化工自动化控制仪表特种作业证考试题库及答案

化工自动化控制仪表特种作业证考试题库及答案1.（单选）在DCS系统冗余I/O卡件切换测试中，工程师站强制输出4-20mA信号至AI通道，主卡故障后备用卡接管，现场万用表测得电流值应为下列哪项？A.0mAB.3.8mAC.12mAD.20mA答案：C解析：冗余切换瞬间输出保持主卡最后值，强制信号12mA未撤销，故备用卡继续输出12mA，偏差≤0.1%。2.（单选）某SIS系统采用2oo3架构的压力变送器，当其中一只变送器出现漂移+3%FS，系统最终执行的动作是：A.立即停车B.报警不动作C.自动切除故障点并继续运行D.切换至手动模式答案：C解析：2oo3表决机制可容忍单点漂移，系统通过诊断算法剔除异常值，剩余两路正常信号继续参与表决，装置运行不中断。3.（单选）在爆炸性气体环境1区，下列关于隔爆型仪表电缆引入方式正确的是：A.使用普通防水格兰头B.采用Exe增安型格兰头并填充防爆胶泥C.采用Exd隔爆型格兰头且内接地D.直接锁紧无特殊要求答案：C解析：隔爆外壳需保持间隙防爆，格兰头须取得ExdⅡC认证，内接地防止静电积聚，胶泥仅用于Exe结构。4.（单选）某PID调节器采用微分先行算法，当设定值阶跃+10%时，微分作用对输出的瞬时贡献为：A.正向跳变B.负向跳变C.零D.与比例带有关答案：C解析：微分先行只对测量值变化起微分作用，设定值阶跃不直接触发微分，避免大幅扰动。5.（单选）采用HART协议的多变量变送器，主机请求动态变量#3，其默认映射变量为：A.主变量PVB.温度传感器值C.静压值D.计算密度答案：C解析：HART规范中动态变量#0=PV，#1=SV，#2=TV，#3=QV即静压，用于实时温压补偿。6.（单选）在IEC61511生命周期内，下列活动属于“安全仪表系统的安装和调试阶段”的是：A.危险与可操作性分析B.可靠性数据收集C.现场验收测试SATD.变更管理答案：C解析：SAT在制造厂FAT之后、运行前执行，验证现场安装正确性，其余阶段分别属于分析、运行、变更。7.（单选）某电磁流量计测量导电率5μs/cm的除盐水，出现大幅波动，最有效的解决措施为：A.提高励磁频率B.更换为超声流量计C.加装接地环并保证流体电势平衡D.增大管径答案：C解析：低电导率流体易带静电，接地环提供零电位参考，消除差模干扰，励磁频率提高对电导率无根本改善。8.（单选）对一台量程0-1.6MPa、精度0.05%的智能变送器进行五点校准，标准表允差0.02%，则校准点最大允许误差为：A.0.0008MPaB.0.00032MPaC.0.0005MPaD.0.0003MPa答案：B解析：变送器允差=0.05%×1.6MPa=0.0008MPa，标准表误差可忽略，故最大允差0.0008MPa，但选项最近且≤允差为B。9.（单选）在FoundationFieldbusH1网段中，若终端器阻值由100Ω变为50Ω，最可能出现的现象是：A.信号幅值升高B.波形反射，通信误码C.直流功耗下降D.无影响答案：B解析：H1特征阻抗100Ω，终端失配产生反射，位错误率上升，现场表现随机掉线。10.（单选）某温度回路投入自动后发现积分饱和，最直观的趋势特征是：A.PV围绕SP等幅振荡B.偏差长期为正，输出持续上限C.输出与PV同步高频抖动D.比例作用反向答案：B解析：积分饱和时偏差单极性，积分项累积至输出限幅，切换自动后需长时间回退。11.（单选）关于SIL3回路的冗余电磁阀配置，下列做法符合要求的是：A.并联连接，单电磁阀得电动作B.串联连接，双电磁阀同时得电动作C.1oo2冗余，任一得电即动作D.2oo2冗余，双得电才动作答案：B解析：SIL3要求冗余执行，串联需双线圈同时励磁，防止单点误动，兼顾安全与可用性。12.（单选）在PLC程序中，下列指令属于“边沿检测”的是：A.LDB.ANDC.R_TRIGD.ADD答案：C解析：R_TRIG为上升沿检测功能块，输出一个扫描周期脉冲，常用于事件触发。13.（单选）对带毛细管的法兰差压变送器进行零点迁移后，下列参数不变的是：A.量程上限B.零点电流C.迁移量D.线性度答案：D解析：迁移仅平移特性曲线，斜率不变，故线性度不变，其余均变化。14.（单选）某涡街流量计现场指示与DCS显示相差8%，经排查DCS量程设置与现场一致，最可能原因是：A.流体密度偏差B.探头沾污导致频率偏低C.管道振动产生虚假信号D.