2026化工自动化控制仪表考试题及答案

2026化工自动化控制仪表考试题及答案1.（单选）在DCS系统冗余I/O卡件切换测试中，若主卡故障到备卡接管输出值偏差超过0.2%，最可能的原因是A.备卡量程设定错误B.切换继电器触点氧化C.主卡A/D转换器漂移D.备卡输出通道未校准答案：D解析：冗余I/O切换时，输出值偏差直接反映备卡通道的零点和增益误差。继电器触点氧化会导致切换失败而非偏差；A/D漂移仅影响输入卡；量程设定错误偏差通常远大于0.2%。2.（单选）某反应器温度采用分程控制，调节器输出0～50%驱动冷却水阀，50～100%驱动蒸汽阀。现系统稳定后输出为48%，若冷却水阀实际开度为55%，应首先检查A.阀门定位器零点B.分程点设置C.调节器正反作用D.冷却水阀流量特性答案：A解析：分程点50%附近出现开度偏移，多为定位器零点漂移导致阀门在信号未达50%时提前动作。3.（单选）采用FOUNDATIONFieldbusH1网段，链路活动调度器LAS撤销某设备令牌后，该设备仍可发布的数据类型是A.周期性发布B.事件通知C.客户端/服务器请求D.趋势报告答案：B解析：LAS撤销令牌后，设备失去周期性发布权限，但事件通知属于非调度通信，仍可通过未调度时间槽发送。4.（单选）某电磁流量计测量强腐蚀性介质，衬里材料选用PTFE，电极选用哈氏C，运行3个月后出现输出波动，检查发现电极表面附着褐色沉积物，最有效的在线处理措施是A.提高流体电导率B.启用低频矩形波励磁C.安装超声波清洗装置D.升高衬里温度答案：C解析：褐色沉积物为氧化铁，超声波清洗可在不拆表情况下有效剥离附着层，改变励磁频率对沉积物无效。5.（单选）在IEC61511SIL验证计算中，若某压力变送器的失效数据为λSD=120FIT，λSU=80FIT，λDD=50FIT，λDU=30FIT，则其安全失效分数SFF为A.85.7%B.87.5%C.90.0%D.91.2%答案：B解析：SFF=(λSD+λSU+λDD)/(λSD+λSU+λDD+λDU)=(120+80+50)/280=87.5%。6.（单选）某PLC程序中，TON定时器预设值PT=2000，时基为10ms，当前值ET=1234，若此时输入端IN断开，则下一个扫描周期ET为A.0B.1234C.2000D.1235答案：A解析：TON为通电延时型，IN断开立即复位，ET清零。7.（单选）关于本安回路电缆参数匹配，下列说法正确的是A.电缆最大允许电感与电压无关B.电缆分布电容增大可提高本安等级C.电缆参数需满足Cco≥Ccable+Lcable×KD.电缆电阻越大越利于本安答案：C解析：GB/T3836.19规定，本安回路电缆需满足Cco≥Ccable+K×Lcable，K为经验系数，与电压等级相关。8.（单选）某PID调节器采用微分先行算法，其微分作用施加于测量值而非偏差，这样做的主要目的是A.减小超调B.克服微分冲击C.提高响应速度D.消除余差答案：B解析：微分先行可避免设定值阶跃变化时产生过大的微分输出突变，即“微分冲击”。9.（单选）在DeltaV系统批量控制中，若Phase逻辑出现“EquipmentAcquisitionFailed”，最不可能的原因是A.设备模块处于维护模式B.单元分配策略为独占且已被占用C.操作员手动强制解锁D.配方中未定义设备参数答案：D解析：设备参数缺失会导致运行期错误，而非获取失败；维护模式、独占占用、强制解锁均会阻止获取。10.（单选）某质量流量计采用科氏力原理，当介质温度从20℃升至80℃时，测量管弹性模量下降3%，若不启用温度补偿，流量示值将A.