化工儀表自動(dòng)化考試題庫(kù)及答案一、單項(xiàng)選擇題（每題1分，共30分）1.在差壓變送器測(cè)量液位時(shí)，若介質(zhì)密度增大而量程不變，則輸出電流將A.增大?B.減小?C.不變?D.先增大后減小答案：B解析：液位h=ΔP/(ρg)，ρ增大則同樣ΔP對(duì)應(yīng)的h減小，變送器按原量程線性輸出，故電流減小。2.某智能閥門定位器出現(xiàn)“NOZZLEBLOCK”報(bào)警，最優(yōu)先檢查A.反饋桿松動(dòng)?B.噴嘴擋板臟堵?C.電磁閥線圈?D.閥芯磨損答案：B解析：噴嘴擋板被粉塵或油污堵塞，導(dǎo)致背壓異常，定位器自檢即報(bào)NOZZLEBLOCK。3.在IEC61511生命周期中，SIL驗(yàn)證計(jì)算屬于A.階段1危險(xiǎn)與風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估?B.階段3安全要求規(guī)格書?C.階段4設(shè)計(jì)與工程?D.階段5安裝調(diào)試答案：C解析：SIL驗(yàn)證計(jì)算在設(shè)計(jì)與工程階段完成，用于確認(rèn)SIF回路硬件容錯(cuò)、PFH/PFD符合目標(biāo)。4.用HART275手操器讀取變送器信息時(shí)，若提示“DeviceBusy”，可采取A.增大回路電阻到1kΩ?B.串接0.1μF電容?C.等待10s重試?D.強(qiáng)制4mA輸出答案：C解析：DeviceBusy表示從機(jī)正在執(zhí)行長(zhǎng)命令，等待完成即可，強(qiáng)制輸出可能中斷通訊。5.對(duì)于熱電阻測(cè)溫，下列關(guān)于三線制的說(shuō)法正確的是A.可完全消除引線電阻?B.橋路供電必須交流?C.與兩線制相比精度提高?D.適用于鉑銠10-鉑答案：C解析：三線制通過(guò)橋路對(duì)稱抵消引線電阻，提高精度；不能完全消除，且熱電阻為直流激勵(lì)。6.某PLC模擬量模塊分辨率12bit，量程0~10V，其最小分辨電壓為A.0.83mV?B.1.22mV?C.2.44mV?D.4.88mV答案：C解析：10V/4095≈2.44mV。7.在DCS冗余I/O卡件中，熱備切換時(shí)間一般要求小于A.10ms?B.50ms?C.100ms?D.1s答案：B解析：過(guò)程控制要求無(wú)擾切換，通常<50ms，繼電器輸出可能放寬到100ms。8.關(guān)于電磁流量計(jì)，下列描述錯(cuò)誤的是A.可測(cè)非導(dǎo)電液體?B.不受流體密度影響?C.要求滿管?D.電極需定期清洗答案：A解析：電磁流量計(jì)基于法拉第定律，必須導(dǎo)電液體，非導(dǎo)電液體無(wú)法形成信號(hào)。9.某PID控制器采用微分先行結(jié)構(gòu)，其目的是A.抑制測(cè)量噪聲?B.加快積分飽和恢復(fù)?C.減小超調(diào)?D.提高靜態(tài)精度答案：A解析：微分作用只對(duì)測(cè)量值起作用，避免設(shè)定值階躍帶來(lái)的尖峰輸出，抑制噪聲。10.在SAMA圖中，功能塊“√”表示A.開方?B.比例?C.積分?D.微分答案：A解析：SAMA標(biāo)準(zhǔn)中“√”為開方運(yùn)算，用于差壓流量線性化。11.若一氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥的彈簧范圍20~100kPa，帶電氣閥門定位器，輸入信號(hào)12mA時(shí)閥桿位置約A.25%?B.37.5%?C.50%?D.62.5%答案：B解析：(12-4)/(20-4)=0.5，對(duì)應(yīng)氣壓范圍50%，即60kPa，對(duì)應(yīng)行程37.5%（線性區(qū)段）。12.