化工自動化控制儀表作業(yè)模擬考試題庫試卷及答案1.（單選）在DCS系統(tǒng)冗余I/O卡件切換測試中，工程師將主卡件輸出電流從12mA驟降至0mA，備用卡件應(yīng)在多少毫秒內(nèi)完成無擾切換，且輸出波動不超過±0.1mA？A.20ms?B.50ms?C.100ms?D.200ms答案：B?解析：依據(jù)HG/T20507-2014《分散型控制系統(tǒng)工程設(shè)計規(guī)范》第5.3.2條，冗余I/O切換時間≤50ms，且輸出波動≤0.1mA視為無擾。2.（單選）某差壓變送器量程0～40kPa，對應(yīng)輸出4～20mA，當現(xiàn)場實際差壓為10kPa時，回路電流應(yīng)為A.6mA?B.8mA?C.10mA?D.12mA答案：B?解析：線性換算公式I=4+(20-4)×(10-0)/(40-0)=8mA。3.（單選）在SIL2級回路中，電磁閥的PFDavg（平均要求時失效概率）必須滿足A.≥10?2?B.10?2～10?3?C.10?3～10???D.≤10??答案：C?解析：IEC61511-1表3規(guī)定SIL2對應(yīng)PFDavg為10?3～10??。4.（單選）采用HART協(xié)議的多變量變送器，其數(shù)字信號疊加在4～20mA上的頻率為A.0.5kHz?B.1.2kHz?C.2.2kHz?D.4.8kHz答案：C?解析：HART采用頻移鍵控，1200Hz代表“1”，2200Hz代表“0”，故載頻2.2kHz。5.（單選）某PID控制器輸出限幅設(shè)為-5%～105%，當積分飽和導(dǎo)致輸出達110%時，抗積分飽和功能應(yīng)將積分作用A.繼續(xù)正向積分?B.反向積分?C.暫停積分?D.清零積分答案：C?解析：抗積分飽和（Anti-windup）策略為“clamp”，輸出超限即暫停積分。6.（單選）在FoundationFieldbusH1網(wǎng)段中，終端器阻值標準為A.50Ω?B.75Ω?C.100Ω?D.120Ω答案：C?解析：FF-830規(guī)范要求每段兩端各一只100Ω終端器。7.（單選）某渦輪流量計系數(shù)K=1.25×10?脈沖/m3，若每秒測得脈沖頻率f=500Hz，則體積流量為A.0.02m3/h?B.1.2m3/h?C.2.0m3/h?D.144m3/h答案：D?解析：Q=f/K×3600=500/(1.25×10?)×3600=144m3/h。8.（單選）當PLC模擬量輸入模塊采用Σ-Δ型ADC時，其分辨率主要受A.積分時間?B.采樣保持電路?C.基準電壓溫漂?D.時鐘抖動答案：A?解析：Σ-Δ通過過采樣與積分噪聲整形提高有效位數(shù)，積分時間越長分辨率越高。9.（單選）某反應(yīng)器溫度采用分程控制，冷水閥A工作段4～12mA，蒸汽閥B工作段12～20mA，當控制器輸出16mA時A.A閥全開B閥全關(guān)?B.A閥全關(guān)B閥全開?C.A閥50%B閥50%?D.A閥全關(guān)B閥50%答案：D?解析：16mA位于B閥段，A閥已關(guān)閉；B閥(16-12)/(20-12)=50%。10.（單選）關(guān)于NAMURNE43標準，當變送器檢測到超量程上限故障時，輸出電流應(yīng)跳至A.≤3.6mA?B.≥21mA?C.3.8～20.5mA?D.3.6～21mA答案：B?解析：NE43規(guī)定故障高報警≥21mA，故障低≤3.6mA。11.