偏高1.5%B.偏高3.0%C.偏低1.5%D.偏低3.0%答案：C解析：弹性模量下降导致管刚度减小，相同质量流量下相位差增大，流量计按原系数计算示值偏低，偏差≈0.5×3%=1.5%。11.（单选）关于ProfibusPA行规3.02，下列描述错误的是A.支持总线供电B.物理层符合IEC61158-2C.传输速率固定31.25kbpsD.每个网段最多32个站答案：D解析：PA行规允许每段最多64个站，实际受电源与电缆限制常取32。12.（单选）某储罐液位采用雷达液位计，空罐标定高度为20m，现显示102%，原因可能是A.介电常数设置过大B.天线末端回波抑制过度C.虚假回波抑制区设置过低D.罐高参数设为20.2m答案：B解析：末端抑制过度导致真实液面回波被屏蔽，系统捕捉二次反射波，距离变长，液位计算值超限。13.（单选）在SAMA图中，功能块“√”表示的运算为A.开方B.绝对值C.滤波D.阻尼答案：A解析：SAMA图例中“√”代表开方运算，用于差压流量线性化。14.（单选）某紧急切断阀为FC型，配用智能定位器，在做部分行程测试PST时，发现阀门从100%关至80%耗时8s，而历史记录为5s，可能的原因是A.定位器增益降低B.阀杆填料摩擦力增大C.执行机构弹簧刚度减小D.气源压力升高答案：B解析：摩擦力增大导致驱动力不足，动作变慢；弹簧刚度减小会加快关闭；气源升高应加快。15.（单选）在ISA100.11a无线网状网络中，若某现场设备突然无法加入网络，但信号强度-65dBm正常，应优先检查A.路由表溢出B.时隙分配冲突C.密钥过期D.信道噪声答案：C解析：信号正常却无法加入，多为安全密钥问题；路由表溢出表现为已入网设备掉线。16.（单选）某压缩机防喘振阀采用快开慢关特性，其快开时间1s，慢关时间10s，主要目的是A.防止喘振B.减小水锤C.降低能耗D.延长阀寿命答案：A解析：快开可迅速增大循环流量，避免喘振；慢关防止流量骤降再次触发喘振。17.（单选）关于HART多点模式，下列说法正确的是A.电流固定4mAB.轮询地址0用于模拟模式C.电缆长度可延长至2000mD.支持32个从站答案：A解析：多点模式下所有设备电流固定4mA，数字信号叠加；地址0禁用；最大距离1500m；最多15站。18.（单选）某pH计采用玻璃电极，校准后斜率为95%，可能的原因是A.参比电极污染B.缓冲液温度低C.玻璃膜老化D.电缆阻抗高答案：C解析：玻璃膜老化导致能斯特斜率下降；温度低斜率应升高；参比污染影响零点。19.（单选）在APC先进控制层，若采用动态矩阵控制DMC，其模型时域长度N与下列哪项关系最大A.过程纯滞后B.过程时间常数C.设定值变化幅度D.执行机构死区答案：B解析：DMC模型时域需覆盖对象主要动态，时间常数越大，N越长。20.（单选）某氧化锆氧分析仪投运后示值始终21%，现场通入2%标气仍无变化，最可能故障为A.锆管破裂B.参比气断流C.加热器失效D.电极引线开路答案：D解析：示值恒为空气氧浓度，说明检测回路无信号变化，电极开路导致信号悬空，系统默认21%。21.（多选）下列措施可降低科氏流量计零点漂移的是A.安装阻尼器B.避免强振动源C.定期空管置零D.采用双驱动管答案：B、C、D解析：振动源直接引入相位噪声；空管置零可消除安装应力；双驱动管可抵消外部振动；阻尼器对零点无影响。22.（多选）关于安全栅参数，下列需满足回路匹配的有A.最高允许电压B.最大短路电流C.允许分布电感D.端电阻答案：A、B、C解析：端电阻为信号指标，不涉本安能量；电压、电流、电感电容均需匹配。23.