下限切除过高答案：B解析：涡街频率与流速成正比，探头沾污减小漩涡强度，频率降低，指示偏小。15.（单选）在IECEx国际认证中，ExdbibIICT6Gb表示：A.隔爆兼本安，设备级别Gb，最高表面温度85℃B.仅隔爆，可用于1区C.增安型，可用于2区D.正压型答案：A解析：db=隔爆外壳，ib=本安型，IIC最严气体组别，T6对应85℃，Gb设备保护级别。16.（单选）某SAMA图符中，功能块“>”表示：A.高选B.低选C.高报D.偏差答案：A解析：SAMA图“>”为高选功能，输出最大值，常用于超驰控制。17.（单选）对一台智能阀门定位器进行自动整定时，若气源压力低于铭牌值20%，最可能出现：A.整定失败，提示行程不足B.增益自动减小C.无影响D.线性改善答案：A解析：气源不足导致执行器推力不够，定位器检测行程超时，报错中止。18.（单选）在IEC61508中，PFH（每小时危险失效概率）与SIL的对应关系，SIL2的PFH范围为：A.10^-3to10^-2B.10^-4to10^-3C.10^-5to10^-4D.10^-6to10^-5答案：B解析：SIL2对应PFH10^-4~10^-3，低需求模式PFD10^-3~10^-2。19.（单选）某pH计玻璃电极长期干燥存放，再次使用前必须：A.用蒸馏水冲洗即可B.浸泡在3mol/LKCl溶液中24hC.用砂纸打磨敏感膜D.直接校准答案：B解析：干置电极水化层消失，需浸泡恢复离子交换能力，否则响应慢漂移大。20.（单选）关于ProfibusPA，下列说法正确的是：A.采用RS485物理层B.供电与通信共用两线，电流模式C.传输速率固定31.25kbpsD.不支持总线供电答案：C解析：PA使用IEC61158-2物理层，31.25kbps，总线供电，与DP不同。21.（多选）下列属于安全栅主要参数的有：A.UmB.UoC.IoD.PoE.Co答案：B,C,D,E解析：Um为关联设备最大电压，安全栅需关注输出Uo、Io、Po、允许外部电容Co。22.（多选）关于阀门等百分比特性，下列描述正确的有：A.单位行程变化引起的流量变化率恒定B.小开度调节精度高C.适用于压差变化大的系统D.与线性阀相比，全开时Kv更大E.曲线呈对数关系答案：A,C,E解析：等百分比阀相对流量与相对行程呈指数关系，增益随开度增大，适合压差波动系统。23.（多选）下列措施可降低电磁干扰对4-20mA信号影响的有：A.采用双绞屏蔽电缆，屏蔽单端接地B.信号线与动力线分层桥架C.提高DCS采样滤波常数D.使用无源隔离器E.增加电缆截面积答案：A,B,C,D解析：截面积与抗干扰无直接关系，其余均可降低共模、串模干扰。24.（多选）在DCS冗余控制器切换时，需要同步的数据包括：A.过程变量PVB.设定值SPC.输出值OUTD.报警状态E.历史趋势文件答案：A,B,C,D解析：历史趋势存于服务器，不需实时同步，其余需无扰切换。25.（多选）下列属于IEC61511要求的安全生命周期阶段的有：A.危险与风险评估B.安全需求规格书C.安装调试D.确认验证E.退役答案：A,B,C,D,E解析：完整生命周期共16阶段，含退役。26.（多选）关于涡街流量计安装，下列正确的有：A.上游直管段≥10DB.下游直管段≥5DC.避免安装在泵出口附近D.可垂直安装，流体向下E.缩径后无需直管段答案：A,B,C,D解析：缩径后仍需直管段保证流速分布，其余均正确。27.（多选）下列属于PLC故障安全设计的措施有：A.采用带诊断的I/O模块B.冗余电源C.看门狗定时器D.输出回路加熔断器E.程序CRC校验答案：A,B,C,E解析：熔断器属过流保护，非故障安全核心措施。28.（多选）关于热电阻三线制接法，下列说法正确的有：A.可消除引线电阻影响B.需三根等长等截面导线C.桥路电源接在单线侧D.适用于Pt100E.精度高于四线制答案：A,B,D解析：三线制通过桥路对称抵消引线电阻，精度低于四线制，电源接法无特殊要求。29.（多选）下列属于DCS操作站权限管理功能的有：A.分级口令B.电子签名C.操作审计追踪D.键盘锁E.生物识别答案：A,B,C,D解析：生物识别非强制要求，其余均常见。30.（多选）关于阀门定位器正反作用，下列说法正确的有：A.正作用：输入增大→输出气压增大B.反作用：输入增大→输出气压减小C.与执行机构正反作用需一致D.可通过内部参数设置E.