2025年化工自動(dòng)化控制儀表模擬考試題及答案一、單項(xiàng)選擇題（共20題，每題2分，共40分）1.基于壓阻效應(yīng)的傳感器常用于測量以下哪種參數(shù)？A.溫度B.壓力C.流量D.物位答案：B2.某控制儀表的精度等級為1.0級，量程為0-100kPa，則其最大絕對誤差為？A.±0.5kPaB.±1.0kPaC.±1.5kPaD.±2.0kPa答案：B（100kPa×1.0%=±1.0kPa）3.化工現(xiàn)場使用的兩線制變送器，其信號傳輸通常采用？A.0-5V直流電壓B.4-20mA直流電流C.1-5V直流電壓D.0-10mA直流電流答案：B4.氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥的執(zhí)行機(jī)構(gòu)中，正作用方式是指？A.信號壓力增大時(shí)，推桿向下移動(dòng)B.信號壓力增大時(shí)，推桿向上移動(dòng)C.信號壓力減小時(shí)，推桿向下移動(dòng)D.信號壓力減小時(shí)，推桿向上移動(dòng)答案：A5.DCS系統(tǒng)中，負(fù)責(zé)將現(xiàn)場信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號的模塊是？A.電源模塊B.通信模塊C.I/O模塊D.控制模塊答案：C6.防爆儀表的標(biāo)志“ExdIIBT4”中，“T4”表示？A.防爆類型為隔爆型B.適用氣體組別為IIBC.最高表面溫度不超過135℃D.防護(hù)等級為IP65答案：C（T4對應(yīng)最高表面溫度≤135℃）7.在PID控制中，積分作用的主要目的是？A.提高系統(tǒng)響應(yīng)速度B.消除穩(wěn)態(tài)誤差C.抑制超調(diào)D.增強(qiáng)抗干擾能力答案：B8.電磁流量計(jì)的測量原理基于？A.伯努利方程B.法拉第電磁感應(yīng)定律C.熱傳導(dǎo)原理D.科里奧利力效應(yīng)答案：B9.鉑電阻（Pt100）在0℃時(shí)的電阻值為100Ω，100℃時(shí)約為138.5Ω，其溫度系數(shù)約為？A.0.385Ω/℃B.0.00385Ω/℃C.3.85Ω/℃D.0.0385Ω/℃答案：A（(138.5-100)/100=0.385Ω/℃）10.信號隔離器的主要作用是？A.放大信號幅值B.消除不同回路間的共模干擾C.延長信號傳輸距離D.轉(zhuǎn)換信號類型（如電流轉(zhuǎn)電壓）答案：B11.超聲波物位計(jì)測量液體時(shí)，若介質(zhì)表面有大量泡沫，可能導(dǎo)致？A.測量值偏高B.測量值偏低C.信號無輸出D.測量值波動(dòng)劇烈答案：D（泡沫會散射超聲波，導(dǎo)致回波不穩(wěn)定）12.熱電阻測溫時(shí)，采用三線制接法的主要目的是？A.提高測量精度，減小導(dǎo)線電阻影響B(tài).簡化接線方式C.實(shí)現(xiàn)溫度補(bǔ)償D.增加信號傳輸距離答案：A13.電動(dòng)執(zhí)行器的伺服放大器故障時(shí)，最可能出現(xiàn)的現(xiàn)象是？A.執(zhí)行器無法動(dòng)作，反饋信號與給定信號一致B.執(zhí)行器頻繁振蕩，反饋信號波動(dòng)大C.執(zhí)行器全開或全關(guān)，無法調(diào)節(jié)D.執(zhí)行器動(dòng)作緩慢，滯后嚴(yán)重答案：C（伺服放大器故障會導(dǎo)致驅(qū)動(dòng)信號異常，執(zhí)行器無法接收調(diào)節(jié)指令）14.某控制系統(tǒng)的過渡過程曲線顯示超調(diào)量過大，應(yīng)優(yōu)先調(diào)整PID參數(shù)中的？A.比例度（P）B.積分時(shí)間（Ti）C.微分時(shí)間（Td）D.采樣周期（Ts）答案：A（增大比例度可減小超調(diào)）15.渦街流量計(jì)的輸出頻率與以下哪個(gè)參數(shù)成正比？A.流體密度B.流體流速C.流體壓力D.流體溫度答案：B16.熱電偶測溫時(shí)，若補(bǔ)償導(dǎo)線極性接反，會導(dǎo)致？A.測量值偏高B.測量值偏低C.測量值無變化D.儀表顯示負(fù)值答案：B（補(bǔ)償導(dǎo)線極性錯(cuò)誤會抵消部分熱電勢，導(dǎo)致顯示溫度低于實(shí)際值）17.智能閥門定位器與傳統(tǒng)機(jī)械定位器相比，最大的優(yōu)勢是？A.結(jié)構(gòu)簡單，維護(hù)方便B.可實(shí)現(xiàn)雙向通信與自診斷C.