2023年化工自动化控制仪表模拟考试题库及答案

2023年化工自动化控制仪表模拟考试题库及答案一、单选题1.自动控制系统按（）来分类，可以分为温度、压力、流量、液位、成分等控制系统。A.被控变量B.操作变量C.控制规律答案：A解析：被控变量是控制系统要控制的对象的参数，按照被控变量的不同，可分为温度、压力等不同类型的控制系统。2.对于西门子S7300系列PLC系统，CPU模块上指示灯（）亮表示硬件或软件错误。A.SFB.DC5VC.RUN答案：A解析：SF灯亮表示系统存在硬件或软件错误；DC5V灯指示5V电源正常情况；RUN灯亮表示PLC处于运行状态。3.浮筒式液位计测量液位时，液位最高，扭力管所产生的扭角（）。A.最大B.最小C.不变答案：B解析：浮筒式液位计中，液位越高，浮筒受到的浮力越大，对扭力管的拉力越小，扭力管所产生的扭角就越小。4.调节阀阀内件材料一般为（）。A.铸铁B.不锈钢C.铸钢答案：B解析：化工生产中介质多具有腐蚀性等特点，不锈钢具有较好的耐腐蚀性，常用于调节阀阀内件材料。5.比值控制系统中，一般以（）为主流量。A.不可控物料B.可控物料C.随意确定答案：A解析：在比值控制系统中，不可控物料通常作为主流量，以保证生产过程中两种或多种物料按一定比例混合。6.当电动执行机构的不灵敏区太小时，执行机构将出现（）。A.实际定位与信号不符B.停止C.震荡答案：C解析：不灵敏区太小时，执行机构对微小的信号变化都会有响应，容易引起震荡。7.智能阀门定位器的接线形式有（）种类型。A.1B.2C.3答案：C解析：智能阀门定位器常见的接线形式有二线制、三线制、四线制三种类型。8.雷达液位计的微波发射频率由雷达发生器决定，一般在（）Hz左右。A.15GB.510GC.1020G答案：B解析：雷达液位计微波发射频率一般在510GHz左右。9.串级控制系统的主回路是由主对象、主测量变送器、（）及主控制器组成。A.副控制器B.执行器C.副对象答案：B解析：串级控制系统主回路包括主对象、主测量变送器、执行器和主控制器。10.椭圆齿轮流量计是（）式流量计。A.速度B.容积C.质量答案：B解析：椭圆齿轮流量计通过测量固定容积内流体的量来计算流量，属于容积式流量计。11.热电偶输出电压与（）有关。A.热电偶两端温度B.热电偶热端温度C.热电偶两端温度和热电极材料答案：C解析：热电偶输出的热电势与两端温度差以及热电极材料有关。12.下面关于串级控制系统特点的描述中正确的是（）。A.在系统结构上是由两个串接工作的控制器构成的双闭环控制系统B.系统的目的是通过设置主变量来提高对副变量的控制质量C.由于副回路的存在，对于进入主回路的干扰有超前控制作用，因而减少了干扰对主变量的影响答案：A解析：串级控制系统是由两个串接工作的控制器构成的双闭环控制系统；目的是提高主变量控制质量；副回路对进入副回路的干扰有超前控制作用。13.电磁流量计的结构是由传感器和（）两大部分组成。A.测量部分B.电子放大器C.转换器答案：C解析：电磁流量计由传感器和转换器两大部分组成。14.调节阀经常在小开度下工作时，宜选用（）特性。A.等百分比B.快开C.线性答案：A解析：等百分比特性调节阀在小开度时调节作用强，适合经常在小开度下工作的场合。15.本质安全型电气设备的防爆性能是采用（）措施实现的。A.通风B.隔爆C.电路本身答案：C解析：本质安全型电气设备通过限制电路中的能量，使其在正常和故障状态下产生的火花和热效应均不能点燃爆炸性混合物，是从电路本身采取的防爆措施。16.浮标式液位计的量程和工作压力都较大，造成翻板翻转的原因是（）。A.浮子内有磁钢B.光电转换C.力矩拉力答案：A解析：浮标式液位计中浮子内有磁钢，与翻板上的磁钢相互作用，使翻板翻转。17.玻璃板式液位计是（）仪表的一种。A.直读式B.压差式C.浮力式答案：A解析：玻璃板式液位计可直接观察到液位，属于直读式仪表。18.均匀控制系统与定值反馈控制系统的区别是（）。A.均匀控制系统比较稳定B.定值反馈控制系统被控变量不能变化C.均匀控制系统的控制结果不是为了使被控变量保持不变答案：C解析：均匀控制系统是为了使两个相关变量在一定范围内缓慢变化，不是使被控变量保持不变，而定值反馈控制系统是使被控变量保持在设定值。19.积分控制规律（）。A.能消除余差B.不能消除余差C.只能消除局部余差答案：A解析：积分控制规律能对偏差进行累积，最终消除余差。20.当空气呼吸器使用过程中发出低压鸣叫后，仍可使用（）分钟。A.35B.58C.810答案：C解析：当空气呼吸器发出低压鸣叫后，一般仍可使用810分钟。