2026年化工自动化控制仪表考试内容及考试题库及答案

2026年化工自动化控制仪表考试内容及考试题库及答案1.单项选择题（每题1分，共30分）1.1在DDZ-Ⅲ型仪表中，统一的标准信号范围是A.0–10mADC B.4–20mADC C.0–5VDC D.1–5VDC1.2某温度变送器量程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.16mA1.3下列关于PID控制规律的说法正确的是A.积分作用可消除余差 B.微分作用对高频噪声有良好抑制 C.比例带越大则作用越强 D.积分时间越小则积分作用越弱1.4在PLC梯形图中，常闭触点与常开触点并联后其逻辑关系为A.与 B.或 C.非 D.异或1.5对于一阶惯性环节，其阶跃响应曲线初始斜率与下列哪项成正比A.增益K B.时间常数T C.1/T D.输入幅值1.6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.0.0001–0.0011.7下列阀门特性中，最适合用于压力调节的是A.线性 B.等百分比 C.快开 D.抛物线1.8采用2×2矩阵法对某系统进行稳定性分析，若特征方程为s²+2s+5=0，则系统A.稳定 B.临界稳定 C.不稳定 D.无法判断1.9在DCS冗余I/O卡件中，热备切换时间一般要求小于A.10ms B.50ms C.100ms D.1s1.10对于科里奥利质量流量计，下列说法错误的是A.可直接测质量流量 B.不受流体密度变化影响 C.前后直管段要求长 D.可用于高粘度液体1.11在Smith预估补偿控制中，被控对象必须已知A.纯滞后时间 B.积分时间 C.微分时间 D.比例带1.12若某调节阀的Cv=25，介质为水，Δp=0.1MPa，则最大体积流量为A.25m³/h B.79m³/h C.250L/min D.7.9m³/h1.13在FoundationFieldbusH1网段中，终端器阻值应为A.50Ω B.75Ω C.100Ω D.120Ω1.14下列关于安全栅的描述正确的是A.只能用于防爆区 B.可限制能量保障现场本安 C.必须采用继电器输出 D.不能用于热电偶输入1.15在串级控制中，副回路通常要求A.快于主回路 B.慢于主回路 C.与主回路同速 D.无要求1.16若某PLC模拟量输入模块分辨率为12位，参考电压5V，则其最小分辨电压为A.0.61mV B.1.22mV C.2.44mV D.4.88mV1.17在均匀控制中，液位与流量两个被控变量A.必须同时恒定 B.允许在一定范围内缓慢变化 C.必须按固定比例变化 D.必须采用串级结构1.18下列关于超声波液位计的说法正确的是A.受介质介电常数影响大 B.可测带搅拌液面 C.不能用于常压罐 D.探头必须接触液体1.19在分程控制中，输出信号20–60kPa驱动A阀，60–100kPa驱动B阀，则两阀动作方式A.气开—气关 B.气关—气开 C.均为气开 D.均为气关1.20某系统采用PI控制，若积分时间Ti→∞，则闭环阶跃响应A.存在余差 B.超调增大 C.振荡加剧 D.与纯P作用相同1.21在DCS历史站中，数据压缩常用算法为A.Huffman B.LZW C.旋转门算法 D.小波变换1.22对于电磁流量计，下列哪项不会带来测量误差A.介质电导率低于阈值 B.管道内壁结垢 C.流体含气泡 D.改变励磁频率1.23在ISA-5.1标准中，仪表功能代号“TIC”表示A.温度指示报警 B.温度指示控制 C.温度记录 D.温度变送1.24若某系统开环传递函数G(s)=K/[s(s+2)]，欲使相位裕度≥45°，则K最大约为A.1 B.2 C.4 D.81.25在OPCUA规范中，用于描述变量节点的属性不包括A.Value B.DataType C.AccessLevel D.ScanRate1.26下列关于气动执行机构的说法正确的是A.膜片破裂会导致阀门全关 B.弹簧复位属于故障开 C.输出力与气压成反比 D.行程与气压线性关系1.27在DCS冗余控制器中，状态同步通常采用A.事件队列 B.共享内存 C.反射内存 D.串口通信1.28对于前馈控制，下列说法错误的是A.需已知扰动通道模型 B.可完全消除扰动影响 C.常与反馈结合使用 D.