2025年化工自動化控制儀表考試及化工自動化試題及答案一、單項選擇題（每題2分，共30題，合計60分）1.某溫度變送器量程為0~200℃，輸出信號4~20mA。當測量值為150℃時，理論輸出電流應為（）A.12mAB.16mAC.14mAD.18mA答案：B（計算：(150-0)/(200-0)×(20-4)+4=16mA）2.以下哪種儀表屬于接觸式溫度檢測儀表？（）A.紅外測溫儀B.熱電偶C.比色溫度計D.輻射溫度計答案：B（熱電偶通過直接接觸被測介質測溫，其余為非接觸式）3.化工生產(chǎn)中，用于測量腐蝕性液體流量的儀表優(yōu)先選用（）A.渦輪流量計B.電磁流量計C.轉子流量計D.差壓式流量計答案：B（電磁流量計無活動部件，內襯可耐腐蝕性介質）4.某壓力儀表的精度等級為1.0級，量程0~10MPa，其最大絕對誤差為（）A.±0.1MPaB.±0.01MPaC.±1MPaD.±0.05MPa答案：A（最大絕對誤差=量程×精度等級%=10×1.0%=±0.1MPa）5.DCS系統(tǒng)中，冗余設計主要用于提高（）A.數(shù)據(jù)存儲容量B.系統(tǒng)抗干擾能力C.系統(tǒng)可靠性D.人機交互效率答案：C（冗余設計通過備用模塊或通道確保故障時系統(tǒng)持續(xù)運行）6.調節(jié)閥的流量特性中，適用于負荷變化大、要求調節(jié)精度高的場合的是（）A.快開特性B.線性特性C.等百分比特性D.拋物線特性答案：C（等百分比特性在小開度時調節(jié)平緩，大開度時靈敏，適應負荷變化）7.以下哪種傳感器可用于檢測可燃氣體濃度？（）A.熱電阻B.催化燃燒式傳感器C.壓電式傳感器D.電容式物位計答案：B（催化燃燒式傳感器通過氣體燃燒放熱檢測濃度）8.化工自動化系統(tǒng)中，SIS的主要功能是（）A.優(yōu)化工藝參數(shù)B.實時數(shù)據(jù)采集C.緊急情況下觸發(fā)安全聯(lián)鎖D.實現(xiàn)遠程操作答案：C（SIS即安全儀表系統(tǒng)，用于事故預防和減緩）9.某儀表輸入信號為0~10V，輸出信號為4~20mA，其轉換系數(shù)為（）A.1.6mA/VB.2mA/VC.0.8mA/VD.1.2mA/V答案：A（(20-4)/(10-0)=1.6mA/V）10.以下不屬于現(xiàn)場總線技術的是（）A.HARTB.ModbusC.PROFIBUSD.4~20mA答案：D（4~20mA為模擬信號，非總線協(xié)議）11.熱電偶測溫時，補償導線的作用是（）A.提高測量精度B.延長熱電極長度C.補償環(huán)境溫度變化D.增強信號抗干擾能力答案：B（補償導線與熱電偶材料熱電特性一致，用于將冷端延伸至控制室）12.浮筒式液位計的測量原理基于（）A.阿基米德浮力原理B.壓力差C.電容變化D.超聲波反射答案：A（浮筒浸入液體的深度變化導致浮力變化，轉換為液位信號）13.以下哪種干擾屬于電磁感應干擾？（）A.動力線與信號線平行敷設B.接地不良引起的電位差C.雷電感應D.儀表內部元件噪聲答案：A（平行敷設時動力線磁場耦合至信號線）14.PLC的掃描周期主要包括（）A.輸入采樣、程序執(zhí)行、輸出刷新B.數(shù)據(jù)計算、邏輯判斷、結果輸出C.信號濾波、模數(shù)轉換、控制輸出D.人機交互、數(shù)據(jù)存儲、故障診斷答案：A（PLC工作流程的三個階段）15.某控制系統(tǒng)過渡過程出現(xiàn)等幅振蕩，可能的原因是（）A.比例度太小B.積分時間太長C.微分時間太短D.給定值波動答案：A（比例度太小會導致系統(tǒng)過度響應，引發(fā)振蕩）16.用于測量高粘度、易結晶液體的壓力，應選用（）A.普通壓力變送器B.法蘭式壓力變送器C.電容式壓力變送器D.擴散硅壓力變送器答案：B（法蘭式帶隔離膜片，避免介質堵塞取壓口）17.以下關于智能儀表的描述，錯誤的是（）A.支持自診斷功能B.只能輸出模擬信號C.可存儲歷史數(shù)據(jù)D.支持遠程配置參數(shù)答案：B（智能儀表通常支持數(shù)字通信（如HART）和模擬信號輸出）18.調節(jié)閥的氣開式結構是指（）A.無信號時閥全開B.