与阀芯正装反装无关答案：A,B,D解析：定位器正反作用与执行机构需匹配，阀芯安装形式影响总体作用，但定位器本身可独立设置。31.（判断）在爆炸性粉尘环境中，ExtDA21IP65T120℃表示设备可用于21区，外壳防护IP65，最高表面温度120℃。答案：正确解析：tD为粉尘防爆型式，A21对应21区，IP65防止粉尘进入，T120℃为温度组别。32.（判断）采用HART手操器修改变送器量程后，必须重新进行4-20mA校准，否则电流输出可能超差。答案：错误解析：HART量程修改仅调整数字量程，模拟电流仍按原校准曲线，若线性度良好可不重校，但建议验证。33.（判断）在SIL验证计算中，若冗余设备共因失效因子β=10%，则意味着任意两台设备同时失效的概率10%。答案：错误解析：β为共因失效占独立失效的比例，非绝对概率，需结合λ计算PFD。34.（判断）PLC扫描周期越短，系统响应越快，但CPU负荷越高。答案：正确解析：扫描周期与响应时间成正比，缩短周期可提高实时性，但增加运算负荷。35.（判断）电磁流量计测量气体也可获得准确结果，只要气体导电。答案：错误解析：气体电导率极低，无法形成闭合回路，电磁流量计仅适用于导电液体。36.（判断）在DCS趋势画面中，若PV曲线出现明显锯齿波，一定是PID参数整定不当所致。答案：错误解析：锯齿波也可能由阀门死区、信号干扰、传感器故障等引起，需综合排查。37.（判断）基金会现场总线FF的LAS设备失效后，备用链路主站可自动接管，通信不中断。答案：正确解析：FF支持冗余LAS，切换时间<1s，保证总线持续运行。38.（判断）对同一台变送器，零点迁移后其线性度和回差指标会随之改变。答案：错误解析：迁移仅平移曲线，不改变斜率和迟滞，故线性度回差不变。39.（判断）在ProfibusDP网络中，终端电阻仅在一端接入即可保证信号质量。答案：错误解析：DP需两端各接入220Ω终端，单端接入产生反射。40.（判断）安全栅的防爆标志ExiaIIC，表示其可连接0区本安设备。答案：正确解析：ia等级允许用于0区，IIC为最高气体组别。41.（填空）在IEC61508中，系统安全完整性等级由________需求和________需求共同决定。答案：硬件安全完整性，系统安全完整性解析：硬件指标PFD/PFH与系统措施（诊断、共因等）共同构成SIL。42.（填空）某差压变送器用于测量密闭容器液位，介质密度ρ=800kg/m³，量程0-40kPa，对应最大液位高度________m。答案：5.1解析：h=P/(ρg)=40000/(800×9.81)=5.1m。43.（填空）PLC程序中，用于产生固定周期脉冲的指令为________。答案：BLINK或时钟存储器位解析：如西门子M0.3为1Hz脉冲。44.（填空）在DCS冗余I/O卡件中，实现无扰切换的关键技术是________和________同步。答案：数据，时钟解析：双卡需数据帧与时钟对齐，确保输出无跳变。45.（填空）热电阻测温回路的最大允许引线电阻计算公式为________（设变送器允许误差Δt，灵敏度S）。答案：Rmax=Δt/S解析：引线电阻引起温度误差Δt=R×S，故Rmax=Δt/S。46.（填空）阀门等百分比特性数学表达式为________。答案：Q/Qmax=R^(L/Lmax-1)解析：R为可调比，L为行程。47.（填空）在SIS系统中，PFDavg与PFH分别适用于________模式和________模式。答案：低需求，高需求或连续解析：低需求用PFDavg，高需求用PFH。48.（填空）HART协议采用________调制方式，在4-20mA上叠加________Hz数字信号。答案：FSK，1200解析：1200Hz代表1，2200Hz代表0。49.（填空）基金会现场总线FF的链路调度器LAS负责发布________表，控制设备________。答案：调度，通信时序解析：LAS管理令牌与周期数据。50.（填空）根据IEC60079-14，本安回路电缆电感L与电容C的最大值由________曲线确定。答案：LIC解析：安全参数曲线保证火花不引爆。51.（简答）简述安全栅与隔离器在功能上的主要区别。答案：安全栅用于本安防爆，限制能量（Uo、Io、Po），确保现场短路不引爆；隔离器用于信号隔离，抑制地环流、干扰，不一定防爆。部分产品二者合一，但核心功能不同。52.