二、多选题1.化工自动化控制仪表按其功能不同可分为（）。A.检测仪表B.显示仪表C.调节仪表D.执行器答案：ABCD解析：化工自动化控制仪表按功能可分为检测仪表用于检测参数，显示仪表用于显示数据，调节仪表用于调节控制，执行器用于执行控制指令。2.下面关于PLC的叙述，正确的是（）。A.PLC是一种工业控制计算机B.PLC程序可以在计算机上编辑C.PLC具有可靠性高、抗干扰能力强等特点D.PLC编程简单，易于掌握答案：ABCD解析：PLC是专为工业控制设计的计算机，其程序可在计算机上利用编程软件编辑，具有高可靠性、强抗干扰能力，且编程相对简单。3.以下属于流量测量仪表的有（）。A.孔板流量计B.涡街流量计C.椭圆齿轮流量计D.雷达液位计答案：ABC解析：孔板流量计、涡街流量计、椭圆齿轮流量计都是用于测量流量的仪表，雷达液位计是测量液位的。4.调节阀的流量特性有（）。A.线性B.等百分比C.快开D.抛物线答案：ABCD解析：调节阀常见的流量特性有线性、等百分比、快开、抛物线等。5.串级控制系统的特点有（）。A.对进入副回路的干扰有很强的克服能力B.改善了对象的特性，提高了系统的工作频率C.对负荷或操作条件的变化有一定的自适应能力D.可用于纯滞后较大的对象答案：ABCD解析：串级控制系统副回路对进入副回路的干扰有很好的克服作用，能改善对象特性、提高工作频率，对负荷等变化有自适应能力，也适用于纯滞后较大的对象。6.智能仪表的特点包括（）。A.具有自诊断功能B.可实现数据通信C.精度高D.功能丰富答案：ABCD解析：智能仪表具有自诊断、数据通信功能，精度高且功能丰富，如可进行多种参数计算、显示等。7.以下关于热电偶的说法正确的是（）。A.热电偶是一种能量转换元件B.热电偶产生的热电势与热电极材料有关C.热电偶冷端温度必须保持恒定D.热电偶测量温度时需要进行冷端温度补偿答案：ABCD解析：热电偶是将温度转换为热电势的能量转换元件，热电势与热电极材料有关，冷端温度变化会影响测量准确性，所以冷端温度需恒定或进行补偿。8.执行器的选择应考虑（）等因素。A.工艺条件B.控制要求C.流体特性D.经济性答案：ABCD解析：选择执行器时要考虑工艺条件如压力、温度等，控制要求如调节精度等，流体特性如腐蚀性、粘度等，以及经济性。9.关于液位测量仪表，下列说法正确的是（）。A.浮筒式液位计适用于测量范围较小的场合B.超声波液位计对介质的物理性质变化较为敏感C.磁翻板液位计可现场显示液位D.雷达液位计测量精度较高答案：ACD解析：浮筒式液位计测量范围相对较小；超声波液位计受介质物理性质如密度、湿度等影响较小；磁翻板液位计可现场直观显示液位；雷达液位计测量精度较高。10.自动控制系统的性能指标包括（）。A.稳定性B.准确性C.快速性D.可靠性答案：ABC解析：自动控制系统性能指标主要有稳定性、准确性（稳态误差小）、快速性（过渡过程时间短）。三、判断题1.控制系统的过渡过程就是被控变量偏离给定值的过程。（√）解析：控制系统在受到干扰或设定值变化时，被控变量从原平衡状态到新平衡状态的变化过程即过渡过程，会偏离给定值。2.电动执行机构一般分为直行程、角行程和多转式三种类型。（√）解析：电动执行机构按运动方式分为直行程、角行程和多转式。3.压力变送器的测量范围与量程是一回事。（×）解析：测量范围是指变送器能测量的压力区间，量程是测量范围的上限值与下限值之差。4.调节阀的可调比就是调节阀所能控制的最大流量与最小流量之比。（√）解析：这是调节阀可调比的定义。5.串级控制系统中，主控制器的作用是保持主变量稳定。（√）解析：串级控制系统主控制器的主要作用就是使主变量稳定在设定值。6.热电阻温度计是利用导体受热时其电阻值会随着温度的升高而减小的特性来测量温度的。（×）解析：热电阻温度计是利用导体受热时电阻值随温度升高而增大（金属热电阻）或减小（半导体热电阻）的特性测量温度。7.超声波液位计可以测量各种液体和固体物料高度。（×）解析：超声波液位计不适用于测量有泡沫、蒸汽等影响超声波传播的场合，对于固体物料高度测量也有一定局限性。8.均匀控制系统的控制目的是使两个变量之间保持一定的比例关系。（×）解析：均匀控制系统是使两个相关变量在一定范围内缓慢变化，不一定是严格的比例关系。9.智能阀门定位器可以进行自动诊断和故障报警。（√）解析：这是智能阀门定位器的功能之一。10.本质安全型仪表的特点是在正常和故障状态下产生的火花和热效应均不能点燃爆炸性混合物。（√）解析：这是本质安全型仪表的防爆原理和特点。11.电磁流量计的直管段要求比其他流量计要低。