2025年化工自動化控制儀表新版試題(附答案)一、單項(xiàng)選擇題（每題2分，共40分）1.某化工儀表的精度等級為1.0級，量程為0-100℃，其最大絕對誤差為（）。A.±1℃B.±0.1℃C.±10℃D.±0.01℃2.以下溫度傳感器中，輸出信號為電阻變化的是（）。A.熱電偶B.鉑熱電阻C.紅外溫度計(jì)D.雙金屬溫度計(jì)3.標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)過程控制中，氣動執(zhí)行器的輸入信號通常為（）。A.0-5VDCB.4-20mADCC.20-100kPaD.1-5VAC4.用于測量腐蝕性液體流量的儀表，優(yōu)先選用（）。A.電磁流量計(jì)B.渦輪流量計(jì)C.轉(zhuǎn)子流量計(jì)D.差壓式流量計(jì)5.某壓力變送器量程為0-1.6MPa，輸出信號為4-20mA。當(dāng)測量壓力為0.8MPa時(shí)，輸出電流應(yīng)為（）。A.8mAB.12mAC.16mAD.20mA6.DCS系統(tǒng)中，I/O卡件的主要功能是（）。A.實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互B.完成控制算法C.轉(zhuǎn)換現(xiàn)場信號與數(shù)字信號D.存儲歷史數(shù)據(jù)7.關(guān)于智能閥門定位器的描述，錯(cuò)誤的是（）。A.可實(shí)現(xiàn)閥門行程的精確控制B.支持HART或PROFIBUS通信C.無需外部氣源D.具備自診斷功能8.測量開口容器的液位時(shí)，壓力式液位計(jì)的零點(diǎn)應(yīng)（）。A.高于容器底部B.與容器底部平齊C.低于容器底部D.與容器頂部平齊9.以下儀表中，屬于接觸式物位測量的是（）。A.雷達(dá)液位計(jì)B.超聲波液位計(jì)C.浮筒液位計(jì)D.激光物位計(jì)10.PID控制器中，“I”參數(shù)的作用是（）。A.減少穩(wěn)態(tài)誤差B.加快響應(yīng)速度C.抑制超調(diào)D.提高抗干擾能力11.熱電阻測量電路中，采用三線制接法的主要目的是（）。A.提高測量精度B.簡化接線C.降低成本D.增強(qiáng)抗干擾能力12.某溫度控制系統(tǒng)出現(xiàn)超調(diào)過大，可能的原因是（）。A.比例度太小B.積分時(shí)間太短C.微分時(shí)間太長D.比例度太大13.用于測量高粘度、易結(jié)晶液體的流量，應(yīng)選用（）。A.橢圓齒輪流量計(jì)B.孔板流量計(jì)C.文丘里流量計(jì)D.渦街流量計(jì)14.工業(yè)現(xiàn)場中，4-20mA信號傳輸時(shí)，若電纜屏蔽層未接地，可能導(dǎo)致（）。A.信號衰減B.信號干擾C.短路故障D.開路故障15.以下傳感器中，可用于測量氣體成分的是（）。A.電導(dǎo)率儀B.pH計(jì)C.紅外氣體分析儀D.壓力變送器16.控制系統(tǒng)中，執(zhí)行器的氣開/氣關(guān)形式選擇主要依據(jù)（）。A.工藝安全要求B.儀表成本C.信號類型D.安裝空間17.某儀表的響應(yīng)時(shí)間為0.5s，意味著（）。A.儀表從輸入變化到輸出穩(wěn)定的時(shí)間為0.5sB.儀表的精度為0.5%C.儀表的量程為0-50%D.儀表的分辨率為0.5單位18.測量蒸汽流量時(shí)，差壓式流量計(jì)需配置（）。A.溫度補(bǔ)償B.壓力補(bǔ)償C.溫壓雙補(bǔ)償D.無需補(bǔ)償19.以下不屬于DCS系統(tǒng)組成部分的是（）。A.操作站B.控制站C.現(xiàn)場總線D.繼電器柜20.關(guān)于儀表防爆標(biāo)志“ExdIIBT3Gb”的描述，錯(cuò)誤的是（）。A.“Ex”表示防爆B.“d”表示隔爆型C.“T3”表示最高表面溫度D.“Gb”表示粉塵防爆二、填空題（每空1分，共20分）1.工業(yè)自動化儀表按功能可分為檢測儀表、（）、執(zhí)行儀表和（）四大類。2.熱電偶的熱電勢由（）電勢和（）電勢組成。3.標(biāo)準(zhǔn)信號4-20mA對應(yīng)的工程量范圍通常為（）%。4.