2026年化工自动化控制仪表复审考试及考试题库含答案

2026年化工自动化控制仪表复审考试及考试题库含答案1.单项选择题（每题1分，共30分）1.1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：C1.2下列关于热电阻测温误差来源的描述，错误的是A.引线电阻  B.自热效应  C.辐射换热  D.热电势答案：D1.3某差压变送器量程0～40kPa，对应输出4～20mA，当实测差压为10kPa时，输出电流为A.4mA  B.8mA  C.12mA  D.16mA答案：B1.4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：B1.5关于阀门等百分比特性，下列说法正确的是A.相对行程变化引起的相对流量变化为常数B.单位行程变化引起的流量变化为常数C.流量与行程呈线性关系D.快开特性的一种特例答案：A1.6在PID参数整定中，若采用Ziegler–Nichols临界比例度法，首先应A.将积分时间置最大，微分时间置最小B.将比例度置最大，积分微分关闭C.将比例度置最小，积分微分关闭D.将积分时间置最小，微分时间置最大答案：B1.7对于本安回路，下列电缆参数最关键的为A.电容  B.电感  C.L/R比  D.电阻答案：C1.8某流量计为科氏力质量流量计，其测量管出现“零点漂移”最可能的原因是A.温度补偿失效  B.测量管结垢  C.驱动线圈老化  D.安装应力变化答案：D1.9在SAMA图中，表示比例积分功能的图符为A.Σ  B.P+I  C.PID  D.K/τ答案：B1.10关于FFH1现场总线，下列说法错误的是A.支持31.25kbit/s速率  B.采用曼彻斯特编码C.支持总线供电  D.最大拓扑长度1900m无中继答案：D1.11某PLC模拟量模块分辨率12位，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：C1.12在报警管理中，按照EEMUA191，高报警（High）属于A.Priority1  B.Priority2  C.Priority3  D.Priority4答案：C1.13关于安全栅的描述，正确的是A.齐纳栅需良好接地  B.隔离栅无需外部电源C.齐纳栅可双向隔离  D.隔离栅不能用于RTD答案：A1.14某反应器温度采用分程控制，冷水阀A气开，蒸汽阀B气关，则控制器作用方向应选A.正作用  B.反作用  C.双向  D.无法确定答案：B1.15在OPCUA规范中，用于描述变量节点的属性为A.Value  B.DataType  C.AccessLevel  D.DisplayName答案：B1.16若一阶惯性环节时间常数T=5s，则其达到稳态63.2%所需时间为A.2.5s  B.5s  C.10s  D.15s答案：B1.17关于雷达液位计，下列说法正确的是A.导波雷达需介电常数>10  B.非接触雷达频率通常为26GHzC.雷达波在真空中的速度为3×10⁸m/s  D.雷达不能测量界面答案：C1.18在IECEx认证中，ExdbibIICT6表示A.隔爆兼本安，设备级别IIC，温度组别T6B.增安兼本安，设备级别IIB，温度组别T6C.隔爆兼浇封，设备级别IIC，温度组别T5D.正压兼本安，设备级别IIA，温度组别T4答案：A1.19某调节阀额定Cv=50，实际工况Cv=30，则阀门相对开度约为A.30%  B.50%  C.60%  D.80%答案：C1.20在ISA100.11a中，跳频技术主要解决A.多径干扰  B.邻频干扰  C.同频干扰  D.远近效应答案：A1.21关于超声波流量计，下列因素对测量精度影响最小的是A.流体含气量  B.管壁结垢  C.温度变化  D.压力变化答案：D1.22某系统开环传递函数G(s)=K/[s(s+2)]，其根轨迹与虚轴交点频率为A.0  B.√2  C.2  D.√K答案：B1.23在HART协议中，指令0的作用是A.读主变量  B.读电流值  C.读状态  D.写轮询地址答案：B1.24关于气动执行机构，下列说法错误的是A.弹簧返回型失去气源后阀位回到安全位B.双作用气缸需配定位器C.气缸压力与推力成正比D.隔膜执行机构适用于高压差答案：D1.25某PID控制器采用微分先行算法，其目的是A.减小积分饱和  B.抑制高频噪声C.提高响应速度  D.消除余差答案：B1.26在IEC61131-3标准中，下列语言不支持功能块调用的是A.LD  B.FBD  C.ST  D.IL答案：D1.27关于涡街流量计，下列说法正确的是A.受流体密度影响大  B.最低可测雷诺数>4000C.安装直管段要求前5D后3D  D.不能测量气体答案：B1.28某温度回路采用Smith预估补偿，其关键参数为A.过程增益  B.过程时滞  C.积分时间  D.微分时间答案：B1.29在ModbusTCP中，功能码03表示A.读线圈  B.