2026年化工自动化控制仪表复审考试题(附答案)

2026年化工自动化控制仪表复审考试题(附答案)一、单项选择题（每题1分，共30分。每题只有一个正确答案，请将正确选项字母填入括号内）1.在DCS系统冗余配置中，CPU冗余切换时间一般要求不大于（）。A.1ms  B.10ms  C.100ms  D.1s答案：C2.对于一阶惯性环节，其阶跃响应曲线达到63.2%稳态值所需时间等于（）。A.纯滞后时间  B.时间常数T  C.振荡周期  D.上升时间答案：B3.采用4~20mA信号传输时，电缆最大允许电阻通常按（）计算。A.100Ω  B.250Ω  C.500Ω  D.750Ω答案：B4.在IEC61511中，SIL1回路要求按需失效概率（PFD）范围为（）。A.0.1~1  B.0.01~0.1  C.0.001~0.01  D.0.0001~0.001答案：B5.阀门等百分比特性曲线方程为（）。A.q=k  B.q=k答案：C6.在FoundationFieldbusH1网段中，终端器阻值应为（）。A.50Ω  B.75Ω  C.100Ω  D.120Ω答案：C7.关于PID参数整定，下列说法正确的是（）。A.Ziegler–Nichols法适用于非自衡对象  B.Cohen–Coon法需已知对象纯滞后与时间常数之比  C.Lambda法以超调量最小为目标  D.IMC法不能用于一阶惯性对象答案：B8.某温度变送器量程0~200℃，输出4~20mA，当实测电流为12mA时，对应温度为（）。A.50℃  B.75℃  C.100℃  D.125℃答案：C9.在SAMA图中，表示比例积分功能的图符是（）。A.⊕  B.∫  C.P+I  D.答案：C10.关于安全栅的描述，错误的是（）。A.齐纳栅需可靠接地  B.隔离栅可实现信号隔离  C.隔离栅需计算短路电流  D.齐纳栅可替代隔离栅用于所有场合答案：D11.在OPCUA规范中，用于描述变量节点的属性是（）。A.BrowseName  B.DisplayName  C.Value  D.NodeClass答案：C12.某PLC模拟量输入模块分辨率12bit，单极性0~10V，其最小分辨电压为（）。A.0.61mV  B.1.22mV  C.2.44mV  D.4.88mV答案：C13.在IEC61131-3标准中，用于描述功能块之间连接的语言是（）。A.LD  B.FBD  C.ST  D.IL答案：B14.关于雷达液位计，下列说法正确的是（）。A.导波雷达需空罐标定  B.非接触雷达受泡沫影响小  C.频率越高，穿透能力越强  D.导波杆直径不影响回波强度答案：A15.在串级控制系统中，副回路一般要求（）。A.比例度大、积分时间长  B.比例度小、积分时间短  C.比例度小、积分时间长  D.比例度大、微分时间长答案：B16.某电磁流量计测量管径DN100，最大流量180m³/h，其流速约为（）。A.2m/s  B.3.18m/s  C.5m/s  D.6.37m/s答案：D17.在ModbusRTU帧结构中，CRC校验占用（）字节。A.1  B.2  C.4  D.8答案：B18.关于阀门定位器，下列说法错误的是（）。A.可克服阀杆摩擦力  B.可改变阀门流量特性  C.可提高系统响应速度  D.可消除执行机构弹簧范围误差答案：B19.在IEC61508中，系统性能力SC3对应的故障避免措施分数为（）。A.≥60  B.≥70  C.≥80  D.≥90答案：C20.某压力变送器采用HART协议，其载波频率为（）。A.1200Hz  B.2200Hz  C.3200Hz  D.9600Hz答案：B21.在DeltaV系统中，控制网络采用（）拓扑。A.总线型  B.星型  C.环型冗余  D.树型答案：C22.关于热电阻三线制接法，下列说法正确的是（）。A.可完全消除引线电阻影响  B.适用于高精度场合  C.需匹配导线截面积  D.与两线制精度相同答案：C23.在APC先进控制中，DMC算法核心模型为（）。A.ARX  B.FIR  C.StepResponse  D.StateSpace答案：C24.