有信號時閥關閉C.無信號時閥關閉D.信號增大時閥開度減小答案：C（氣開式：氣源故障時閥關閉，安全角度考慮）19.熱電阻測溫時，三線制接法的主要目的是（）A.提高測量速度B.減小導線電阻影響C.增強抗干擾能力D.簡化接線答案：B（三線制通過電橋平衡抵消導線電阻誤差）20.以下哪種控制規(guī)律適用于滯后大、慣性大的對象？（）A.P控制B.PI控制C.PD控制D.PID控制答案：D（PID結合比例、積分、微分，可克服滯后和慣性）21.某差壓式流量計的孔板裝反，會導致（）A.測量值偏大B.測量值偏小C.無輸出信號D.信號波動答案：B（孔板裝反時，前后差壓減小，流量顯示偏低）22.化工裝置中，用于測量蒸汽流量的儀表需配置（）A.溫度補償B.壓力補償C.溫壓雙補償D.不需要補償答案：C（蒸汽密度受溫度、壓力影響大，需雙補償）23.以下屬于執(zhí)行器的是（）A.壓力變送器B.溫度控制器C.氣動調節(jié)閥D.流量顯示儀答案：C（執(zhí)行器接收控制信號并改變工藝參數(shù)，調節(jié)閥為典型執(zhí)行器）24.儀表接地電阻一般要求小于（）A.1ΩB.4ΩC.10ΩD.20Ω答案：B（儀表系統(tǒng)接地電阻通常要求≤4Ω）25.以下哪種情況會導致熱電偶輸出信號異常？（）A.補償導線極性接反B.熱電阻接線松動C.變送器電源正常D.被測溫度穩(wěn)定答案：A（補償導線極性接反會導致測量值偏差大）26.DCS的I/O卡件中，AI表示（）A.模擬量輸入B.模擬量輸出C.開關量輸入D.開關量輸出答案：A（AI：AnalogInput，模擬量輸入）27.用于測量腐蝕性氣體壓力的儀表，其隔離液應選擇（）A.與被測氣體互溶的液體B.密度大于被測氣體的液體C.化學性質穩(wěn)定且不與介質反應的液體D.高揮發(fā)性液體答案：C（隔離液需耐腐蝕、不反應，確保密封和測量準確性）28.以下關于PID參數(shù)調整的描述，正確的是（）A.比例度越大，控制作用越強B.積分時間越長，消除余差越快C.微分時間越長，抑制超調能力越強D.微分作用適用于無滯后的對象答案：C（微分作用可預測偏差變化趨勢，抑制超調）29.某液位控制系統(tǒng)的給定值為50%，實際液位為45%，輸出信號增大，說明該系統(tǒng)為（）A.正作用B.反作用C.積分作用D.微分作用答案：B（測量值小于給定值時輸出增大，為反作用）30.以下哪種儀表不需要外部電源？（）A.熱電阻B.熱電偶C.壓力變送器D.電磁流量計答案：B（熱電偶基于塞貝克效應，自身產(chǎn)生熱電勢）二、判斷題（每題1分，共20題，合計20分）1.儀表的精度等級越高，測量誤差越小。（√）2.渦輪流量計適用于高粘度液體的測量。（×，適用于清潔低粘度液體）3.調節(jié)閥的泄漏量是指全關時的流量。（√）4.DCS系統(tǒng)的操作站故障會導致控制單元停止運行。（×，控制單元獨立運行）5.熱電阻的測量范圍一般高于熱電偶。（×，熱電偶可測更高溫度）6.電磁流量計可以測量氣體流量。（×，需導電液體）7.智能儀表支持在線校準。（√）8.積分控制可以消除余差，但會增加系統(tǒng)滯后。（√）9.壓力儀表的量程選擇應使正常測量值在量程的1/3~2/3范圍內。（√）10.信號電纜與動力電纜應平行敷設以減少干擾。（×，應分開或交叉敷設）11.浮球式液位計適用于界面測量。（√）12.調節(jié)閥的流通能力Cv值越大，流量調節(jié)范圍越小。（×，Cv越大，調節(jié)范圍越大）13.PLC的輸入模塊用于接收執(zhí)行器的信號。（×，接收傳感器信號）14.熱電偶冷端溫度補償?shù)哪康氖窍h(huán)境溫度變化的影響。（√）15.差壓式流量計的測量精度與介質密度無關。（×，密度影響差壓計算）16.防爆儀表的標志“ExdIIBT3”中，“d”表示增安型。（×，“d”為隔爆型）17.系統(tǒng)誤差可以通過多次測量取平均消除。（×，系統(tǒng)誤差需校準消除）18.氣動執(zhí)行器的氣源壓力一般為0.4~0.6MPa。（√）19.物位測量中，超聲波液位計受被測介質揮發(fā)性影響小。（√）20.數(shù)字式儀表的分辨率越高，測量精度一定越高。