（單選）在OPCUA通信中，若變量節(jié)點BrowseName為“Temperature”，其DataType應(yīng)映射為A.Int16?B.Float?C.Double?D.Variant答案：B?解析：溫度工程值通常采用IEEE754Float，節(jié)省帶寬且精度足夠。12.（單選）某罐區(qū)雷達液位計采用FMCW技術(shù)，發(fā)射頻率掃描帶寬B=2GHz，則理論距離分辨率為A.7.5cm?B.15cm?C.30cm?D.60cm答案：A?解析：ΔR=c/(2B)=3×10?/(2×2×10?)=0.075m=7.5cm。13.（單選）在IECEx認證中，ExdIICT6防爆標志表示設(shè)備可承受的最大表面溫度A.85℃?B.100℃?C.135℃?D.160℃答案：A?解析：T6等級對應(yīng)最高表面溫度≤85℃。14.（單選）若一壓力開關(guān)回差設(shè)定為2%，設(shè)定點1.0MPa，則動作值與復(fù)位值之差為A.0.02MPa?B.0.05MPa?C.0.1MPa?D.0.2MPa答案：A?解析：回差=量程×2%，假設(shè)量程0～1MPa，則差值0.02MPa。15.（單選）在ISA100.11a無線網(wǎng)格網(wǎng)絡(luò)中，若路由級數(shù)>6跳，則最可能導(dǎo)致A.電池壽命縮短?B.數(shù)據(jù)包丟失率上升?C.時隙沖突?D.頻段漂移答案：B?解析：跳數(shù)過多造成端到端重傳概率指數(shù)上升，丟包率>1%即超標。16.（單選）某ESD系統(tǒng)采用2oo3架構(gòu)，單通道PFD=1×10?3，PFH=1×10??/h，則整個系統(tǒng)的PFDavg約為A.1×10???B.3×10???C.1×10???D.3×10??答案：C?解析：2oo3PFD≈(PFD)3+3×(PFD)2×(1-PFD)≈1×10??。17.（單選）當使用熱電阻三線制測溫時，若A、B線各長10m，C線斷線，則DCS顯示溫度將A.偏低?B.偏高?C.不變?D.跳變隨機答案：B?解析：C線斷線后，模塊僅測得A、B兩線電阻，視為傳感器電阻增大，溫度偏高。18.（單選）某變頻泵通過4～20mA控制，最低工作頻率15Hz對應(yīng)8mA，若DCS輸出6mA，則泵A.以15Hz運行?B.停止?C.以10Hz運行?D.隨機頻率答案：B?解析：變頻器設(shè)置“最小頻率以下停機”，6mA<8mA觸發(fā)休眠。19.（單選）在ModbusRTU幀中，若地址碼為0x01，功能碼0x03，起始地址0x006B，寄存器數(shù)量0x0002，則CRC校驗低字節(jié)為A.0x75?B.0x84?C.0x35?D.0x17答案：C?解析：按CRC-16/MODBUS計算，CRCLow=0x35。20.（單選）某臺質(zhì)量流量計采用科氏力原理，當介質(zhì)密度從800kg/m3升至1200kg/m3，且流量保持不變，則相位差A(yù).增大?B.減小?C.不變?D.先增后減答案：C?解析：科氏力僅與質(zhì)量流量成正比，與密度無關(guān)，相位差不變。21.（多選）下列哪些措施可有效抑制電磁流量計因漿液噪聲產(chǎn)生的波動A.提高勵磁頻率?B.采用雙頻勵磁?C.增大阻尼時間?D.降低電導(dǎo)率下限答案：A、B、C?解析：雙頻勵磁兼顧零點穩(wěn)定與高速響應(yīng)；提高頻率可降低1/f噪聲；阻尼可平滑輸出。22.（多選）關(guān)于閥門定位器的正反作用，下列說法正確的是A.正作用：輸入增大→輸出壓力增大?B.反作用：輸入增大→輸出壓力減小C.正反作用可現(xiàn)場切換?D.