輸出力大，響應(yīng)速度快D.抗振動(dòng)性能強(qiáng)答案：B（支持HART、Profibus等協(xié)議，可讀取閥門狀態(tài)）18.化工反應(yīng)釜的溫度控制中，若被控對象滯后大、慣性大，應(yīng)選擇哪種控制規(guī)律？A.P控制B.PI控制C.PD控制D.PID控制答案：D（PID可同時(shí)處理滯后、慣性及穩(wěn)態(tài)誤差）19.儀表接地系統(tǒng)中，保護(hù)接地的作用是？A.防止電磁干擾B.保證信號參考點(diǎn)一致C.避免設(shè)備外殼帶電引發(fā)觸電D.提高測量精度答案：C20.某壓力變送器量程為0-1.6MPa，現(xiàn)需測量0-1.0MPa的壓力，正確的調(diào)整方式是？A.增大零點(diǎn)遷移量（正遷移）B.減小零點(diǎn)遷移量（負(fù)遷移）C.調(diào)整量程上限為1.0MPa，零點(diǎn)不變D.同時(shí)調(diào)整零點(diǎn)和量程上限答案：C（量程調(diào)整需重新設(shè)定上限值，零點(diǎn)保持0MPa）二、判斷題（共10題，每題1分，共10分）1.熱電阻的測量精度通常高于熱電偶，適用于中低溫測量。（√）2.氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥的氣開式是指信號壓力增大時(shí)閥門關(guān)閉。（×，氣開式信號增大閥門打開）3.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。（√）4.電磁流量計(jì)可以測量氣體流量。（×，只能測導(dǎo)電液體）5.積分時(shí)間Ti越小，積分作用越強(qiáng)，越容易消除余差。（√）6.超聲波液位計(jì)不能用于真空環(huán)境測量。（√，真空無介質(zhì)傳播聲波）7.儀表的防護(hù)等級IP65中，“6”表示防塵等級為完全防止外物侵入。（√）8.差壓式流量計(jì)的測量精度與流體的密度、粘度等參數(shù)無關(guān)。（×，受流體特性影響）9.智能儀表的通信協(xié)議HART是一種數(shù)字與模擬混合協(xié)議。（√）10.調(diào)節(jié)閥的流量特性選擇主要依據(jù)被控對象的特性。（√）三、簡答題（共5題，每題6分，共30分）1.簡述智能變送器與傳統(tǒng)模擬變送器的主要區(qū)別。答案：①信號傳輸：智能變送器采用數(shù)字信號（如HART、Profibus），傳統(tǒng)為4-20mA模擬信號；②功能：智能變送器具備自診斷、遠(yuǎn)程校準(zhǔn)、多參數(shù)測量（如壓力+溫度）功能，傳統(tǒng)僅輸出單一參數(shù)；③精度：智能變送器通過數(shù)字補(bǔ)償提高精度，受環(huán)境干擾??；④配置：智能變送器可通過手操器或上位機(jī)遠(yuǎn)程配置參數(shù)，傳統(tǒng)需現(xiàn)場調(diào)整電位器。2.分析差壓式流量計(jì)測量誤差的主要來源。答案：①安裝誤差：節(jié)流裝置與管道不同心、前后直管段不足導(dǎo)致流速分布畸變；②流體特性變化：實(shí)際流體密度、粘度與設(shè)計(jì)值偏差（如溫度壓力波動(dòng)）；③差壓信號處理：導(dǎo)壓管堵塞、積液或正負(fù)壓側(cè)信號丟失；④二次儀表誤差：差壓變送器零點(diǎn)漂移、量程設(shè)置錯(cuò)誤；⑤雷諾數(shù)影響：當(dāng)流體雷諾數(shù)低于臨界值時(shí)，流量系數(shù)不再恒定。3.說明熱電偶測溫時(shí)為何需要溫度補(bǔ)償，常用補(bǔ)償方法有哪些？答案：熱電偶的熱電勢與兩端溫度差相關(guān)，而儀表顯示需參考冷端（通常為室溫）為0℃。若冷端溫度不為0℃，會導(dǎo)致測量誤差，因此需補(bǔ)償。常用方法：①冷端恒溫法（置于恒溫箱）；②補(bǔ)償導(dǎo)線法（用與熱電偶熱電特性相近的導(dǎo)線延長，將冷端移至溫度穩(wěn)定處）；③電橋補(bǔ)償法（利用不平衡電橋產(chǎn)生電壓抵消冷端溫度變化的影響）；④軟件補(bǔ)償法（通過儀表內(nèi)置溫度傳感器測量冷端溫度，計(jì)算修正值）。4.氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥的氣開、氣關(guān)方式如何選擇？需考慮哪些安全原則？答案：選擇依據(jù)：當(dāng)控制系統(tǒng)故障（如信號中斷、氣源故障）時(shí)，調(diào)節(jié)閥應(yīng)處于使生產(chǎn)過程安全的位置。