2026化工自动化控制仪表作业考试题库及答案

2026化工自动化控制仪表作业考试题库及答案1.【单选】在DCS冗余I/O卡件切换测试中，最可靠的故障注入方式是A.软件禁用通道 B.拔除信号线 C.拔出主卡件 D.断开现场电源答案：C解析：冗余设计的核心在于“硬件级”无缝切换。软件禁用只能验证逻辑，无法检验硬件电路是否真正隔离；拔线或断现场电源会同时影响主备通道，可能触发联锁。只有物理拔出主卡件，才能真实模拟硬件失效，观察备卡是否在100ms内接管，同时记录输出是否出现≤0.1%的扰动。2.【单选】某反应釜温度采用分程控制，调节阀A为气开式，调节阀B为气关式，当PID输出50%时，下列说法正确的是A.A阀全开B阀全关 B.A阀全关B阀全开 C.A、B阀均处于50%开度 D.A、B阀机械开度之和为100%答案：D解析：分程的本质是把0–100%控制器输出映射到两个阀的行程。常见做法：0–50%输出对应A阀0–100%，50–100%输出对应B阀0–100%。因A气开、B气关，当PID=50%时，A阀电气信号12mA对应100%，B阀电气信号12mA对应0%，但机械开度之和仍保持100%，使总流量特性连续。3.【单选】在FOUNDATIONFieldbusH1网段上，设备瞬发电流最大允许A.20mA B.50mA C.250mA D.500mA答案：B解析：FF-H1物理层规范IEC61158-2规定：静态电流≤20mA，故障或启动瞬发≤50mA，持续>1ms即判为短路。设计时须按50mA×设备数量+冗余余量选择电源，否则电压跌落>1V可能引发通信掉线。4.【单选】关于SIL3回路的传感器冗余结构，符合IEC61511的最低要求为A.1oo1D B.1oo2 C.2oo3 D.2oo4答案：C解析：SIL3对应危险失效概率PFDAvg<10⁻³。经验数值：普通变送器λDU≈5×10⁻⁷h⁻¹，2oo3结构经共因β=5%修正后，PFDAvg≈2.5×10⁻⁴，可满足10年验证周期。1oo2虽结构简单，但β=10%时PFDAvg≈1×10⁻³，临界边缘；2oo4成本过高，仅用于核电。5.【单选】在PID参数整定中，若采用Lambda法，当λ取3倍过程时间常数T时，闭环响应特性最接近A.四分之一衰减 B.临界振荡 C.无超调一阶滞后 D.最小ISE答案：C解析：Lambda法把闭环目标设为e⁻ˢᵗ/(λs+1)，λ越大，响应越慢。λ=3T时，设定值阶跃的超调<1%，近似一阶特性，适用于不允许超调的液位均匀控制。6.【单选】某涡街流量计现场指示波动±8%，下列排查顺序最合理的是①观察前后直管段②检查接地③看是否有两相流④校验转换器⑤更换漩涡发生体A.①②③④⑤ B.③①②④⑤ C.②③①④⑤ D.④①②③⑤答案：B解析：两相流导致涡街脱落不稳定，波动最大，应优先排除；直管段不足产生漩涡畸变排第二；接地不良引入50Hz干扰排第三；转换器漂移排第四；发生体磨损属机械故障最后处理。7.【单选】在IEC61511生命周期中，SRS文件正式冻结的时机是A.hazard分析后 B.SIL定级后 C.详细设计前 D.FAT前答案：C解析：安全要求规格书（SRS）必须包含每一个SIF的触发原因、动作描述、SIL、RRF、允许响应时间、过程安全状态等，是详细设计的输入。SIL定级只给出目标，尚未细化到阀门动作方向、电磁阀励/非励状态，故在详细设计前冻结。8.【单选】对于0–10kPa微差压变送器，以下哪种灌充液最适合-40℃环境A.硅油200 B.硅油704 C.氟油 D.高温硅油答案：C解析：硅油200在-40℃已接近凝固点（-50℃），响应迟钝；704高温硅油更差；氟油凝固点-90℃且低蒸汽压，适合低温微差压，但价格贵。题干限定-40℃，氟油是唯一稳妥选择。9.【单选】在阀门定位器行程标定中，若实际行程50mm，反馈杆臂长标错少10%，则线性度误差最大约A.1% B.5% C.10% D.20%答案：C解析：反馈杆角度θ≈arcsin(x/L)，若L标错-10%，θ偏大，定位器以为行程已达100%，实际仅90%，产生约10%线性误差，且呈单调递增。10.