（×）解析：电磁流量计对直管段也有一定要求，一般上游至少有510D（D为管道直径），下游至少有35D的直管段，并非比其他流量计要求低。12.浮球液位计的结构是基于杠杆原理工作的。（√）解析：浮球液位计通过浮球随液位变化，利用杠杆原理将液位变化转换为其他物理量的变化。13.调节阀的流量系数Cv值越大，调节阀的流通能力越大。（√）解析：流量系数Cv值反映调节阀的流通能力，Cv值越大，流通能力越大。14.积分控制作用可以加快系统的响应速度。（×）解析：积分控制作用主要是消除余差，对加快系统响应速度作用不明显，甚至可能在初期使响应变慢。15.PLC的编程语言只有梯形图一种。（×）解析：PLC编程语言有梯形图、语句表、功能块图等多种。四、简答题1.简述串级控制系统的工作原理。答：串级控制系统有主、副两个控制回路。主回路的设定值由工艺要求确定，主控制器根据主变量的测量值与设定值的偏差进行控制运算，其输出作为副回路的设定值。副控制器根据副变量的测量值与主控制器输出的副回路设定值的偏差进行控制运算，输出控制信号去操纵执行器，以改变操纵变量，使副变量快速跟随主控制器输出的变化，同时对进入副回路的干扰有较强的克服能力，最终使主变量稳定在设定值。2.电动执行机构有哪些主要特点？答：（1）能源取用方便，信号传输速度快，传输距离远；（2）与电动调节仪表配合方便，安装接线简单；（3）动作灵敏、精度较高；（4）输出推力或力矩较大，能适应不同的工作要求；（5）运行可靠性较高，维护工作量较小；（6）但在防爆场合使用时，需要采用专门的防爆措施。3.简述智能阀门定位器的功能。答：（1）精确的阀门定位功能，可提高阀门控制精度；（2）自诊断功能，能检测自身故障并报警；（3）通信功能，可与控制系统进行双向通信，实现远程监控和参数设置；（4）可进行阀门特性修正，适应不同的阀门特性；（5）具备行程限位功能，保护阀门和执行机构；（6）可进行部分故障的自动补偿和处理。4.简述热电偶的工作原理及冷端温度补偿方法。答：工作原理：两种不同的导体（或半导体）组成闭合回路，当两个接点温度不同时，回路中就会产生热电势，这种现象称为热电效应，热电偶就是利用这个原理来测量温度的。冷端温度补偿方法：（1）冰浴法：将冷端置于0℃的冰水混合物中，使冷端温度保持恒定；（2）补偿导线法：采用与热电偶热电特性相近的补偿导线，将热电偶冷端延伸到温度相对稳定的地方；（3）计算修正法：根据热电偶的热电势温度关系表，查出冷端温度对应的热电势，然后对测量的热电势进行修正；（4）自动补偿法：利用电子电路或智能仪表自动对冷端温度进行补偿。5.简述均匀控制系统与定值控制系统的区别。答：（1）控制目的不同：定值控制系统的目的是使被控变量保持在设定值不变，以满足生产工艺对某个参数稳定性的要求；均匀控制系统的目的是使两个相关变量在一定范围内缓慢变化，协调两个变量之间的关系，使它们既相互关联又不会产生剧烈波动。（2）控制结果不同：定值控制系统要求被控变量尽可能精确地保持在设定值，偏差要尽可能小；均匀控制系统允许被控变量在一定范围内波动，只要波动在允许范围内且两个变量的变化是缓慢、协调的即可。（3）控制器参数整定不同：定值控制系统通常要求控制器具有较高的控制精度和快速的响应速度，参数整定侧重于减小稳态误差和缩短过渡过程时间；均匀控制系统的控制器参数整定则要使系统具有较弱的控制作用，比例度较大，积分时间较长，以保证变量的变化较为缓慢和平稳。五、案例分析题1.某化工生产装置中，有一个温度控制系统。采用热电偶作为温度测量元件，电动调节阀作为执行器。在生产过程中，发现温度控制不稳定，经常出现较大的波动。请分析可能的原因及解决措施。答：可能原因：（1）热电偶故障：如热电极断裂、接线松动、冷端温度补偿不准确等，导致测量温度不准确，控制器接收到错误信号，从而使控制不稳定。（2）电动调节阀故障：如阀门卡涩、定位不准确、执行机构故障等，使得阀门不能按照控制器的指令准确动作，影响温度控制。（3）控制器参数设置不合理：比例度过小或积分时间过短，会使系统过于灵敏，容易产生振荡；比例度过大或积分时间过长，会使系统响应迟缓，温度波动较大。（4）干扰因素：如生产过程中物料流量变化、环境温度变化、加热源不稳定等，对温度产生干扰，而控制系统不能有效克服。解决措施：（1）检查热电偶：查看热电极是否断裂，重新紧固接线，检查冷端温度补偿装置是否正常工作，必要时更换热电偶。（2）检查电动调节阀：检查阀门是否卡涩，进行阀门定位调试，检查执行机构是否正常，如有故障进行维修或更换。（3）重新整定控制器参数：通过试验和调试