某调节阀额定Cv=50，实际工况Cv=30，则阀开度约为（）。A.30%  B.36%  C.50%  D.60%答案：B25.在IEC61158中，PROFIBUSPA物理层采用（）。A.RS-485  B.MB+  C.IEC61158-2  D.Ethernet答案：C26.关于超声波流量计，下列说法错误的是（）。A.可测双向流  B.需满管测量  C.受气体影响大  D.时差法精度高于频差法答案：D27.在SIS系统中，要求电磁阀冗余配置时，常采用（）方式。A.1oo1  B.1oo2  C.2oo2  D.2oo3答案：B28.某PLC程序扫描周期10ms，数字量输入滤波时间常数设为8ms，则对30Hz方波信号，其检测误差约为（）。A.0  B.1次计数  C.2次计数  D.无法计数答案：B29.在IEC62591（WirelessHART）中，网络最大设备数（单网关）为（）。A.32  B.64  C.100  D.256答案：C30.关于涡街流量计，下列说法正确的是（）。A.受振动影响小  B.可测高黏度液体  C.需直管段前10D后5D  D.旋涡频率与密度成正比答案：C二、多项选择题（每题2分，共20分。每题有两个或两个以上正确答案，多选、少选、错选均不得分）31.下列属于安全仪表系统完整性验证阶段工作内容的有（）。A.硬件可靠性计算  B.软件SIL验证  C.现场验收测试  D.定期功能测试程序编制答案：ABD32.关于PID控制算法，下列属于抗积分饱和措施的有（）。A.积分分离  B.遇限削弱积分  C.微分先行  D.前馈补偿答案：AB33.下列因素会影响科氏力质量流量计测量精度的有（）。A.流体含气  B.安装应力  C.振动干扰  D.温度变化答案：ABCD34.在DCS冗余I/O卡件中，实现无扰动切换的必要条件包括（）。A.输入信号同步采样  B.输出信号同步刷新  C.冗余卡件固件版本一致  D.冗余卡件地址跳线一致答案：ABC35.下列关于ProfibusDP总线诊断的描述，正确的有（）。A.支持站诊断报文  B.支持通道诊断  C.支持模块诊断  D.支持冗余主站切换诊断答案：ABC36.在先进控制MPC项目中，需收集的测试数据包括（）。A.阶跃测试数据  B.日常操作数据  C.开环脉冲数据  D.闭环辨识数据答案：ABCD37.下列关于防爆标志ExdIICT6的描述，正确的有（）。A.隔爆型  B.适用于乙烯环境  C.最高表面温度≤85℃  D.可用于Zone20答案：ABC38.下列属于IEC61131-3标准定义的变量类型的有（）。A.VAR  B.VAR_INPUT  C.VAR_IN_OUT  D.VAR_GLOBAL答案：ABCD39.关于电磁阀选型，下列说法正确的有（）。A.连续通电型需考虑线圈温升  B.隔爆型需配金属电缆密封接头  C.本安型需经安全栅供电  D.功耗与介质压力无关答案：ABC40.下列关于HART多点模式描述，正确的有（）。A.电流固定4mA  B.支持15台设备  C.地址范围1~15  D.不支持突发模式答案：ABC三、填空题（每空1分，共20分）41.某温度对象可用一阶惯性加纯滞后近似，其传递函数为G若K=2℃/%，T=5min，τ=1min，则采用Ziegler–Nichols法整定PI控制器时，积分时间Ti=________min。答案：3.3342.在4~20mA回路中，若负载电阻为300Ω，电缆最大允许电阻为________Ω，则电源电压至少需________V（忽略变送器压降）。答案：250，16.843.某SIL2回路的PFDavg要求为0.01，若传感器PFD=0.003，逻辑求解器PFD=0.002，则执行元件PFD最大允许值为________。答案：0.00544.某调节阀等百分比特性，可调比R=50，则最小流量对应的相对行程为________%。答案：2045.在IEC61158-2物理层中，现场总线供电电压最小值为________V，最大值为________V。答案：9，3246.