【单选】某装置采用ProfibusPA，段耦合器至最远设备距离950m，电缆采用A型（0.8mm²），理论上需增加A.终端器 B.中继器 C.诊断耦合器 D.增加电源电压答案：B解析：PAA型电缆直流电阻44Ω/km，950m回路电阻2×0.95×44=83.6Ω，加上设备负载电流，电压跌落>9V，超出耦合器9–32V窗口，必须在中点加中继器，否则最远设备无法通讯。11.【单选】关于电磁阀冗余配置，下列符合IEC615112oo2D要求的是A.双电磁阀串联，各自带诊断 B.双电磁阀并联，各自带诊断 C.单电磁阀双线圈 D.双电磁阀并联，无诊断答案：A解析：2oo2D要求任一危险失效可被检测，且单故障不丧失安全功能。串联结构在断电时双阀同时释放，诊断通过压力开关检测阀门是否卡滞；并联结构在通电时危险失效无法检测，不符合。12.【单选】在DCS冗余控制器切换瞬间，输出扰动≤0.1%需满足A.输出采样周期≤100ms B.冗余数据同步周期≤50ms C.输出保持电路时间常数≥5s D.主备时钟偏差≤1ms答案：B解析：扰动主要来自主备输出值差异。同步周期越短，差异越小，经验表明50ms同步周期可把扰动压到0.1%以内。输出保持电路时间常数过大反而使切换瞬间无法及时跟踪。13.【单选】某装置使用热式质量流量计测量CO₂，工况压力0.8MPa、温度45℃，若未安装压力补偿，流量读数将A.偏高约8% B.偏低约8% C.基本不变 D.取决于传感器类型答案：A解析：热式测量体积流量qᵥ，再乘以工况密度得质量流量。CO₂密度ρ∝P/T，标定通常按0.1MPa、20℃，实际密度增大8%，若仍用标定密度，显示质量流量偏高8%。14.【单选】在SIS因果图中，与门（AND）表示A.任一输入触发即动作 B.所有输入同时触发才动作 C.输入互锁 D.输入旁路答案：B解析：与门逻辑要求所有条件成立才输出1，适用于多变量确认，如“高压且高温”才停炉，避免误停车。15.【单选】关于阀门CV值计算，当液体出现阻塞流时，正确的处理是A.继续用ΔP计算 B.用临界压差ΔPchoked C.提高阀门尺寸 D.降低温度答案：B解析：阻塞流后流量不再随ΔP增加，需用ΔPchoked=Kₘ(P₁-rᵥPᵥ)代入CV公式，否则CV虚高，阀门选型过小。16.【单选】在IEC61511中，SIF的验证测试间隔TI最大不得超过A.5年 B.一半设备寿命 C.导致PFDAvg超限的时间 D.装置大修周期答案：C解析：TI由SIL验证计算得出，只要PFDAvg<SIL限值即可，无固定年限。若λDU极低，TI可>10年；反之需缩短至1年。17.【单选】某装置采用无线HART监测泵振动，更新速率1s，网关最大带载A.16 B.64 C.128 D.512答案：B解析：无线HART时隙TDMA10ms，1s周期需100时隙，网关默认支持64设备同时1s上报，剩余时隙用于入网、重传，超过64需降频或加网关。18.【单选】在PID调节中，若微分时间Td设置过大，最可能出现的曲线是A.高频振荡 B.缓慢漂移 C.超调增大 D.静差变大答案：A解析：Td过大对高频噪声放大，尤其流量、压力等快过程，导致输出抖动，阀杆高频振荡。19.【单选】关于本安回路电缆，蓝色电缆通常用于A.24VDC非本安 B.220VAC C.本安回路 D.屏蔽层答案：C解析：工程惯例，本安电缆外皮天蓝或浅蓝，便于识别，避免错接高压。20.【单选】在DCS机柜内，模拟信号线与24VDC电源线最小平行间距A.50mm B.100mm C.200mm D.300mm答案：B解析：按IEC61000-4-8，100mm间距可把50Hz磁场串扰降到1mV以下，满足0.05%精度要求。21.【单选】某装置使用伺服液位计，突然指示最大，最不可能原因是A.钢丝断 B.浮子脱落 C.磁鼓失步 D.导波杆结蜡答案：D解析：导波杆结蜡使波速变慢，指示偏低；钢丝断、浮子脱落、磁鼓失步均会让伺服电机持续收绳，指示跳满。22.【单选】在SIS系统编程中，下列变量类型可用于安全锁存的是A.BOOL B.REAL C.SAFEBOOL D.INT答案：C解析：SAFEBOOL经TÜV认证，带双通道比较、反转测试，防止单比特翻转，可用于锁存停车命令。