2026年化工自动化控制仪表新版试题(附答案)

2026年化工自动化控制仪表新版试题(附答案)一、单项选择题（每题1分，共20分。每题只有一个正确答案，请将正确选项的字母填在括号内）1.在DCS系统中，用于实现连续控制功能的基本控制单元是（）A.操作站  B.控制站  C.工程师站  D.通信总线答案：B2.某温度变送器量程为0～200℃，输出4～20mA，当实测温度为50℃时，输出电流为（）A.4mA  B.8mA  C.12mA  D.16mA答案：B解析：I3.对于一阶惯性环节，其传递函数标准形式为（）A.  B.  C.K  D.答案：A4.在PID参数整定中，若系统响应超调量大，应优先（）A.增大  B.减小  C.增大  D.减小答案：C5.下列关于安全栅的描述，正确的是（）A.只能用于防爆场合  B.可限制能量，保证现场本安  C.用于信号隔离，不能限能  D.只能用于热电偶信号答案：B6.在FoundationFieldbusH1网段中，终端器阻值应为（）A.50Ω  B.75Ω  C.100Ω  D.120Ω答案：C7.某调节阀为气开式，其定位器输出信号增大时，阀门开度（）A.增大  B.减小  C.不变  D.先增后减答案：A8.在Smith预估补偿控制中，补偿器模型必须精确匹配（）A.被控对象增益  B.被控对象时滞  C.设定值滤波器  D.执行器线性度答案：B9.关于OPCUA，下列说法错误的是（）A.平台无关  B.支持发布/订阅  C.仅支持Windows  D.内嵌安全机制答案：C10.某流量计为科氏力质量流量计，其直接测量值为（）A.体积流量  B.质量流量  C.密度  D.流速答案：B11.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：B12.对于4～20mA+HART协议，HART信号采用（）A.幅度键控ASK  B.频移键控FSK  C.相移键控PSK  D.正交频分OFDM答案：B13.某PLC模拟量输入模块分辨率为16位，其理论最小分辨率为（）A.1/65536  B.1/4096  C.1/32768  D.1/8192答案：A14.在串级控制中，副回路主要用来克服（）A.设定值扰动  B.一次扰动  C.二次扰动  D.测量噪声答案：C15.关于超声波液位计，下列说法正确的是（）A.受介质介电常数影响大  B.不能用于常压罐  C.测量盲区与频率无关  D.可用于腐蚀性液体答案：D16.在DeltaV系统中，控制策略以（）形式下载到控制器A.图形化功能块  B.梯形图  C.指令表  D.C语言答案：A17.某阀门等百分比特性，相对行程50%时，相对流量为（）A.25%  B.50%  C.70.7%  D.15.6%答案：C解析：Q/=，取R=30，则18.在IEC61131-3标准中，不属于编程语言的是（）A.ST  B.LD  C.FBD  D.VB答案：D19.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.比二线制多一根补偿线  C.仅适用于热电偶  D.无法提高精度答案：B20.在先进控制APC中，用于处理多变量耦合的主要算法是（）A.单回路PID  B.模型预测控制MPC  C.比值控制  D.分程控制答案：B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，请将所有正确选项字母填在括号内，漏选、错选均不得分）21.下列属于安全仪表系统（SIS）设计原则的有（）A.故障安全  B.冗余容错  C.经济优先  D.独立设置  E.在线可测试答案：ABDE22.关于电磁流量计，下列说法正确的有（）A.要求介质电导率≥5μS/cm  B.可测非满管流量  C.不受流体密度影响  D.电极需定期清洗  E.安装需保证满管答案：ACDE23.下列属于现场总线物理层常见传输速率的有（）A.31.25kbps  B.1Mbps  C.10Mbps  D.100Mbps  E.1Gbps答案：ABCD24.在PID控制中，积分饱和可能导致的后果有（）A.超调增大  B.调节时间延长  C.系统振荡  D.稳态误差消除变慢  E.执行器损坏答案：ABCD25.下列属于爆炸性气体组别IIC的典型气体有（）A.氢气  B.乙烯  C.丙烷  D.乙炔  E.甲烷答案：AD26.关于阀门定位器，下列功能正确的有（）A.提高线性度  B.克服阀杆摩擦力  C.实现分程控制  D.改变流量特性  E.降低响应速度答案：ABCD27.下列属于DCS冗余技术的有（）A.CPU冗余  B.电源冗余  C.通信冗余  D.I/O冗余  E.操作站冗余答案：ABCDE28.在IEC61508中，系统性安全完整性等级确定方法包括（）A.定量法  B.定性法  C.经验法  D.风险图法  E.保护层分析LOPA答案：ABDE29.下列关于热电偶冷端补偿的描述，正确的有（）A.可采用电桥补偿  B.可采用集成温度传感器  C.冷端必须保持0℃  D.补偿导线需与热电偶匹配  E.冷端可任意温度但需实时测量答案：ABDE30.在MPC模型预测控制中，关键参数包括（）A.预测时域  B.控制时域  C.采样周期  D.权重矩阵  E.模型增益答案：ABCDE三、填空题（每空1分，共20分）31.某压力变送器量程0～1MPa，输出4～20mA，若实测电流为13.6mA，则对应压力为________MPa。答案：0.6解析：P32.在IEC60529中，IP65的“6”表示________，“5”表示________。答案：完全防尘；防喷射水33.对于一阶系统，时间常数T越大，系统响应越________。答案：慢34.在梯形图编程中，常闭触点指令的助记符为________。答案：NC35.某调节阀额定Cv=50，当阀门行程为75%时，若流量特性为线性，则此时Cv≈________。答案：37.536.在FF现场总线中，链路主设备调度通信的宏周期单位是________。答案：ms37.某PLC计数器为16位，最大计数值为________。答案：6553538.在爆炸性环境中，Exd表示________防爆型式。答案：隔爆39.某热电阻Pt100在0℃时电阻为________Ω。答案：10040.在串级控制中，主回路输出作为副回路的________。答案：设定值41.某系统开环传递函数G(答案：I42.在DCS冗余配置中，双CPU切换时间通常要求小于________ms。答案：10043.某电磁阀功耗为5W，DC24V供电，其工作电流为________A。答案：0.208解析：I44.在IEC61131-3中，标准函数TON为________定时器。答案：通电延时45.某差压变送器迁移后，量程变为-20～80kPa，则迁移量为________kPa。答案：-2046.在过程控制中，衰减比n通常希望为________。答案：4:147.某流量计脉冲当量为0.1L/脉冲，累计脉冲数为3600，则累计流量为________L。答案：36048.在MPC中，若控制时域M=答案：349.某系统临界比例度=25，临界振荡周期=4