某12bitADC单极性0~10V，量化电平数为________，量化误差为________mV。答案：4096，2.4447.在DMC算法中，若模型时域N=60，控制时域M=5，则优化变量个数为________。答案：548.某电磁阀额定功率6W，DC24V，则线圈电阻为________Ω，连续通电24h耗电________kWh。答案：96，0.14449.某压力容器设计压力1.6MPa，采用0~2.5MPa变送器，则按照IEC61298，允许最大过压为________MPa。答案：3.7550.在WirelessHART中，默认广播信道号为________，跳频周期为________ms。答案：11，100四、简答题（每题6分，共30分）51.简述安全仪表系统（SIS）与过程控制系统（DCS）在可用性与完整性设计目标上的差异，并给出各自常用的冗余架构。答案：DCS以可用性为首要目标，允许短时中断，常用1oo2、2oo2冗余；SIS以安全完整性为首要目标，要求按需失效概率低，常用1oo2D、2oo3冗余，兼顾安全与可用。52.说明科氏力质量流量计为何不受流体密度、温度、黏度变化影响，并指出其安装注意事项。答案：测量原理基于科氏力直接正比于质量流量，与密度、温度、黏度无关；安装需避免应力、强振动，前后直管段无严格要求，但需保证满管，避免气泡，对中法兰防止扭曲。53.列举三种常见抗积分饱和算法，并比较其适用场合。答案：①积分分离：适用于大偏差启动，避免超调；②遇限削弱积分：适用于频繁限幅，算法简单；③反算积分法：适用于高精度伺服，动态恢复快。54.解释HART协议“突发模式”工作原理，并给出其优缺点。答案：突发模式下从设备连续发送数据帧，主设备监听；优点：刷新快（≥3帧/s），适用于实验室多点巡检；缺点：无双向通信，不能写参数，仅支持一个活跃突发设备。55.简述MPC与PID在约束处理机制上的本质区别，并给出化工装置中MPC替代PID的典型应用案例。答案：PID通过外置限幅或抗饱和间接处理约束，MPC将输入、输出、状态约束直接纳入优化问题，在线求解；典型案例：催化裂化分馏塔温度与液位耦合约束多变量控制，用MPC替代多个独立PID，提高处理量1.5%。五、计算与分析题（共50分）56.（10分）某液位系统如图，储罐截面积A=5m²，出口阀线性阻力R=0.2m/(m³/min)，进口泵采用PI控制，Kc=2(m³/min)/m，Ti=5min。初始稳态液位h₀=2m，t=0时设定值阶跃至3m。求：（1）闭环传递函数；（2）液位响应h(t)表达式；（3）最大上升速率及出现时间。答案：（1）对象传递函数：(PI控制器：(闭环：=（2）单位阶跃输入，反拉氏变换得：h（3）最大上升速率：=57.（12分）某反应器温度串级控制，主被控变量T₁，副变量冷却水流量F。主回路PI参数Kc1=0.8，Ti1=10min；副回路PI参数Kc2=1.2，Ti2=2min。现场测试副回路等效闭环时间常数T₂'=0.5min，增益K₂'=0.95。若主对象可近似为(要求：（1）用Lambda法整定主控制器，取λ=τ=3min，求新Kc1、Ti1；（2）比较原参数与Lambda参数在设定值阶跃+2℃时的IAE（积分绝对误差），给出IAE下降百分比。答案：（1）Lambda整定：=0.54（2）仿真得原IAE=16.8℃·min，新IAE=11.2℃·min，下降33.3%。58.（14分）某SIL2压力联锁回路，传感器2oo2配置，单传感器λᴰᴰ=2×10⁻⁶h⁻¹，λˢᵁ=5×10⁻⁷h⁻¹；逻辑求解器1oo1D，λᴰᴰ=1×10⁻⁶h⁻¹；执行元件1oo1，λᴰᴰ=3×10⁻⁶h⁻¹，λˢᵁ=1×10⁻⁶h⁻¹；检验测试间隔TI=1年，平均恢复时间MTTR=24h，共因β=5%。计算：（1）传感器子系统PFDavg；（2）整个回路PFDavg，并判断是否满足SIL2。答案：（1）传感器：=（2）总PFD=1.25×10⁻³+5×10⁻⁴+1.5×10⁻³=3.25×10⁻³<0.01，满足SIL2。59.（14分）某精馏塔塔顶压力通过冷凝器冷却水阀调节，发现压力呈周期性振荡，振幅±2kPa，周期约8min。现场记录阀位