安全原則：①工藝介質(zhì)性質(zhì)：若介質(zhì)為易燃、易爆或有毒，故障時(shí)應(yīng)關(guān)閉閥門（氣關(guān)式）防止泄漏；若介質(zhì)為易結(jié)晶、易堵塞，故障時(shí)應(yīng)打開閥門（氣開式）防止管道堵塞；②設(shè)備安全：反應(yīng)釜加熱時(shí)，故障時(shí)應(yīng)關(guān)閉蒸汽閥（氣關(guān)式）避免超溫；冷卻時(shí)應(yīng)打開冷卻水閥（氣開式）避免超溫；③環(huán)境保護(hù)：故障時(shí)優(yōu)先選擇減少污染物排放的位置（如關(guān)閉排放閥）。5.簡述DCS系統(tǒng)的組成及各部分功能。答案：DCS（分布式控制系統(tǒng)）由四部分組成：①現(xiàn)場控制站：負(fù)責(zé)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；②操作站：提供人機(jī)界面（HMI），顯示工藝參數(shù)、報(bào)警信息，允許操作員手動(dòng)干預(yù)；③工程師站：用于系統(tǒng)組態(tài)（如控制邏輯編程、I/O點(diǎn)配置）、參數(shù)下載及維護(hù)；④通信網(wǎng)絡(luò)：連接各站，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳輸（常用冗余工業(yè)以太網(wǎng)，如Profinet）。四、綜合題（共2題，每題10分，共20分）1.某化工廠反應(yīng)釜溫度控制系統(tǒng)出現(xiàn)以下故障現(xiàn)象：操作站顯示溫度值遠(yuǎn)低于實(shí)際值，且調(diào)節(jié)閥門（氣開式）全開，但溫度無上升趨勢。試分析可能的故障原因及排查步驟。答案：可能原因：①溫度檢測元件故障：熱電阻斷路（顯示負(fù)值或極低）、熱電偶極性接反（顯示偏低）、補(bǔ)償導(dǎo)線短路（熱電勢減?。?；②信號傳輸故障：溫度變送器電源故障（無輸出）、信號電纜接地（干擾導(dǎo)致信號衰減）；③調(diào)節(jié)閥故障：閥門卡澀（雖全開但實(shí)際未動(dòng)作）、閥芯脫落（介質(zhì)未流通）；④控制邏輯錯(cuò)誤：DCS組態(tài)中溫度信號量程設(shè)置錯(cuò)誤（如將0-300℃設(shè)為0-100℃，顯示值被壓縮）。排查步驟：①現(xiàn)場測量溫度檢測元件的輸出（如用萬用表測熱電阻阻值、熱電偶毫伏值），確認(rèn)是否與實(shí)際溫度匹配；②檢查溫度變送器輸出電流（正常應(yīng)為4-20mA），若低于4mA可能電源或變送器故障；③檢查調(diào)節(jié)閥實(shí)際開度（手動(dòng)扳動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)，觀察閥位反饋），確認(rèn)是否與操作站顯示一致；④查看DCS歷史數(shù)據(jù)，確認(rèn)故障是否突然發(fā)生（判斷為硬件問題）或逐漸變化（可能為元件老化）；⑤驗(yàn)證控制邏輯組態(tài)，核對溫度信號的量程、單位設(shè)置是否正確。2.設(shè)計(jì)一個(gè)化工精餾塔塔頂壓力控制系統(tǒng)，要求：①選擇合適的壓力檢測儀表；②確定控制儀表類型（氣動(dòng)/電動(dòng)）；③說明調(diào)節(jié)閥氣開/氣關(guān)方式選擇；④簡述PID參數(shù)的調(diào)整原則。答案：①壓力檢測儀表：精餾塔塔頂壓力通常為0.1-1.0MPa（表壓），選擇智能壓力變送器（如羅斯蒙特3051），精度0.075級，支持HART通信，可同時(shí)測量壓力和溫度（用于密度補(bǔ)償）；②控制儀表類型：選擇電動(dòng)DCS系統(tǒng)（如霍尼韋爾PKS），支持PID算法，響應(yīng)速度快（≤500ms），便于與其他系統(tǒng)（如SIS）集成；③調(diào)節(jié)閥氣開/氣關(guān)方式：精餾塔需維持塔頂壓力穩(wěn)定，若儀表風(fēng)中斷（故障狀態(tài)），應(yīng)避免壓力過高引發(fā)安全事故。塔頂壓力過高時(shí)需通過放空閥泄壓，因此放空閥應(yīng)選擇氣開式（故障時(shí)關(guān)閉，防止介質(zhì)泄漏）；若采用回流閥調(diào)節(jié)壓力，回流閥應(yīng)選擇氣關(guān)式（故障時(shí)全開，增加回流量降低壓力）