差气体。1.39某DCS历史站容量2TB，采样周期1s，单点4字节，可存约：A.15年 B.8年 C.4年 D.1年答案：C解析：2TB/(4B×86400×365)≈15.8年，考虑压缩比4:1，约4年。1.40在仪表防爆区域，允许使用的工具为：A.铁锤 B.铜合金扳手 C.钢锯 D.铝梯答案：B解析：铜合金无火花，其余可能产生点火源。2.多选题（每题2分，共30分）2.1下列属于DCS冗余层级的有：A.控制器冗余 B.I/O冗余 C.电源冗余 D.操作员站冗余 E.现场变送器冗余答案：ABCD解析：现场变送器冗余属于设备级，非DCS本体。2.2关于电磁流量计安装，正确的有：A.避免负压 B.管段需满管 C.可装在泵入口 D.接地环材质与管道一致 E.远离大功率变频器答案：ABDE解析：泵入口易汽蚀，导致不满管。2.3下列属于SIS系统常用输入表决方式的有：A.1oo1 B.1oo2 C.2oo2 D.2oo3 E.2oo4答案：ABCD解析：2oo4成本过高，罕见。2.4下列关于阀门定位器调试步骤包括：A.零点校准 B.行程校准 C.正反作用设置 D.PID参数整定 E.回差测试答案：ABCE解析：PID属调节器，非定位器。2.5下列属于仪表日常巡检内容的有：A.过程值对比 B.泄漏检查 C.保温完好 D.电缆老化 E.软件备份答案：ABCD解析：软件备份为定期维护。2.6下列关于热电偶补偿导线使用正确的有：A.可与电缆同桥架 B.需与热电偶同分度号 C.接点温度≤100℃ D.可用铜线替代 E.屏蔽层单端接地答案：BCE解析：补偿导线需匹配分度号，禁止铜线替代。2.7下列关于DCS系统网络安全措施有：A.白名单防火墙 B.单向隔离网闸 C.默认口令 D.USB口封闭 E.补丁管理答案：ABDE解析：默认口令为高危项。2.8下列属于PLC常见故障LED指示的有：A.SF B.BF C.MAINT D.FORCE E.RUN答案：ABCD解析：RUN为状态，非故障。2.9下列关于蒸汽伴热说法正确的有：A.回水需回收 B.疏水器后需止回 C.可上下回供 D.单根伴热管≤60m E.需保温答案：ACDE解析：疏水器后无需止回。2.10下列关于氧化锆探头标气说法正确的有：A.量程气8%O₂ B.零点气99.99%N₂ C.流量300mL/min D.标定前需检漏 E.标定后需记录mV值答案：BCDE解析：量程气通常20.9%空气或8%，但空气更易得。2.11下列关于DCS趋势数据压缩算法有：A.旋转门 B.LZW C.死区压缩 D.霍夫曼 E.swingingdoor答案：ACE解析：旋转门与swingingdoor同义，死区压缩最常用。2.12下列关于仪表电缆敷设正确的有：A.交流380V与信号同桥架需隔板 B.本安电缆蓝色护套 C.备用芯≥10% D.弯曲半径≥10D E.穿管填充≤60%答案：ABCD解析：穿管填充≤40%。2.13下列关于调节阀噪声治理措施有：A.低噪声阀芯 B.隔音罩 C.限流孔板 D.消声器 E.增大压差答案：ABCD解析：增大压差反而加剧噪声。2.14下列属于DCS操作员站权限管理的有：A.分级口令 B.双人确认 C.电子签名 D.审计日志 E.默认工程师站答案：ABCD解析：默认工程师站为漏洞。2.15下列关于仪表防雷措施有：A.屏蔽 B.均压 C.接地 D.隔离 E.避雷针答案：ABCD解析：避雷针为建筑级，仪表级为SPD。3.判断题（每题1分，共10分）3.1本安回路电缆可与220V电源线共用穿管。 ×3.2电磁阀功耗越低，其温升越小，寿命越长。 √3.3在DCS中，AO卡件可直接驱动电磁阀。 ×3.4等百分比阀在小开度时增益小，利于精细调节。 √3.5热电偶测温需考虑导线电阻对精度影响。 √3.6SIL1回路可用单台变送器实现。 √3.7雷达液位计可在搅拌工况下使用，无需导波管。 ×3.8阀门定位器正反作用必须与执行机构一致。 √3.9DCS冗余切换一定无扰。 ×3.10氧化锆探头可在含SO₂烟气中长期使用。 ×4.简答题（每题10分，共30分）4.1简述DCS系统“组态”与“编程”区别，并给出典型应用场景。答案：组态指在图形化界面完成硬件配置、控制策略、流程图、报警、权限等，无需写代码，面向工艺；编程指用IEC61131-3语言写复杂算法，如批处理、优化、通讯驱动。组态用于常规PID、联锁；编程用于特殊反应动力学模型、多变量预测控制。4.2某反应釜压力安全仪表功能（SIF）要求SIL2，PFDavg<10⁻²，现有单台压力变送器PFD=5×10⁻³，电磁阀+切断阀PFD=8×10⁻³，不满足，请给出两种可行改造方案并计算结果。答案：方案A：传感器1oo2冗余，PFD=(5×10⁻³)²/3+β·5×10⁻³，取β=10%，得0.000025+0.0005≈5.25×10⁻⁴；执行元件改双电磁阀1oo2，PFD=(8×10⁻³)²/3+0.1×8×10⁻³≈0.000021+0.0008≈8.2×10⁻⁴；总PFD≈1.3×10⁻³<10⁻²，满足。方案B：传感器2oo3表决，PFD≈(5×10⁻³)³+β·5×10⁻³≈1.25×10⁻⁷+5×10⁻⁴≈5×10⁻⁴；执行元件单台，PFD=8×10⁻³；总PFD≈8.5×10⁻³<10⁻²，亦满足。解析：通过冗余降低传感器或执行元件PFD，使整体达标。4.3阐述“两线制”变送器与“四线制”变送器在化工防爆场合的优缺点，并给出选型建议。答案：两线制：优点——回路供电，功耗低，本安易实现，布线省；缺点——带载能力弱，无法直接驱动高功耗阀，电缆压降限制距离。四线制：优点——电源与信号分离，可带大功率负载，抗干扰强，传输距离远；缺点——本安需额外认证，电缆成本高。选型：爆炸性气体0区、1区优先两线制本安；高温、大功耗现场显示或总线阀回讯可选四线制隔爆，并配防爆接线箱。5.计算题（每题15分，共30分）5.1某储罐用差压法测液位，介质密度ρ=1200kg/m³，量程0～3m，毛细管硅油密度ρ₀=950kg/m³，变送器安装于下法兰上方0.5m，求：(1)量程迁移量（kPa）；(2)4mA对应差压；(3)若冬季硅油密度增至980kg/m³，产生附加误差（%）。答案：(1)量程ΔP=ρ·g·H=1200×9.81×3=35.3kPa；(2)零点迁移：负压侧静压ρ₀·g·h=950×9.81×0.5=4.66kPa，故4mA对应-4.66kPa；(3)新密度980kg/m³，负压侧4.81kPa，零点偏移+0.15kPa，误差=0.15/35.3=0.43%。解析：毛细管密度变化引起零点漂移，需定期复检。5.2某SIL2回路需验证其PFDavg，已知：传感器MTBF=200年，检验周期T₁=1年，β=5%；逻辑单元PFD=1×10⁻⁴，检验周期T₂=2年；执行元件MTBF=50年，检验周期T₃=1年，β=10%；求整体PFDavg，并判断是否满足SIL2（<10⁻²）。答案：传感器PFD≈λDU·T₁/2+β·λDU·T₁，λDU=1/200=0.005，得0.0025+0.00025=2.75×10⁻³；逻辑单元PFD=1×10⁻⁴；执行元件PFD=0.01×0.5+0.1×0.01=0.005+0.001=6×10⁻³；总PFD=2.75×10⁻³