（×，分辨率是最小顯示單位，精度還與誤差有關）三、簡答題（每題5分，共6題，合計30分）1.簡述熱電偶測溫的基本原理及使用注意事項。答：原理：基于塞貝克效應，兩種不同材料的導體組成閉合回路，兩端溫度不同時產(chǎn)生熱電勢，熱電勢與溫度差成函數(shù)關系。注意事項：①正確選擇熱電偶分度號與測量范圍匹配；②補償導線需與熱電偶材料匹配且極性正確；③冷端溫度需補償（如恒溫法、電橋補償法）；④避免電磁干擾，信號電纜屏蔽接地；⑤定期校驗，防止熱電極老化。2.對比分析氣動調節(jié)閥與電動調節(jié)閥的優(yōu)缺點。答：氣動調節(jié)閥優(yōu)點：結構簡單、防爆性能好、可靠性高、輸出力大；缺點：需氣源系統(tǒng)、響應速度較慢、調節(jié)精度受氣源壓力影響。電動調節(jié)閥優(yōu)點：無需氣源、響應速度快、控制精度高、便于與DCS直接連接；缺點：防爆性能差（需特殊處理）、結構復雜、過載能力弱。3.說明PID控制中比例（P）、積分（I）、微分（D）作用的特點及適用場景。答：比例（P）：輸出與偏差成正比，作用及時但存在余差；適用于干擾小、滯后小的對象。積分（I）：輸出與偏差積分成正比，消除余差但增加滯后；適用于有余差的系統(tǒng)（如壓力、液位控制）。微分（D）：輸出與偏差變化率成正比，預測趨勢抑制超調；適用于滯后大、慣性大的對象（如溫度控制）。4.簡述電磁流量計的工作原理及安裝要求。答：原理：基于法拉第電磁感應定律，導電液體切割磁感線產(chǎn)生感應電動勢，電動勢與流速成正比。安裝要求：①傳感器前后直管段要求（前≥5D，后≥3D）；②管道需滿管，避免氣泡；③接地良好（傳感器、管道分別接地）；④避免強磁場干擾（遠離電機、變壓器）；⑤測量電極軸線應水平，防止顆粒沉積覆蓋電極。5.分析DCS系統(tǒng)與PLC系統(tǒng)的主要區(qū)別。答：①功能定位：DCS側重過程控制（連續(xù)控制），PLC側重邏輯控制（離散控制）；②冗余設計：DCS關鍵模塊（電源、控制器）通常冗余，PLC一般不冗余；③網(wǎng)絡結構：DCS采用專用高速網(wǎng)絡，PLC多為通用總線（如Modbus）；④人機界面：DCS操作站功能強（流程圖、趨勢圖），PLC需外接HMI；⑤擴展能力：DCS適合大規(guī)模系統(tǒng)（上千點），PLC適合中小規(guī)模（數(shù)百點）。6.列舉化工自動化儀表常見故障類型及排查方法。答：故障類型：①無輸出信號：檢查電源、接線、傳感器損壞；②輸出信號異常（偏大/偏?。盒ｒ瀮x表、檢查取壓/測溫點堵塞、補償導線錯誤；③信號波動大：檢查干擾（接地不良、電纜屏蔽損壞）、介質波動（如流量不穩(wěn)定）、儀表老化；④控制失效：檢查執(zhí)行器卡澀、控制器參數(shù)設置錯誤、聯(lián)鎖觸發(fā)。排查方法：①直觀法（觀察儀表顯示、接線）；②替換法（更換懷疑故障的模塊/儀表）；③信號測試法（用萬用表測量輸入/輸出信號）；④系統(tǒng)聯(lián)調法（檢查上下游設備配合）。四、綜合分析題（每題10分，共2題，合計20分）1.某化工廠反應釜溫度控制系統(tǒng)采用PID控制，近期出現(xiàn)溫度波動大、超調量顯著增加的現(xiàn)象。請分析可能原因并提出處理措施。答：可能原因：①PID參數(shù)設置不當（比例度太小、積分時間太短、微分時間不足）；②測溫元件故障（熱電偶老化、補償導線接觸不良，導致測量滯后或誤差大）；③執(zhí)行器問題（調節(jié)閥卡澀、定位器故障，動作不靈敏）；④干擾因素增強（加熱裝置電壓波動、冷卻介質流量不穩(wěn)定）；⑤系統(tǒng)滯后增大（反應釜內物料性質變化，如粘度增加導致熱傳遞變慢）。處理措施：①重新整定PID參數(shù)（增大比例度、延長積分時間、適當增加微分時間）；②校驗或更換熱電偶，檢查補償導線連接；③檢查調節(jié)閥，清理卡澀部位，校準定位器；④排查加熱/冷卻系統(tǒng)，穩(wěn)定干擾源；⑤分析物料性質變化，調整控制策略（如增加前饋控制）。2.某化工裝置需測量腐蝕性液體（密度1.2g/cm3，電導率50μS/cm）的流量，設計壓力1.6MPa，溫度80℃。請選擇合適的流量儀表并說明