对模型精度敏感1.29在热电阻测温中，三线制的作用是A.提高灵敏度 B.消除引线电阻影响 C.增加机械强度 D.降低功耗1.30若某系统采用DeltaVDCS，其控制器与I/O子系统通信协议为A.ProfibusDP B.DeviceNet C.Ethernet/IP D.FoundationFieldbusHSE答案：1B 2B 3A 4B 5C 6B 7B 8A 9B 10C 11A 12B 13C 14B 15A 16B 17B 18B 19A 20A 21C 22D 23B 24B 25D 26B 27C 28B 29B 30D2.多项选择题（每题2分，共20分；多选少选均不得分）2.1下列属于本安防爆现场仪表参数的有A.Ui B.Ii C.Pi D.Ci E.Li2.2关于PID参数整定经验法，下列说法正确的有A.先比例后积分再加微分 B.温度系统Ti一般大于流量系统 C.液位系统通常不用微分 D.振荡剧烈时应增大Kc E.余差大时可减小Ti2.3下列措施可提高控制阀可调比的有A.采用等百分比特性 B.并联副线阀 C.选用大Cv值阀门 D.降低系统压降 E.采用双座阀2.4在DCS系统接地中，下列说法正确的有A.安全地与屏蔽地可共用 B.逻辑地需单独接地极 C.接地电阻应小于4Ω D.可采用浮地方式 E.高频干扰采用单点接地2.5下列关于雷达液位计的说法正确的有A.可测高温高压介质 B.接触式天线需考虑腐蚀 C.频率越高盲区越小 D.可测界面液位 E.介电常数过低无法测量2.6下列属于IEC61131-3标准编程语言的有A.LD B.FBD C.SFC D.CFC E.IL2.7下列关于串级控制副回路设计原则正确的有A.应包含主要扰动 B.副对象滞后要小 C.副回路必须快于主回路 D.副变量需可测 E.副回路增益应尽量大2.8下列关于安全仪表系统（SIS）的叙述正确的有A.必须与DCS独立 B.可通信读取DCS数据 C.冗余结构可提高SIL D.手动停车按钮属SIS E.定期需做ProofTest2.9下列关于涡街流量计的说法正确的有A.可测气体液体蒸汽 B.受振动影响大 C.需直管段 D.输出与密度无关 E.采用压电传感器2.10下列关于OPCClassic与OPCUA区别的说法正确的有A.UA支持跨平台 B.Classic基于DCOM C.UA通信需445端口 D.Classic无数据加密 E.UA支持复杂数据类型答案：2.1ACD 2.2ABCE 2.3AB 2.4BC 2.5ABDE 2.6ABCE 2.7ABCD 2.8ABCDE 2.9ABCE 2.10ABDE3.填空题（每空1分，共20分）3.1若某系统传递函数G(s)=5e^(-0.5s)/(2s+1)，则其纯滞后时间为  s，时间常数为  s。3.2在4–20mA回路中，若负载电阻为250Ω，则最大负载电压为  V。3.3某调节阀理想流量特性为等百分比，相对开度50%时相对流量为  %。3.4根据奈奎斯特采样定理，若信号最高频率为f_max，则采样频率应大于  。3.5在DCS冗余电源中，常用均流技术为  均流。3.6某热电阻分度号Pt100，0℃时电阻为  Ω，100℃时电阻变化率为  Ω/℃。3.7在IEC61508中，PFH表示  。3.8某PLC计数器为16位，最大计数值为  。3.9在串级控制中，主控制器输出作为副回路的  。3.10若某系统相位裕度为30°，则闭环阶跃响应一般会出现  。3.11在FoundationFieldbus中，LAS指  。3.12某电磁流量计励磁频率为6.25Hz，则其测量周期为  ms。3.13在均匀控制中，常用  算法协调液位与流量。3.14若某阀门定位器输入信号为20–100kPa，则其零点对应  kPa。3.15在DCS趋势画面中，历史数据文件扩展名通常为  。3.16某系统采用双容液位对象，其传递函数可近似为  环节串联。3.17在OPCUA中，用于描述服务器能力的节点集称为  。3.18若某安全栅最高允许电压为28V，则其参数符号为  。3.19在PLC中，立即输入指令的作用是  。3.20某温度变送器采用HART协议，其数字信号载波频率为  Hz。