答案：0.6×=50.在SIS系统中，PFDavg与PFH分别对应________模式和________模式。答案：低要求；高要求/连续四、简答题（每题6分，共30分）51.简述科氏力质量流量计的工作原理，并说明其优点与局限。答案：原理：利用流体通过振动管时产生的科氏力使管子产生相位差，通过检测相位差直接得到质量流量。优点：直接测质量流量，不受密度、温度、压力、粘度影响，精度高，可测多参数。局限：价格高，对振动敏感，管径受限，压损较大，需定期零点校准。52.解释DCS与PLC在过程控制中的主要差异。答案：DCS面向连续过程，模拟量处理能力强，冗余完善，算法库丰富，扫描周期固定，通信确定性强；PLC面向离散控制，开关量处理快，编程灵活，扩展经济，冗余成本较高，通信多为以太网，扫描周期可变。现代系统界限逐渐模糊，但DCS仍侧重大型流程工业，PLC侧重工厂自动化。53.说明安全栅在本质安全回路中的作用及选型要点。答案：作用：限制电压、电流、功率，确保现场短路或故障时释放能量低于爆炸性气体最小点燃能量。选型：匹配回路类型（数字/模拟），确认最高电压、最大电流、电缆电容电感，满足Ex认证，考虑温度等级，冗余需求，兼容性（HART、FF），安装方式（导轨/底板），维护便利性。54.简述模型预测控制（MPC）在线优化的基本步骤。答案：1.采集当前输出与扰动；2.用模型预测未来输出轨迹；3.构建优化目标函数（跟踪误差+控制增量惩罚）；4.求解二次规划得最优控制序列；5.实施首步控制增量；6.下一周期重复，实现滚动优化。55.解释积分饱和现象，并给出两种工程抑制方法。答案：积分饱和指调节器输出被限幅时积分项继续累积，导致退出饱和时超调大。抑制方法：1.抗积分饱和（Anti-windup）：输出限幅时停止积分或反馈积分项误差；2.采用积分分离PID：大偏差时切除积分，小偏差再投入；3.采用外部积分反馈，将实际阀位反馈至积分器。五、计算与分析题（共60分）56.（10分）某液位系统如图，水箱截面积A=2

，出口阀阻力系数R=0.5(1)建立以为输入、h为输出的传递函数；(2)若采用P调节器=2答案：(1)物料平衡：A=−，线性化得2=((2)闭环特征方程：1+=057.（12分）某温度控制系统采用PID，对象实验测得阶跃响应曲线：ΔT=80

℃时，纯滞后θ=2答案：C−===58.（12分）某SIF回路配置为1oo2压力开关，单个开关PFD=0.02，共因失效因子β=答案：1oo2PFD：=0.00176<0.01，满足SIL2。59.（13分）某精馏塔塔顶压力通过调节冷却水阀控制，已知：对象传递函数(s调节阀为等百分比，行程0～100%对应流量0～150m³/h，阀权度0.6，线性化后增益=变送器量程0～8bar，输出4～20mA，=采用