氣動薄膜調(diào)節(jié)閥的執(zhí)行機(jī)構(gòu)有（）式和（）式兩種形式。5.流量測量中，質(zhì)量流量計(jì)可直接測量流體的（），無需（）補(bǔ)償。6.DCS系統(tǒng)的核心是（），其主要功能是完成（）運(yùn)算。7.智能儀表通常具備（）、（）和自診斷功能。8.物位測量中，雷達(dá)液位計(jì)的測量原理是（），適用于（）場合。9.PID控制參數(shù)中，比例度（δ）越小，控制作用（）；積分時(shí)間（Ti）越小，積分作用（）。10.儀表接地分為（）接地和（）接地，前者用于保證信號精度，后者用于設(shè)備安全。三、判斷題（每題1分，共10分）1.雙金屬溫度計(jì)可以直接輸出電信號，無需額外轉(zhuǎn)換。（）2.電磁流量計(jì)不能測量非導(dǎo)電液體的流量。（）3.壓力變送器的量程遷移是指通過調(diào)整零點(diǎn)和量程，使其測量范圍適應(yīng)實(shí)際工況。（）4.調(diào)節(jié)閥的流量特性是指閥桿行程與流量的關(guān)系，與閥前后壓差無關(guān)。（）5.熱電阻的測量精度高于熱電偶，適用于中低溫測量。（）6.超聲波液位計(jì)在真空環(huán)境中無法正常工作。（）7.DCS系統(tǒng)的冗余設(shè)計(jì)主要是為了提高系統(tǒng)的可靠性。（）8.智能閥門定位器只能通過4-20mA信號控制，無法實(shí)現(xiàn)數(shù)字通信。（）9.測量腐蝕性介質(zhì)時(shí)，壓力儀表的隔離液應(yīng)選擇與介質(zhì)互溶且無腐蝕性的液體。（）10.控制系統(tǒng)中，微分作用（D）主要用于消除穩(wěn)態(tài)誤差。（）四、簡答題（每題6分，共30分）1.簡述熱電阻與熱電偶的主要區(qū)別（至少列出4點(diǎn)）。2.說明氣動調(diào)節(jié)閥氣開式與氣關(guān)式的定義，并舉例說明如何根據(jù)工藝安全要求選擇。3.簡述電磁流量計(jì)的工作原理及使用注意事項(xiàng)（至少3項(xiàng)）。4.分析DCS系統(tǒng)中“控制站”與“操作站”的功能差異。5.某溫度控制系統(tǒng)投運(yùn)后，顯示值波動頻繁且無規(guī)律，可能的故障原因有哪些？（至少列出5項(xiàng)）五、綜合分析題（每題10分，共20分）1.某化工廠反應(yīng)釜溫度控制系統(tǒng)采用“熱電偶+溫度變送器+PID控制器+氣動調(diào)節(jié)閥”組成閉環(huán)控制。正常工況下，反應(yīng)釜溫度穩(wěn)定在80±2℃。某日，操作人員發(fā)現(xiàn)溫度顯示值快速上升至105℃，且調(diào)節(jié)閥開度由50%逐漸關(guān)小至10%，但溫度仍未下降。請分析可能的故障原因及排查步驟。2.某車間需測量管道內(nèi)濃硫酸（電導(dǎo)率＞100μS/cm）的流量，設(shè)計(jì)壓力0.8MPa，溫度50℃?，F(xiàn)有以下儀表可選：電磁流量計(jì)、渦輪流量計(jì)、轉(zhuǎn)子流量計(jì)、橢圓齒輪流量計(jì)。請選擇最合適的儀表，并說明選擇依據(jù)及安裝注意事項(xiàng)。答案一、單項(xiàng)選擇題1.A2.B3.C4.A5.B6.C7.C8.B9.C10.A11.A12.A13.A14.B15.C16.A17.A18.C19.D20.D二、填空題1.控制儀表；顯示儀表2.接觸；溫差3.0-1004.正作用；反作用5.質(zhì)量流量；溫度/壓力6.控制器；控制算法7.數(shù)字通信；數(shù)據(jù)存儲8.電磁波反射；高溫/高壓/腐蝕性9.越強(qiáng)；越強(qiáng)10.信號；保護(hù)三、判斷題1.×2.√3.√4.×5.√6.√7.√8.×9.×10.×四、簡答題1.主要區(qū)別：①測溫原理不同（熱電阻基于電阻隨溫度變化，熱電偶基于熱電效應(yīng)）；②輸出信號不同（熱電阻輸出電阻信號，熱電偶輸出電勢信號）；③測溫范圍不同（熱電阻適用于中低溫，熱電偶適用于中高溫）；④需要補(bǔ)償方式不同（熱電阻需恒流源供電，熱電偶需冷端補(bǔ)償）；⑤結(jié)構(gòu)不同（熱電阻無參比端，熱電偶需兩種不同材料組成閉合回路）。