關(guān)于ProfibusPA，下列說(shuō)法正確的是A.采用RS-485物理層?B.供電與通訊共用兩線?C.最大電流20mA?D.拓?fù)浔仨殲樾切痛鸢福築解析：PA基于IEC61158-2，兩線制供電+通訊，31.25kbit/s，可總線型。13.某反應(yīng)釜溫度采用分程控制，冷水閥0~50%，蒸汽閥50~100%，則分程點(diǎn)死區(qū)一般設(shè)置為A.0%?B.2%?C.5%?D.10%答案：B解析：2%死區(qū)避免兩閥同時(shí)動(dòng)作造成能量浪費(fèi)與振蕩。14.在ISA100.11a無(wú)線協(xié)議中，時(shí)隙長(zhǎng)度為A.5ms?B.10ms?C.20ms?D.50ms答案：B解析：ISA100時(shí)隙10ms，支持跳頻與TDMA。15.關(guān)于安全柵，下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是A.齊納柵需良好接地?B.隔離柵可浮地?C.齊納柵功耗低于隔離柵?D.隔離柵可轉(zhuǎn)換信號(hào)答案：C解析：齊納柵靠分流限能，需接地，功耗并不低；隔離柵通過(guò)變壓器隔離，功耗低且可信號(hào)轉(zhuǎn)換。16.某渦輪流量計(jì)系數(shù)K=1.5Hz/(m3/h)，瞬時(shí)頻率450Hz，則體積流量為A.300m3/h?B.450m3/h?C.675m3/h?D.900m3/h答案：A解析：Q=450/1.5=300m3/h。17.在DCS趨勢(shì)畫面中，若出現(xiàn)“???”，最可能原因是A.量程超限?B.通訊中斷?C.壞值屏蔽?D.單位錯(cuò)誤答案：C解析：DCS用“???”表示BADQUALITY，即壞值。18.關(guān)于氣動(dòng)功率放大器，其主要作用是A.提高線性度?B.提高輸出流量?C.提高精度?D.降低回差答案：B解析：放大器將小流量噴嘴背壓轉(zhuǎn)換為大流量輸出，驅(qū)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)。19.在IECEx國(guó)際認(rèn)證中，ExdIICT6表示A.隔爆型，最高表面溫度85℃?B.增安型，最高表面溫度85℃?C.隔爆型，最高表面溫度100℃?D.本安型，最高表面溫度85℃答案：A解析：T6對(duì)應(yīng)85℃，d為隔爆，IIC為最嚴(yán)氣體組。20.某電容式差壓變送器出現(xiàn)零漂，現(xiàn)場(chǎng)無(wú)壓力時(shí)輸出4.8mA，優(yōu)先A.調(diào)整零點(diǎn)?B.更換膜盒?C.檢查靜壓?D.做溫度補(bǔ)償答案：A解析：零漂先調(diào)零點(diǎn)，若無(wú)效再查靜壓或膜盒。21.在串級(jí)控制中，主回路輸出作為A.副回路設(shè)定?B.副回路測(cè)量?C.主回路擾動(dòng)?D.閥位信號(hào)答案：A解析：主回路輸出即副回路設(shè)定值，形成串級(jí)。22.關(guān)于超聲波液位計(jì)，下列說(shuō)法正確的是A.可測(cè)帶攪拌液面?B.不受溫度影響?C.需考慮蒸汽冷凝?D.探頭必須垂直答案：C解析：蒸汽冷凝改變聲速，需溫度補(bǔ)償；攪拌產(chǎn)生泡沫導(dǎo)致信號(hào)衰減。23.某PLC程序中，TON定時(shí)器預(yù)設(shè)值PT=50，時(shí)基100ms，則定時(shí)時(shí)間為A.5s?B.50s?C.0.5s?D.500ms答案：A解析：50×100ms=5s。24.在OPCUA通信中，若命名空間Index=2，節(jié)點(diǎn)ID為ns=2;s=Temperature，則s表示A.字符串標(biāo)識(shí)?B.數(shù)值標(biāo)識(shí)?C.GUID?D.