答案：3.10.5 2 3.25 3.315.9 3.42f_max 3.5冗余二极管 3.6100 0.385 3.7每小时危险失效概率 3.865535 3.9设定值 3.10超调 3.11LinkActiveScheduler 3.12160 3.13模糊或自整定 3.1420 3.15.hst 3.16一阶惯性 3.17ServerCapabilities 3.18Um 3.19立即刷新输入映像区 3.2022004.判断改错题（每题2分，共10分；先判对错，若错则给出正确表述）4.1在PID调节中，微分作用对高频噪声具有良好抑制能力。4.2电磁流量计可测量非导电液体。4.3在DCS冗余控制器中，切换瞬间输出值保持连续即称为无扰动切换。4.4安全仪表系统的SIL等级越高，其PFD越大。4.5对于线性阀门特性，相对开度与相对流量成线性关系。答案：4.1错，微分作用放大高频噪声。4.2错，电磁流量计只能测导电液体。4.3对。4.4错，SIL越高PFD越小。4.5对。5.简答题（每题5分，共25分）5.1简述采用串级控制提高系统动态性能的机理。答：串级控制将原单回路分解为主副两回路，副回路包含主要扰动并具有小滞后，可快速抑制扰动，等效缩短主回路滞后，提高响应速度；副回路降低对象阶次，使主回路增益可增大，从而提高系统动态性能。5.2说明安全栅在本安防爆回路中的作用及选型需关注的参数。答：安全栅通过限制电压、电流、功率保障现场本安；选型需关注Ui、Ii、Pi、Ci、Li与现场仪表匹配，且满足回路电缆参数，确保最高允许参数大于回路可能出现的最大值，并满足SIL及温度等级要求。5.3列举三种常见流量计在蒸汽测量中的优缺点。答：涡街流量计无可动件、压损小、精度高，但受振动影响；差压式孔板结构简单、耐高温，但压损大、范围度窄；科里奥利质量流量精度极高、可直接测质量，但成本高、管径受限。5.4解释DCS中“冗余I/O无扰动切换”的实现要点。答：冗余I/O卡件同时采样，主卡故障时系统立即切换至备用卡；切换瞬间输出值保持连续，需硬件锁存、软件同步、状态仲裁快速，且切换时间小于工艺允许值，确保过程无扰动。5.5简述前馈—反馈复合控制相比纯反馈控制的优势。答：前馈在扰动出现瞬间即动作，可大幅减小扰动引起的偏差；反馈保证系统对模型误差及未测扰动的鲁棒性；两者结合可兼顾快速性与稳定性，显著降低最大偏差与调节时间。6.计算与分析题（共45分）6.1（8分）某温度对象可用一阶惯性加纯滞后近似，K=2℃/mA，T=3min，τ=1min。采用PI控制，Kc=1.5mA/℃，Ti=2min。求：(1)闭环特征方程；(2)用劳斯判据判断稳定性。解：(1)开环传函G(s)=2e^(-s)/(3s+1)，PI控制器Gc(s)=1.5(1+1/(2s))，闭环特征方程1+GcG=0，即1+1.5(1+1/(2s))·2e^(-s)/(3s+1)=0化简得：3s(3s+1)+3(2s+1)e^(-s)=0近似e^(-s)≈1-s，代入得9s²+3s+3(2s+1)(1-s)=0展开：9s²+3s+6s-6s²+3-3s=0合并：3s²+6s+3=0 → s²+2s+1=0(2)劳斯表：s² 1 1s¹ 2 0s⁰ 1首列无符号变化，系统稳定。6.2（10分）某精馏塔塔顶压力通过调节冷却水流量控制，对象实验得阶跃响应：输入阶跃+10%，压力下降0.15MPa，时间常数4min，纯滞后0.5min。若采用PID控制器，按Ziegler–Nichols阶跃响应法求Kc、Ti、Td。解：K=0.15MPa/10%=0.015MPa/%，T=4min，τ=0.5min，τ/T=0.125查表：Kc=1.2T/(Kτ)=1.2×4/(0.015×0.5)=640%/MPaTi=2τ=1min Td=0.5τ=0.25min6.3（12分）某反应器温度单回路控制，原采用PI，Kc=4%/℃，Ti=2min，运行中发现冷却水阀前压力波动频繁引起温度最大偏差±3℃。现拟加前馈补偿，测得阀前压力扰动通道Gp(s)=-0.8/(s+1)℃/MPa，控制通道Gc(s)=1.2/(2s+1)℃/%。求：(1)理想前馈控制器Gd(s)；(2)若采用静态前馈，求静态补偿系数；(3)比较加前馈后最大偏差（假设压力阶跃0.1MPa）。解：(1)Gd(s)=-Gp(s)/Gpc(s)=0.8(2s+1)/[1.2(s+1)]=0.67(2s+1)/(s+1)(2)静态系数Kd=0.67×1/1=0.67%/MPa(3)无