正反作用與執(zhí)行機構(gòu)正反裝無關(guān)答案：A、B、C?解析：定位器作用方向與執(zhí)行機構(gòu)安裝共同決定閥芯運動方向。23.（多選）在SAMA圖中，下列圖例代表功能A.正方形內(nèi)寫∫→積分?B.圓圈內(nèi)寫K→比例?C.菱形寫f(x)→函數(shù)?D.三角寫Δ→微分答案：A、B、C?解析：微分符號為“D”或“s”而非Δ。24.（多選）下列屬于時間冗余容錯技術(shù)的是A.指令重試?B.watchdog定時器?C.任務(wù)回卷?D.雙機熱備答案：A、B、C?解析：雙機熱備屬硬件冗余，非時間冗余。25.（多選）關(guān)于本安回路電纜，下列參數(shù)必須滿足A.L?/R?≤25μH/Ω?B.C?≤60nF?C.電纜長度≤5km?D.屏蔽層單端接地答案：A、B?解析：GB3836.19規(guī)定電纜分布參數(shù)需滿足L?/R?與C?限值，長度與接地方式視系統(tǒng)而定。26.（多選）下列哪些情況會導(dǎo)致超聲波液位計出現(xiàn)“跳零”A.蒸汽冷凝在換能器表面?B.液面劇烈波動?C.罐底有錐形反射板?D.溫度補償失效答案：A、B、D?解析：錐形反射板可提高回波強度，不會跳零。27.（多選）在APC先進控制中，屬于“軟儀表”技術(shù)的是A.基于RTO的在線優(yōu)化?B.基于PLS的推斷控制?C.基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的組分估計?D.基于卡爾曼濾波的狀態(tài)估計答案：B、C、D?解析：RTO為優(yōu)化層，非軟儀表。28.（多選）關(guān)于ProfibusPA，下列敘述正確的是A.采用IEC61158-2物理層?B.總線供電?C.傳輸速率31.25kbps?D.段耦合器實現(xiàn)PA與DP電氣隔離答案：A、B、C、D?解析：PA專為過程優(yōu)化，四選項均正確。29.（多選）下列屬于DCS系統(tǒng)“三站一線”的是A.工程師站?B.操作員站?C.現(xiàn)場控制站?D.系統(tǒng)服務(wù)器答案：A、B、C?解析：“一線”指冗余網(wǎng)絡(luò)，服務(wù)器屬可選節(jié)點。30.（多選）在ISO26262中，與過程工業(yè)功能安全對應(yīng)的概念包括A.ASIL?B.SIL?C.PL?D.AGIL答案：B、C?解析：ASIL用于汽車，AGIL為敏捷開發(fā)。31.（判斷）在串級控制中，副回路應(yīng)包含主要擾動，才能發(fā)揮提前克服擾動的優(yōu)勢。答案：正確?解析：副回路快速抑制擾動，減少其對主參數(shù)影響。32.（判斷）對于氣體流量，溫度升高、壓力降低時，若采用差壓流量計，則體積流量指示值將偏高。答案：錯誤?解析：由理想氣體方程，ρ減小，相同ΔP下實際流量已降低，但變送器仍按原密度計算，顯示值偏高。33.（判斷）在防爆區(qū)域，本安型儀表的電纜可與增安型儀表共用一根多芯電纜。答案：錯誤?解析：GB50257規(guī)定不同防爆型式需獨立布線，避免互擾。34.（判斷）當PLC程序掃描周期大于10ms時，必須采用硬件中斷方式捕捉<5ms的脈沖信號。答案：正確?解析：否則將出現(xiàn)漏采，需高速計數(shù)或中斷。35.（判斷）采用Smith預(yù)估補償?shù)拇鬁笙到y(tǒng)，對模型誤差敏感，當增益誤差>20%時，系統(tǒng)可能失穩(wěn)。答案：正確?解析：Smith預(yù)估依賴精確模型，增益失配降低穩(wěn)定裕度。36.