不透明答案：A解析：s=string，i=numeric，g=GUID，b=opaque。25.關(guān)于閥門等百分比特性，下列說(shuō)法正確的是A.單位行程變化流量變化量相等?B.小開度時(shí)流量變化小?C.直線型閥芯?D.適用于負(fù)荷變化小系統(tǒng)答案：B解析：等百分比閥相對(duì)流量變化率相等，小開度增益小，調(diào)節(jié)平穩(wěn)。26.某pH電極斜率理論值為-59.16mV/pH，25℃實(shí)測(cè)-56mV/pH，則電極A.老化需更換?B.正?？捎?C.需重新標(biāo)定?D.溫度補(bǔ)償失效答案：B解析：>95%理論斜率即合格，-56/-59.16≈94.7%，可繼續(xù)使用。27.在FoundationFieldbusH1中，LAS的作用是A.鏈路調(diào)度?B.數(shù)據(jù)發(fā)布?C.報(bào)警管理?D.系統(tǒng)管理答案：A解析：LAS（LinkActiveScheduler）負(fù)責(zé)令牌調(diào)度與周期通信。28.關(guān)于安全PLC與普通PLC區(qū)別，下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是A.冗余CPU?B.診斷覆蓋率>99%?C.可熱插拔I/O?D.掃描周期固定答案：D解析：安全PLC掃描周期可動(dòng)態(tài)調(diào)整以滿足響應(yīng)時(shí)間，非固定。29.某雷達(dá)液位計(jì)采用FMCW技術(shù)，若掃頻帶寬1GHz，理論上距離分辨率為A.0.15m?B.0.3m?C.0.6m?D.1.2m答案：A解析：ΔR=c/(2B)=0.3/(2×1)=0.15m。30.在報(bào)警管理中，ISA-18.2建議報(bào)警率目標(biāo)為A.<1次/10min?B.<6次/h?C.<12次/h?D.<30次/h答案：B解析：最佳實(shí)踐<6次/h，避免“報(bào)警洪水”。二、判斷題（每題1分，共10分）31.在相同管徑下，渦街流量計(jì)可測(cè)最小流量低于電磁流量計(jì)。答案：錯(cuò)解析：渦街受雷諾數(shù)限制，低流速無(wú)旋渦，電磁可測(cè)0.3m/s以下。32.本安回路電纜分布電容越大，允許電纜長(zhǎng)度越長(zhǎng)。答案：錯(cuò)解析：分布電容儲(chǔ)存能量，越大越易超Co，需縮短電纜。33.在DCS冗余控制器切換瞬間，模擬量輸出模塊將保持最后值。答案：對(duì)解析：冗余切換采用無(wú)擾動(dòng)技術(shù)，AO保持輸出值。34.采用Smith預(yù)估補(bǔ)償可消除大滯后系統(tǒng)超調(diào)。答案：對(duì)解析：Smith預(yù)估器提前預(yù)測(cè)輸出，補(bǔ)償純滯后。35.對(duì)于氣體流量，溫度升高，差壓變送器輸出不變則體積流量實(shí)際增大。答案：對(duì)解析：根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程，溫度升高密度減小，同樣ΔP對(duì)應(yīng)質(zhì)量流量減小，若輸出不變則體積流量增大。36.OPCClassic基于COM/DCOM，可跨Linux平臺(tái)使用。答案：錯(cuò)解析：COM/DCOM為Windows專有，Linux需代理。37.在氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)中，增加彈簧剛度會(huì)提高閥座關(guān)閉力。答案：對(duì)解析：彈簧剛度大，同樣壓縮量產(chǎn)生更大推力，壓緊閥座。38.玻璃電極內(nèi)阻隨溫度升高而降低。答案：對(duì)解析：玻璃膜電導(dǎo)率隨溫度升高而增加，內(nèi)阻下降。