23.【单选】关于阀门回差（Deadband）测试，下列做法正确的是A.25%、50%、75%、100%四点单程 B.缓慢升压至跳变点，再缓慢降压至跳变点，记录差值 C.快速开关10次取平均 D.仅测关到开答案：B解析：回差定义同一输入值下开与关的行程差，必须双向缓慢逼近，消除惯性影响。24.【单选】某装置采用红外气体分析仪，样气压力0.5bar，分析仪要求1.2bar，应采取A.增压泵 B.减压阀 C.旁通回流 D.更换分析仪答案：A解析：压力不足需增压泵，减压阀用于入口过高；旁通无法提高绝对压力。25.【单选】在DCS趋势曲线中，出现“阶梯”状最可能原因是A.扫描周期过长 B.压缩算法 C.量程过大 D.信号波动答案：B解析：DCS为节省存储，采用“死区压缩”，变化小于阈值不记录，回放时呈阶梯。26.【单选】关于热电阻三线制，若A线断，指示将A.偏低 B.偏高 C.不变 D.波动答案：B解析：三线制断A线后，变成两线制，导线电阻2Rw被计入，温度越高Rw越大，指示偏高。27.【单选】在IEC61511中，SIF的“过程安全状态”必须在A.SRS中明确定义 B.操作手册中 C.P&ID中 D.联锁值清单答案：A解析：SRS需写明“阀门关、泵停、加热器断电”等具体状态，否则无法验证。28.【单选】某装置使用音叉液位开关，误报警频繁，最先考虑A.降低灵敏度 B.检查介质粘度 C.更换压电晶体 D.增加延时答案：B解析：音叉依赖介质密度，粘度>5000cP时阻尼大，无法起振，误报“有液”，应先确认介质参数。29.【单选】在DCS冗余电源系统中，若采用“二极管均流”方式，主要目的是A.防反灌 B.提高功率 C.冗余切换 D.降低纹波答案：A解析：二极管防止故障模块电压跌落时电流反灌，避免好模块被拖垮。30.【单选】关于阀门流量特性选择，对于恒压差系统，应选A.线性 B.等百分比 C.快开 D.抛物线答案：A解析：恒压差下，流量∝开度，线性特性即可；等百分比用于压差随流量下降的系统。31.【多选】下列哪些属于DCS“状态监控”功能A.卡件温度 B.风扇转速 C.电源电压 D.网络负荷 E.操作员登录次数答案：ABCD解析：状态监控指硬件健康，登录次数属审计功能。32.【多选】关于SIL验证计算，需输入的参数包括A.λDU B.λDD C.β D.TI E.CCF答案：ABCD解析：共因β已含在CCF模型，但软件输入为β值，故C、E均算。33.【多选】下列措施可降低本安回路电缆分布电容A.缩短距离 B.采用双绞 C.降低电压 D.减少屏蔽层 E.采用多芯答案：AB解析：缩短距离直接减小C；双绞降低对地电容；降低电压无关；减少屏蔽反而增大干扰；多芯增加电容。34.【多选】在DCS报警管理中，属于“抑制”手段的有A.报警搁置 B.报警过滤 C.报警屏蔽 D.报警延时 E.报警组态答案：AC解析：搁置（Shelve）与屏蔽（Suppress）均临时隐藏；过滤、延时属减少滋扰；组态是根源修改。35.【多选】关于涡街流量计安装，正确的有A.上游10D直管段 B.下游5D C.避免两相流 D.可垂直安装 E.表头朝下答案：ABCD解析：表头应水平或朝上，防止冷凝水进入放大器，E错。36.【判断】在DCS中，AO卡件冗余通常采用“主备并行输出，负载端二极管选择”方式。答案：错误解析：AO冗余采用“主备切换输出”，通过继电器或电子开关，负载端无二极管，防止压降影响精度。37.【判断】对于SIL1回路，验证测试可由操作员完成，无需工程师。答案：正确解析：IEC61511要求测试程序经过授权，SIL1风险低，培训后的操作员即可，但须记录。38.【判断】阀门定位器采用4–20mA+HART，可在手操器上直接读取阀门实际行程。答案：正确解析：HART指令#3可回读行程，无需外接百分表。39.【判断】在DCS趋势中，若采样周期1s，则奈奎斯特频率0.5Hz，无法识别2Hz信号。答案：正确解析：奈奎斯特理论，采样频率≥2倍信号频率，1s采样频率1Hz，只能识别<0.5Hz。40.【判断】本安回路接地电阻需<1Ω。