（填空）某溫度變送器量程-50～150℃，采用16位ADC，則理論分辨率為________℃。答案：0.00305?解析：300℃/21?=300/65536≈0.00305℃。37.（填空）在IEC61508中，系統(tǒng)安全生命周期共劃分為________個階段。答案：16?解析：從概念到退役共16階段。38.（填空）若一電磁閥額定功率6W，本安回路Ui=28V，Ii=93mA，則最大允許負載電容Ci=________μF。答案：2.8?解析：由P=UI得允許電流214mA>93mA，查曲線Ci≈2.8μF。39.（填空）某PID控制器采用增量式算法，當Kp=2、Ki=0.5、Kd=1，采樣周期T=0.1s，則微分項系數(shù)Kd′=________。答案：10?解析：Kd′=Kd/T=1/0.1=10。40.（填空）在ProfibusDP報文中，若地址碼為0x7D，則該地址為________類地址。答案：擴展?解析：0x7D>0x7F為擴展地址，用于段地址。41.（簡答）說明為何在高壓差場合選用“多級降壓”閥芯，并給出至少兩條量化收益。答案：多級降壓通過串行節(jié)流將總壓差分段，每級壓差低于汽化壓力，避免空化；量化收益：①噪聲降低10～15dB(A)；②閥內(nèi)件壽命延長3～5倍；③允許壓差提高2倍，無需堆焊硬質(zhì)合金。42.（簡答）列舉三種從OPCClassic遷移到OPCUA的必要技術(shù)步驟。答案：①地址空間重新建模，采用UA節(jié)點集替代DA標簽；②安全策略升級，啟用X.509證書與256位加密；③數(shù)據(jù)類型映射，將VARIANT轉(zhuǎn)為UA內(nèi)置結(jié)構(gòu)，支持復(fù)雜數(shù)據(jù)如數(shù)組與結(jié)構(gòu)體。43.（簡答）解釋“雪崩”現(xiàn)象在DCS報警中的定義，并給出抑制策略。答案：雪崩指初始事件觸發(fā)連鎖報警，10s內(nèi)>10條/操作站，導(dǎo)致操作員認知過載；抑制策略：①報警屏蔽矩陣，關(guān)聯(lián)設(shè)備自動抑制次要報警；②基于狀態(tài)機的動態(tài)報警，依據(jù)工藝階段調(diào)整報警限；③優(yōu)先級顏色分級，僅顯示≥HIGH級別。44.（簡答）說明為何在低溫液化天然氣工況選擇“雙法蘭遠傳差壓”而非導(dǎo)壓管。答案：低溫-162℃下導(dǎo)壓管易冰堵，且伴熱失效后形成氣液分層，導(dǎo)致虛假差壓；雙法蘭充硅油隔膜，-200℃仍保持流動性，無冰堵風險，響應(yīng)時間<1s，維護周期由1月延長至1年。45.（簡答）闡述利用“小波變換”提取旋轉(zhuǎn)機械軸承故障特征的原理。答案：小波基函數(shù)與沖擊波形匹配，可分解高頻共振頻帶；對加速度信號進行db5小波5層分解，提取d1～d3系數(shù)，計算均方根值RMS?；當RMS?>基準3σ即判定早期剝落；實現(xiàn)故障預(yù)警提前2～4周。46.（計算）某精餾塔塔頂溫度控制采用熱旁路調(diào)節(jié)，已知：物料常數(shù)Kp=-0.8℃/%，滯后θ=45s，時間常數(shù)T=180s；要求衰減比n=4:1，按Z-N法計算PI參數(shù)。答案：Kcu=1/|Kp|=1.25%；Tu≈2θ=90s；PI：Kp=0.45Kcu=0.56%，Ti=0.83Tu=74.7s；故Kp=0.56%，Ti=75s（取整）。47.（計算）一臺渦街流量計口徑DN50，最大工況流量80m3/h，介質(zhì)密度ρ=960kg/m3，動力粘度ν=1cSt，求最小可測流量（雷諾數(shù)Re=5000為限）。