读保持寄存器  C.写单个寄存器  D.写多个线圈答案：B1.30关于Gamma射线料位计，下列说法错误的是A.需放射源许可证  B.可测量高温高压工况C.测量结果与介电常数无关  D.源强越大越好答案：D2.多项选择题（每题2分，共20分；每题至少有两个正确答案，多选少选均不得分）2.1下列属于安全仪表系统逻辑solver自诊断功能的有A.内存校验  B.看门狗  C.冗余比对  D.输出强制答案：ABC2.2关于电磁流量计，以下说法正确的有A.可测非导电液体  B.不受流体密度影响C.需满管安装  D.电极污染会引入零点漂移答案：BCD2.3下列属于先进控制（APC）技术范畴的有A.模型预测控制  B.模糊控制  C.串级控制  D.神经网络控制答案：ABD2.4下列关于气动阀门定位器的校准项目包括A.零点  B.量程  C.线性度  D.回差答案：ABCD2.5下列关于ProfibusPA的描述正确的有A.采用IEC61158-2物理层  B.支持总线供电C.传输速率31.25kbit/s  D.使用RS-485物理层答案：ABC2.6下列因素会影响电容式液位计测量精度的有A.介电常数变化  B.挂料  C.温度  D.容器材质答案：ABC2.7下列关于防爆标志ExembIICT4的解释正确的有A.增安型  B.浇封型  C.设备级别IIC  D.温度组别T4答案：ABCD2.8下列属于DCS操作站冗余措施的有A.双网卡  B.双硬盘RAID1  C.双电源  D.双鼠标答案：ABC2.9下列关于OPCClassic与OPCUA差异描述正确的有A.OPCUA支持跨平台  B.OPCClassic基于DCOMC.OPCUA内置安全模型  D.OPCClassic支持Web服务答案：ABC2.10下列关于过程控制中“积分饱和”抑制方法的有A.抗积分饱和（Anti-windup）  B.积分分离C.微分先行  D.输出限幅答案：ABD3.填空题（每空1分，共20分）3.11psi等于______kPa。答案：6.8953.2标准状态下，空气密度约为______kg/m³。答案：1.2933.3某Pt100在0℃时电阻为______Ω。答案：1003.4IEC61508中，PFH指______。答案：每小时危险失效概率3.5在DCS冗余I/O卡件中，常用______逻辑实现无扰切换。答案：二取二（2oo2）3.6若一阶系统时间常数T=2s，则其截止角频率ωc=______rad/s。答案：0.53.7科氏力质量流量计直接测量______和______。答案：质量流量、密度3.8在SAMA图中，表示比例功能的字母为______。答案：K3.9某阀门流量系数Cv=60，则其Kv≈______。答案：523.10在HART数字信号中，载波频率为______Hz。答案：12003.11某PLC扫描周期10ms，则其最大I/O响应延迟约为______ms。答案：203.12在IECEx中，T6温度组别对应最高表面温度______℃。答案：853.13某差压变送器迁移量为+20kPa，则其量程下限______kPa。答案：203.14在串级控制中，副回路应包含主要______。答案：扰动3.15某系统开环增益K=5，相位裕度30°，则闭环稳定性______（填“是”或“否”）。答案：是3.16超声波液位计在真空环境下______（填“能”或“不能”）工作。答案：不能3.17在IEC61131-3中，标准功能块TON的输入IN为______电平触发。答案：上升3.18某气动执行机构需气源压力______kPa以上才能全行程。答案：4003.19在Gamma射线料位测量中，常用______射线源测量厚壁容器。答案：Co-603.20某涡街流量计标定系数K=1.2×10⁵脉冲/m³，则每立方米对应______脉冲。答案：1200004.判断题（每题1分，共10分；正确打“√”，错误打“×”）4.1在DCS中，控制网络与操作网络物理隔离可提高安全性。答案：√4.2电磁流量计可测量蒸馏水流量。答案：×4.3阀门定位器正反作用必须与执行机构正反作用一致。答案：√4.4在SIL验证中，冗余度越高则PFD必然越小。答案：×4.5OPCUA支持发布-订阅模式。答案：√4.6超声波流量计受流体声速影响，因此需温度补偿。答案：√4.7在PID参数中，微分作用可消除余差。答案：×4.8本安回路电缆电容越大，允许电缆长度越长。答案：×4.9在ProfibusDP中，主站之间可通过令牌传递方式通信。答案：√4.10热电阻三线制可完全消除引线电阻误差。答案：×5.简答题（每题5分，共30分）5.1简述DCS与PLC在过程控制中的主要差异。答案：DCS面向连续过程，具有冗余、分散数据库、模拟量处理能力强、报警管理完善；PLC面向离散控制，扫描周期短、逻辑处理快、扩展灵活，近年PLC集成模拟量与冗余功能后界限模糊，但DCS仍具大规模模拟回路优势。5.2说明科氏力质量流量计为何不受流体密度、温度、压力影响。