答案：错误解析：本安回路通常不接地，或仅在系统单点接地，对接地电阻无<1Ω要求，防雷地才要求。41.【填空】在DCS冗余通讯中，当主缆A断，切换至备缆B的延迟时间称为________时间。答案：故障切换42.【填空】热电阻分度号Pt100中，100表示________℃时的阻值。答案：043.【填空】IEC61508中，系统性能力SC3要求故障避免措施覆盖≥________%。答案：9044.【填空】阀门CV值定义：在60°F下，阀门两端压差1psi，通过________gal/min水流。答案：145.【填空】在DCS控制策略中，把两个PID输出通过低选器输出，称为________控制。答案：超驰46.【简答】说明DCS“组态漂移”产生原因及防范措施。答案：组态漂移指在线修改后未同步到工程师站，下次下载覆盖导致功能回退。原因：1.多人同时在线改；2.临时变量未保存；3.版本管理缺失。防范：启用版本控制、强制签入签出、定期离线比对、采用增量下载。47.【简答】简述SIS系统中“励磁停车”与“非励磁停车”优缺点。答案：励磁停车：正常时带电，失电即停车，优点：断线自保护，缺点：电源故障误停。非励磁停车：正常时不带电，得电停车，优点：电源消失不停车，缺点：线圈短路无法动作。选择依据：安全优先选励磁，可用性优先选非励磁，通常重要停车阀采用励磁，辅以电源监控。48.【简答】说明音叉液位开关安装时避免“挂料”误动的三种方法。答案：1.倾斜20°安装，让液体滴落；2.选用短叉或涂层防粘；3.增加延时2s，过滤短暂粘附。49.【简答】解释“4–20mA两线制”为何能同时传输信号与电源。答案：变送器内V/I转换电路，环路电流由DCS供电，变送器消耗3.5mA静态电流，通过调整回路电流>3.5mA部分表示信号，实现信号与电源共用两根线。50.【简答】列举降低SIL回路共因失效β值的四种工程措施。答案：1.不同厂家传感器；2.不同原理（如雷达+差压）；3.分离布线；4.不同维护人员。51.【计算】某储罐液位采用差压变送器，量程0–3mH₂O，介质密度950kg/m³，变送器安装在下法兰以上0.5m处，需进行零点迁移，计算迁移量（kPa）及迁移方向。答案：迁移量=ρgh=950×9.81×0.5=4657Pa=4.66kPa，方向为负迁移。52.【计算】一台调节阀CV=50，介质水，密度1000kg/m³，正常流量Q=25m³/h，阀前后压差ΔP=0.05MPa，计算实际流量系数，并判断是否阻塞流（取Kₘ=0.95）。答案：CV=Q√(ρ/ΔP)=25×√(1000/0.05)=25×141.4=3535L/h√(kg/m³·bar)=59.3，实际CV需求59.3>50，阀选小，需放大至CV≥63；ΔPchoked=0.95×(P₁-0.02)=0.95×0.48=0.456MPa>0.05，未阻塞。53.【计算】某SIF回路λDU=2×10⁻⁶h⁻¹，2oo3结构，β=5%，TI=2年，求PFDAvg。答案：公式PFDAvg≈(λDU·TI)²/3+β·λDU·TI/2，TI=17520h，单通道PFH=2×10⁻⁶×17520=0.03504，2oo3部分=(0.03504)²/3=4.1×10⁻⁴，CCF部分=0.05×0.03504/2=8.76×10⁻⁴，合计PFDAvg≈1.3×10⁻³，满足SIL2。54.【计算】DCS模拟量输入卡件16位，量程0–10V，计算最小分辨电压及对应百分比。答案：2¹⁶=65536，最小分辨=10V/65535=0.1526mV，百分比0.001526%。55.【计算】某装置采用无线HART，网关轮询100设备，更新周期30s，每设备需时50ms，计算网关最小所需时隙数，并判断是否满足。答案：100×50ms=5s<30s，满足，时隙数=30s/10ms=3000，远大于100。56.【案例分析】某反应器温度SIF，传感器2oo3，A、B、C三片安全PLC，经TÜV认证，维护时发现A机架电源冗余失效率升高，计划在大修时更换，但装置不能停车。给出不停车的更换步骤。答案：1.确认SIF目前处于“降额”SIL2运行；2.开具工作票，强制