答案：Re=4Q/(πDν)→Qmin=ReπDν/4=5000×3.1416×0.05×1×10??/4=0.196m3/h=196L/h。48.（計算）某儲罐采用氮封，罐容5000m3，呼吸閥設(shè)定+1.5kPa/-0.5kPa，日溫差20℃，按API2000計算熱呼吸量。答案：Vthermal=0.022×V×ΔT=0.022×5000×20=2200m3/d=91.7m3/h。49.（計算）若一安全柵參數(shù)Uo=28V，Io=93mA，Po=0.65W，驅(qū)動現(xiàn)場本安電磁閥Ui=24V，Ii=250mA，Pi=5W，判斷兼容性并給出結(jié)論。答案：Ui>Uo、Ii>Io、Pi>Po，三參數(shù)均滿足，兼容。50.（計算）某反應(yīng)釜攪拌功率采用扭矩法測量，扭矩T=200N·m，轉(zhuǎn)速N=120rpm，求軸功率。答案：P=2πNT/60=2×3.1416×120×200/60=2513W≈2.51kW。51.（綜合）某化工廠苯儲罐需設(shè)置SIS系統(tǒng)，執(zhí)行SIL2要求：已知：①儲罐進料閥為氣動球閥，故障關(guān)閉，單作用彈簧復(fù)位，排氣時間3s；②液位高高聯(lián)鎖值12m，正常液位10m，進料流量300m3/h，罐徑16m；③現(xiàn)有音叉開關(guān)2臺，SIL2認證，PFD=5×10?3；④需設(shè)計最終元件，請給出閥門部分SIL驗證步驟、計算PFDavg并判斷是否滿足SIL2。答案：步驟：①確定驗證周期Tproof=1年；②查閥門廠家數(shù)據(jù)：單座閥PFDvalve=2×10?3，電磁閥PFDsolenoid=3×10?3，配管堵塞PFDplug=1×10?3；③合計PFDFE=PFDvalve+PFDsolenoid+PFDplug=6×10?3；④傳感器層PFDsensor=5×10?3，邏輯單元PFDlogic=1×10?3；⑤系統(tǒng)PFDsys=PFDsensor+PFDlogic+PFDFE=1.2×10?2；⑥10?2>10?3，不滿足SIL2；⑦改進：采用1oo2閥冗余，PFDFE=(6×10?3)2=3.6×10??，系統(tǒng)PFDsys≈5×10?3+1×10?3+3.6×10??≈6×10?3，仍>10?3；⑧再提高：縮短Tproof=0.5年，PFD折半，最終PFDsys≈3×10?3，滿足SIL2。52.（綜合）某裝置反應(yīng)器溫度串級控制，主回路TIC-101控制反應(yīng)溫度，副回路FIC-102控制冷卻水流量，現(xiàn)場出現(xiàn)副回路測量值周期振蕩，振幅±8%，周期約30s，主回路溫度隨之緩慢波動±2℃，請給出故障診斷與處理流程。答案：流程：①判斷振蕩頻率，30s≈副回路時間常數(shù)，初步斷定為副環(huán)參數(shù)過激；②檢查FIC-102整定參數(shù)，發(fā)現(xiàn)Kp=8、Ti=2s，明顯過激；③按λ法重新整定，取λ=3×Tprocess=18s，得Kp=1.2、Ti=15s；④投入新參數(shù)，副環(huán)振蕩衰減至±1%；⑤觀察主環(huán)，溫度波動降至±0.3℃；⑥若仍波動，再檢查水閥定位器回差，實測1.6%，超標，更換定位器；⑦最終副環(huán)±0.5%、主環(huán)±0.2℃，系統(tǒng)穩(wěn)定。53.（綜合）某DCS升級項目需將舊PLC-5遷移至ControlLogix，要求I/O