（多选）某PLC模拟量输入模块通道间出现串扰，可能原因包括A.屏蔽层单端接地B.通道间绝缘电阻下降C.共用地线阻抗高D.信号源内阻差异大答案：B、C、D解析：屏蔽单端接地为规范做法；绝缘下降、地阻抗高、源阻抗差异均导致通道间耦合。24.（多选）在DeltaVSIS中，若逻辑解算器出现“Discrepancy”报警，可能触发条件有A.双通道输入值差异超设定B.冗余CPU内存校验不同C.输出回路读回不一致D.通信模块版本不一致答案：A、B、C解析：版本不一致为配置错误，不触发运行期Discrepancy；输入差异、内存差异、回读不一致均会报警。25.（多选）下列属于IEC62591WirelessHART网络层功能的是A.时隙跳频B.图路由C.源路由D.超帧调度答案：B、C、D解析：跳频属物理层；图路由、源路由、超帧调度均在网络层定义。26.（判断）在PLC程序中，使用跳转指令JMP可能使扫描时间缩短。答案：正确解析：跳过后续逻辑减少扫描步数，时间缩短，但需警惕I/O刷新不一致风险。27.（判断）对于同一过程，采用PI控制比PID控制更容易出现积分饱和。答案：错误解析：积分饱和与积分作用存在与否相关，与微分无关；两者均含积分，饱和概率相同。28.（判断）本安回路电缆与强电电缆同桥架敷设时，采用隔板隔离即可满足防爆要求。答案：错误解析：隔板仅机械隔离，仍需保持50mm以上间距或采用金属屏蔽层接地，否则不满足GB3836.15。29.（判断）在OPCUA服务器中，若变量节点AccessLevel为0x03，表示当前值可读写。答案：正确解析：0x01=CurrentRead，0x02=CurrentWrite，0x03=ReadOrWrite。30.（判断）当涡街流量计出现“wetgas”工况时，其仪表系数将朝负向偏移。答案：正确解析：液体夹带使涡街脱落频率降低，示值偏低，系数负偏。31.（填空）某差压变送器量程0～40kPa，对应流量0～50t/h，当差压为10kPa时，实际流量为________t/h。答案：25解析：Q=K√Δp，10/40=0.25，√0.25=0.5，50×0.5=25。32.（填空）在ModbusRTU帧中，若功能码为0x03，起始地址0x006B，寄存器数量0x0002，则PDU长度为________字节。答案：5解析：功能码1+起始地址2+数量2=5，不含CRC。33.（填空）某温度变送器采用4～20mA+HART，量程-50～150℃，若电流为12mA，则PV值为________℃。答案：50解析：(12-4)/16=0.5，-50+0.5×200=50。34.（填空）IEC61508中，PFH（每小时危险失效概率）与SIL关系式为SIL3要求PFH在________至________之间。答案：10⁻⁸～10⁻⁷解析：SIL3对应PFH10⁻⁸～10⁻⁷/h。35.（填空）某阀门等百分比特性，可调比R=50，当开度50%时相对流量为________%。答案：7.07解析：Q/Qmax=R^(L/Lmax-1)=50^(0.5-1)=1/√50≈0.0707→7.07%。36.（简答）说明氧化锆氧分析仪“本底电势”产生的原因及校准方法。答案：本底电势源于锆管两侧电极材料、温度、参比气体纯度差异造成的化学电势差，与氧浓差无关。校准方法：通入零点气（通常N₂）记录输出，调整变送器零点偏移，使示值等于零点气氧浓度对应电势，完成本底消除。37.（简答）阐述在DCS冗余控制网络中“无缝切换”需满足的技术条件。答案：需满足：1.双网并行热备，数据帧同步；2.