答案：测量原理基于Δt=2Lωv，质量流量qm=KΔt，与流体物性无关；密度通过振动频率计算，温度压力仅影响弹性模量，仪表内置温度补偿，故直接测质量流量，不受工况密度、温度、压力变化影响。5.3写出安全仪表功能（SIF）验证的六步流程。答案：1.定义目标SIL；2.进行危险分析与风险评估；3.设计SIF架构；4.计算PFD/PFH与MTTFS；5.进行冗余诊断与共因失效分析；6.编制验证报告与维护策略。5.4解释调节阀闪蒸与气蚀现象及其危害。答案：闪蒸：液体流经缩流后压力低于饱和蒸气压，部分汽化，下游无恢复；气蚀：缩流后压力恢复高于饱和蒸气压，气泡溃灭产生局部高压冲击。危害：阀芯阀座冲蚀、振动噪声、流量特性畸变、降低寿命。5.5简述Smith预估补偿原理及适用条件。答案：将过程时滞e⁻θs移出闭环，用模型Gm(s)(1−e⁻θs)预估无时滞响应，控制器按无时滞对象设计，提高响应速度；适用条件：对象可用一阶加时滞模型近似，模型参数准确，负荷变化不剧烈。5.6说明超声波液位计“虚假回波”产生原因及抑制措施。答案：原因：搅拌器、横梁、焊缝、挂料产生反射；抑制措施：安装波导管、调整发射角、启用回波抑制算法、设置虚假回波屏蔽曲线、定期清理挂料。6.计算与分析题（共40分）6.1（10分）某储罐液位采用差压法测量，介质密度ρ=800kg/m³，g=9.81m/s²，量程0～3m，变送器安装于下法兰下方0.5m处。(1)计算变送器量程（kPa）；(2)计算迁移量（kPa）；(3)若输出4～20mA，求液位1.5m时电流值。解：(1)ΔPmax=ρgH=800×9.81×3=23544Pa≈23.54kPa(2)迁移量P0=ρgh=800×9.81×0.5=3924Pa≈3.92kPa（正迁移）(3)I=4+(1.5/3)×16=12mA答案：(1)23.54kPa；(2)+3.92kPa；(3)12mA6.2（10分）某温度回路为一阶惯性加纯滞后，K=2℃/%，T=4min，θ=1min，采用PI控制器，按Z-N阶跃响应法得：Kc=1.2T/(Kθ)=2.4，Ti=2θ=2min。(1)写出控制器传递函数Gc(s)；(2)若设定值阶跃+5℃，用一阶近似求调节时间（±5%）。解：(1)Gc(s)=Kc(1+1/(Tis))=2.4(1+1/(120s))(2)闭环主导时间常数Tcl≈T/(1+KKc)=4/(1+2×2.4)=0.74min调节时间ts≈3Tcl=2.22min答案：(1)Gc(s)=2.4(1+1/(120s))；(2)2.2min6.3（10分）某SIL2回路由2台压力开关（1oo2），每台λDU=1×10⁻⁶h⁻¹，检验周期T=1年（8760h），共因因子β=5%，求回路PFDavg。解：单台PFDavg=λDU·T/2=4.38×10⁻³1oo2冗余PFDavg=(1+β)·(λDU·T/2)²/3+β·λDU·T/2=(1+0.05)·(4.38×10⁻³)²/3+0.05·4.38×10⁻³=6.7×10⁻⁵+2.19×10⁻⁴≈2.86×10⁻⁴答案：2.9×10⁻⁴，满足SIL2（<10⁻²）6.4（10分）某流量计为4～20mA输出，对应0～100m³/h，DCS采集12位无符号整数，量程0～4095。(1)写出电流I与流量Q关系；(2)若DCS读数N=2048，求瞬时流量；(3)计算系统量化误差（%FS）。解：(1)I=4+0.16Q(mA)(2)I=4+16×2048/4095=12.001mAQ=(12.001−4)/0.16=50.0m³/h(3)1LSB=16/4095≈0.0039mA，对应流量0.0039/0.16=0.024m³/h%FS=0.024/100×100%=0.024%答案：(1)I=4+0.16Q；(2)50.0m³/h；(3)0.024%FS7.综合应用题（共50分）7.1（25分）某反应器温度控制采用分程+串级结构：主被控变量T1（反应器温度，SP=80℃），副被控变量T2（夹套温度），操纵变量为冷却水阀V1（气开，0～100%）与蒸汽阀V2（气关，0～100%）。已知：T1对象增益Kp1=0.8℃/℃，T2对象增益Kp2=1.2℃/%，时滞θ1=2min，θ2=0.5min，时间常数T1=5min，T2=1min。任务：(1)画出完整控制回路框图，标明分程区间；(2)确定主、副控制器正反作用；(3)采用Lambda整定法（λ1=θ1=2min）求主控制器PI参数；(4)若夹套温度上限90℃，设计副回路输出限幅策略；(5)分析当冷却水压力突降10%时的调节过程。答案：(1)框图：主控制器输出0～50%→V1，50～100%→V2；副回路夹套温度闭环。(2)主：反作用（T1↑→需开大V1或关小V2）；副：反作用（T2↑→需开大V1或关小V2）。(3)Kc1=1/(Kp1·(1+θ1/T1))=1/(0.8·(1+2/5))=0.89；Ti1=T1+θ1=7min。(4)副控制器输出限幅：0～90%映射至0～100