2.氣開式：無信號壓力時(shí)閥門關(guān)閉，有信號壓力時(shí)閥門開啟；氣關(guān)式：無信號壓力時(shí)閥門開啟，有信號壓力時(shí)關(guān)閉。選擇依據(jù)：故障狀態(tài)（斷氣、斷電）下，閥門應(yīng)處于使工藝系統(tǒng)安全的位置。例如，加熱爐燃料氣調(diào)節(jié)閥應(yīng)選氣開式（斷氣時(shí)關(guān)閉，避免燃料泄漏引發(fā)爆炸）；冷卻介質(zhì)調(diào)節(jié)閥應(yīng)選氣關(guān)式（斷氣時(shí)全開，防止設(shè)備超溫）。3.工作原理：基于法拉第電磁感應(yīng)定律，導(dǎo)電液體切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電勢，電勢大小與流速成正比。注意事項(xiàng)：①被測介質(zhì)需導(dǎo)電（電導(dǎo)率＞5μS/cm）；②傳感器必須滿管安裝，避免氣泡影響；③管道需良好接地，消除雜散電流干擾；④避免強(qiáng)磁場環(huán)境，遠(yuǎn)離電機(jī)、變壓器等設(shè)備。4.控制站：核心功能是實(shí)時(shí)采集現(xiàn)場信號（如溫度、壓力），執(zhí)行控制算法（如PID），輸出控制指令到執(zhí)行器（如調(diào)節(jié)閥），是系統(tǒng)的“控制核心”。操作站：提供人機(jī)交互界面，用于監(jiān)控工藝參數(shù)（如顯示實(shí)時(shí)曲線、報(bào)警信息）、設(shè)置控制參數(shù)（如修改PID參數(shù)）、存儲歷史數(shù)據(jù)，是系統(tǒng)的“操作與監(jiān)控中心”。5.可能原因：①熱電偶或熱電阻接線松動，導(dǎo)致信號接觸不良；②溫度變送器故障（如元件老化、電路干擾），輸出信號波動；③PID控制器參數(shù)設(shè)置不當(dāng)（如比例度過小、積分時(shí)間過短），導(dǎo)致控制震蕩；④調(diào)節(jié)閥卡滯或密封不嚴(yán)，動作不平穩(wěn)；⑤工藝介質(zhì)流量/成分波動，導(dǎo)致溫度擾動；⑥信號電纜屏蔽層損壞，引入外部電磁干擾；⑦儀表接地不良，信號基準(zhǔn)不穩(wěn)。五、綜合分析題1.故障分析與排查步驟：（1）可能原因：①熱電偶故障（如斷路、短路），導(dǎo)致溫度顯示值虛高；②溫度變送器故障（信號放大電路異常），輸出錯(cuò)誤的高信號；③PID控制器參數(shù)設(shè)置錯(cuò)誤（如正/反作用設(shè)置反），導(dǎo)致調(diào)節(jié)閥誤動作；④調(diào)節(jié)閥膜頭漏氣或閥桿卡滯，實(shí)際開度與信號不符（顯示關(guān)小但實(shí)際未關(guān)）；⑤工藝系統(tǒng)異常（如反應(yīng)釜內(nèi)物料反應(yīng)劇烈，放熱超過冷卻能力）。（2）排查步驟：①檢查熱電偶接線端子，用萬用表測量熱電勢是否正常（80℃時(shí)K型熱電偶約3.266mV）；②斷開溫度變送器輸入，測量其輸出是否穩(wěn)定（正常應(yīng)為4-20mA對應(yīng)0-100℃）；③手動控制調(diào)節(jié)閥，觀察溫度是否隨開度變化（若手動關(guān)小后溫度下降，說明控制器參數(shù)錯(cuò)誤）；④檢查調(diào)節(jié)閥膜頭壓力（氣開式應(yīng)隨信號增大壓力升高），確認(rèn)閥桿動作是否靈活；⑤聯(lián)系工藝人員確認(rèn)物料配比、進(jìn)料量是否異常。2.儀表選擇與依據(jù)：（1）選擇電磁流量計(jì)。（2）依據(jù)：①濃硫酸電導(dǎo)率＞100μS/cm，滿足電磁流量計(jì)對介質(zhì)導(dǎo)電性的要求（＞5μS/cm）；②電磁流量計(jì)無活動部件，耐腐蝕性強(qiáng)（可選用聚四氟乙烯襯里+哈氏合金電極），適合測量濃硫酸；③測量精度高（±0.5%~±1%），量程比寬（10:1~20:1），適用于工業(yè)管道連續(xù)測量；④渦輪流量計(jì)需介質(zhì)清潔無雜質(zhì)（濃硫酸可能含顆粒），轉(zhuǎn)子流量計(jì)為玻璃管不耐壓（