切换逻辑基于硬件ASIC，延迟<10ms；3.MAC层地址共享，避免ARP刷新；4.应用层会话保持，TCP序列号连续；5.冗余端口间心跳<1ms检测，故障触发端口镜像，确保上位机缓存不丢包。38.（简答）列举三种常用于高温熔融介质液位测量的非接触式仪表并比较其适用温度范围。答案：1.调频连续波雷达：耐温可达450℃（高温型天线）；2.激光三角法：耐温800℃（需水冷套）；3.核辐射式：耐温仅电子元件限制，可达1000℃。核辐射最高但需审批，雷达精度最佳，激光需透明视窗。39.（简答）解释为何在离心泵最小回流线控制阀选型中优先选择线性特性。答案：最小回流线压差基本恒定，系统阻力以阀为主，线性特性使流量与开度成比例，便于PID调节，避免等百分比在小开度时增益过高导致振荡。40.（简答）说明智能定位器“行程标定”与“特性化”两个步骤的区别。答案：行程标定：记录阀杆0%与100%位置对应反馈电压，建立机械量—电信号对应；特性化：在标定基础上，按设定特性（线性、等百分比）将输入信号映射为阀杆位置，通过插值实现非线性补偿，二者先后独立。41.（综合）某反应器压力通过分程控制，PC输出0～50%驱动氮气补充阀A（气开），50～100%驱动放空阀B（气关）。正常操作压力1.0MPa，设定值1.0MPa，A阀位30%，B阀位0%。现因原料进料突增，压力升至1.2MPa，PC输出78%，B阀动作至56%后系统振荡，振幅±0.05MPa，周期28s。分析振荡原因并给出整改措施。答案：原因：1.B阀为气关，输出78%对应开度56%，阀流量系数偏大，增益高；2.放空管线容积小，压力响应快，与反应器大时间常数形成相位滞后；3.PC参数沿用A阀整定，微分作用对B阀过强。整改：1.减小B阀尺寸，使最大放空量仅超正常负荷20%；2.PC采用分程PID增益调度，B阀段比例带扩大1.8倍，取消微分；3.引入压力微分前馈，当进料流量阶跃变化时提前计算需放空量，输出前馈补偿，抑制压力过冲。经仿真，振荡衰减比从0.25提至0.85，周期延长至120s，系统稳定。42.（综合）某SIL2回路由2台压力开关（1oo2），经安全PLC驱动紧急切断阀。开关λDU=80FIT，共因β=5%；PLCλDU=120FIT；阀门λDU=200FIT；需求间隔1月，检验测试周期1年，平均恢复时间8h。计算PFH与PFD，并判断是否满足SIL2。答案：开关1oo2：λDU,SW=2×80×0.05+80×0.95×2=8+152=160FIT；PLC：120FIT；阀门：200FIT；总计λDU=480FIT=4.8×10⁻⁷/h。PFH≈λDU=4.8×10⁻⁷/h，满足SIL2上限10⁻⁶。PFD=(λDU×TI/2)+λDU×MTTR=(4.8×10⁻⁷×8760/2)+4.8×10⁻⁷×8=2.1×10⁻³+3.8×10⁻⁶≈2.1×10⁻³，低于SIL2限值10⁻²，满足要求。43.（综合）某精馏塔塔顶温度先进控制采用推断控制，以塔顶压力、回流量、蒸汽量推断温度。给出建立推断模型的步骤及在线校正策略。答案：步骤：1.采集半年历史数据，压力、回流量、蒸汽量、塔顶温度，采样1min；2.采用PLS偏最小二乘，压力、回流量、蒸汽量为X，温度Y，提取3个潜变量，累计解释方差>95%；3.建立Y=XB+P模型，B为回归系数矩阵；4.在线校正：每班采集实验室温度，与推断值比较，若偏差>0.5℃，启动递推PLS更新B，遗忘因子0.95，防止模型老化；5.若压力传感器漂移>0.3%，触发压力补偿子模型，采用压力-温度饱和曲线修正，确保推断温度误差<0.3℃。44.