（简答）说明DCS控制器冗余切换过程中“Bumpless”技术的实现要点。答案：主控实时将PV、SP、OUT、状态等通过冗余链路广播给备用控；备用控同步运算并跟踪输出，切换瞬间输出保持，I/O卡件数据帧时钟对齐，确保无扰。53.（简答）列举三种常见阀门流量特性并说明适用场合。答案：线性：理想直线，适用于压差恒定系统；等百分比：增益随开度增大，适用于压差变化大、负荷变化宽的系统；快开：小开度大流量，适用于两位式或紧急切断。54.（简答）解释电磁流量计“空管检测”原理。答案：通过附加电极测量流体电导分布，若电导极低且分散，判定空管；或检测信号噪声，空管时噪声剧增，触发报警。55.（简答）简述SIL验证中“结构约束”对硬件冗余的要求。答案：IEC61508规定，SIL3需HFT≥1且满足类型A或B的SFF要求，如类型B需SFF≥90%，否则需更高冗余。56.（简答）说明热电阻四线制测量如何消除引线电阻影响。答案：两线供恒流，另两线测压，电压测量回路电流极小，引线压降可忽略，从而完全消除引线电阻。57.（简答）描述基金会现场总线FF功能块调度执行过程。答案：LAS按调度表发布CompelData，设备在指定时隙发布功能块输出，非周期消息通过请求令牌传递，保证确定性。58.（简答）解释PLC“故障安全输出”设计思路。答案：关键输出采用常闭继电器，得电正常，失电则系统回安全态；加入诊断脉冲检测回路完整性，CPU故障或断线即切断输出。59.（简答）说明涡街流量计为何对振动敏感及抑制措施。答案：振动产生附加惯性力，干扰漩涡脱落频率；措施：加固支撑、质量平衡、采用差动电容检测、数字滤波、安装振动加速度计补偿。60.（简答）概述DCS历史站数据压缩常用算法。答案：采用旋转门压缩（SwingDoor），设定偏差带，线性外插超带才记录，既保精度又节省存储。61.（综合）某储罐液位SIS系统，采用2oo3雷达液位计，单台λDU=1.2×10^-6/h，β=5%，检验间隔T=8760h，求PFDavg并判断是否满足SIL2。答案：独立部分PFD=(λDU×T)^2×(1-β)/3=(1.2e-6×8760)^2×0.95/3=2.8e-4共因部分PFD=β×λDU×T/2=0.05×1.2e-6×8760/2=2.6e-4总PFD=5.4e-4，小于SIL2上限1e-3，满足要求。62.（综合）某温度回路原采用Pt100，量程0-200℃，现改为K型热电偶，DCS量程不变，简述改造步骤及注意事项。答案：1.更换传感器及补偿电缆至冷端箱；2.在DCS配置中更改输入类型为K型，设置冷端补偿；3.重新校准，用标准炉五点测试；4.检查旧电缆屏蔽接地，补偿电缆需与动力线隔离；5.更新SAMA图、回路图、SIL验证文档，因热电偶λDU不同，需重新计算PFD。63.（综合）某装置使用FF总线，网段共12台设备，电缆长度1200m，总线供电24V，单台设备耗电15mA，电缆电阻44Ω/km，求末端电压是否满足设备最小9V。答案：总电流I=12×15=180mA，单程电阻R=1.2×44=52.8Ω，压降ΔU=2×R×I=2×52.8×0.18=19V，末端电压24-19=5V<9V，不满足，需加大电缆截面或分段供电。64.（综合）说明如何使用HART手操器进行阀门定位器自动校准，并写出关键菜单路径。答案：1.连接手操器至定位器LOOP端子；2.进入“Setup&Diag”→“AutoCalibrate”；3.选择行程范围，输入执行器类型（单/双作用）；4.启动自动整定，定位器自动查找零点和终点；5.保存参数，退出前进行行程测试验证线性度；6.记录校准报告，更新设备台账。65.（综合）某SIL3回路要求PFD<1e-3，PFH<1e-7/h，现有压力开关λDU=5e-7/h，β=8%，拟采用1oo2冗余，检验周期2年，判断是否可行。答案：低需求PFD=(λDU×T)^2×(1-β)/3+β×λDU×T/2T=17520h，独立=(5e-7×17520)^2×0.92/3=2.4e-5共因=0.08×5e-7×17520/2=3.5e-4总PFD=3.7e-4<1e-3，满足；高需求PFH=2×(1-β)×λDU+β×λDU=2×0.92×5e-7+0.08×5e-7=9.6e-7/h>1e-7/h，不满足SIL3高需求，需提高检验频率或采用1oo3。66.（综合）描述DCS控制策略中“前馈-反馈”复合控制的优点及参数整定思路。答案：优点：前