（综合）某化工厂采用WirelessHART监测200台换热器出口温度，网络架构：网关距现场100m，采用4跳网状，时隙1s，超帧长度100s。计算最大理论吞吐量并评估若增加10台振动变送器（采样10Hz）是否可行。答案：单时隙有效载荷50B，每帧需ACK，占空比50%，每跳吞吐量=50×8/2=200bit/s；4跳端到端=200/4=50bit/s；超帧100s，每设备每100s可发50×100=5000bit；200温度点每10s采样，需200×32bit/10s=640bit/s，总需求640×200=128kbit/s；网关带宽250kbit/s，理论余量122kbit/s。增加10振动点10Hz，每点32bit，需10×32×10=3.2kbit/s，远小于余量，可行。但需考虑冲突退避，实际裕量>50%，仍满足。45.（综合）某罐区批量发料采用科氏流量计作为交接计量，客户反映发料量与地磅差值>0.3%，超出允差。列出在线核查程序并给出判断标准。答案：程序：1.零点检查：停泵关闭阀门，置零，记录偏移<0.02t/h；2.密度对比：读取流量计密度，与实验室取样密度比较，差值<0.5kg/m³；3.零点稳定性：空管30min，零点漂移<0.01t/h；4.重复性测试：小流量20t/h发料3次，每次10t，重复性<0.05%；5.模拟器校准：用标准质量流量模拟器输入20t/h，记录示值误差<0.1%；6.温度影响：发料温度变化10℃，误差变化<0.05%；7.振动测试：敲击表体，示值波动<0.02t/h。若以上均通过，可判定流量计正常，差异源于地磅或管线残留，需进一步检查地磅角差与罐底变形。46.（综合）某催化裂化装置主风流量采用热式质量流量计，运行中突然出现满量程报警，检查无断线，无堵塞，分析可能原因并给出排查顺序。答案：原因：1.传感器热电阻短路，导致加热电流计算错误，系统误判流量极大；2.粉尘黏附，探头散热下降，温差减小，补偿算法放大流量；3.变送器放大器饱和，输出钳位置上限；4.管道出现瞬间反向流，热式算法在反向时可能溢出。排查：1.断电测量热电阻阻值，正常≈110Ω（PT100，50℃），若<50Ω则短路；2.拆下探头目测粉尘，若覆盖>30%，用软刷+酒精清洗；3.用电流源模拟mV信号，逐步增加，观察输出是否线性，若>20mA仍上升则放大器故障；4.启动备用流量计对比，若反向流存在，加装止回阀并升级算法支持双向，报警解除。47.（综合）说明采用“数字孪生”技术实现离心泵预测性维护的关键数据接口与更新频率。答案：接口：1.实时数据：DCSOPCUAServer，流量、压力、电流、轴承温度，1s更新；2.振动数据：在线监测系统IEC61400-25，X/Y/Z三向加速度，1kHz采样，经边缘计算得RMS、峰度，10s上传；3.油液数据：颗粒度传感器ISO4402，>4μm颗粒数，1h上传；4.检修记录：EAM系统RESTAPI，维修、换件，手动触发。更新频率：孪生模型采用降阶有限元，每10s同步运行，预测轴承寿命；当RMS变化>20%或颗粒数翻倍，触发模型重算，更新剩余寿命曲线；每月融合检修数据校正失效阈值，确保预测误差<10%。48.（综合）某新建装置采用FFH1总线，调试时发现部分阀位回读信号周期性丢失，周期与阀门动作同步，分析故障机理并给出解决方案。答案：机理：阀门动作时电磁阀线圈产生反峰电压，通过电缆分布电容耦合至同一网段的FF信号线，导致物理层瞬间误码，回读帧CRC错误被丢弃。解决方案：1.电磁阀加装RC吸收回路（0.1μF+100Ω），抑制反峰至50V以下；2.阀位回读设备采用独立FF网段，物理