39.安全柵的端電阻需計(jì)入回路負(fù)載計(jì)算。答案：對(duì)解析：端電阻影響回路電壓降，必須計(jì)算。40.在IEC61131-3標(biāo)準(zhǔn)中，ST語(yǔ)言不支持遞歸調(diào)用。答案：錯(cuò)解析：ST為高級(jí)語(yǔ)言，支持遞歸，但PLC資源有限需慎用。三、填空題（每空2分，共20分）41.某差壓流量計(jì)原設(shè)計(jì)密度ρ?=800kg/m3，實(shí)際ρ?=1000kg/m3，則流量修正系數(shù)為________。答案：√(ρ?/ρ?)=√0.8≈0.894解析：質(zhì)量流量與√ρ成反比。42.熱電阻Pt100在0℃時(shí)電阻為________Ω，溫度系數(shù)α=________/℃。答案：100；0.00385解析：IEC60751標(biāo)準(zhǔn)。43.若一調(diào)節(jié)閥流通能力Cv=50，介質(zhì)為水，ΔP=0.1MPa，則體積流量Q=________m3/h。答案：50×√0.1/0.001≈158解析：Q=Cv√(ΔP/G)，G=1。44.某PLC模擬量輸入濾波時(shí)間常數(shù)τ=0.5s，輸入階躍1V，經(jīng)2s后輸出值為________V。答案：1-e^(-2/0.5)=1-e??≈0.982V解析：一階慣性環(huán)節(jié)。45.在FoundationFieldbus中，宏周期指________。答案：一個(gè)循環(huán)調(diào)度周期內(nèi)完成所有發(fā)布/訂閱、調(diào)度與非調(diào)度通信的時(shí)間。46.安全完整性等級(jí)SIL3要求PFDavg范圍________。答案：10??~10?3解析：IEC61508定義。47.超聲波流量計(jì)采用Z法安裝時(shí)，聲道與管道軸線夾角一般為________°。答案：45解析：Z法折射角45°可獲最佳信噪比。48.某DCS趨勢(shì)保存周期1s，存儲(chǔ)精度32bit，連續(xù)記錄30天，則單點(diǎn)數(shù)據(jù)占用________MB。答案：30×24×3600×4≈10.37MB解析：32bit=4Byte。49.在閥門定位器自檢中，若PST（PartialStrokeTest）行程設(shè)置為30%，則測(cè)試范圍________。答案：0~30%解析：PST僅測(cè)試部分行程驗(yàn)證閥桿是否卡澀。50.本安回路參數(shù)匹配需滿足Uo≤________，Io≤________，Po≤________。答案：Ui；Ii；Pi解析：確保現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備能量額定大于電源輸出。四、簡(jiǎn)答題（每題8分，共40分）51.簡(jiǎn)述科里奧利質(zhì)量流量計(jì)零點(diǎn)漂移的主要原因及現(xiàn)場(chǎng)處理步驟。答案：原因：1.傳感器前后直管段不足，流體分布不對(duì)稱；2.溫度梯度導(dǎo)致測(cè)量管彈性模量變化；3.振動(dòng)干擾，如泵、管道應(yīng)力；4.測(cè)量管內(nèi)壁沉積或腐蝕，質(zhì)量分布改變；5.變送器電子元件老化。處理：a.確保前10D后5D直管段，加整流器；b.安裝溫度補(bǔ)償，避免陽(yáng)光直射；c.加柔性接頭隔離振動(dòng)，重新配管支撐；d.清洗測(cè)量管，酸洗鈍化；e.現(xiàn)場(chǎng)零點(diǎn)校準(zhǔn)：流體滿管靜止，關(guān)閉上下游閥，變送器進(jìn)入ZeroTrim，確認(rèn)密度讀數(shù)穩(wěn)定后執(zhí)行；f.若漂移仍>0.1%，返廠標(biāo)定或更換電子模塊。52.說(shuō)明DCS冗余I/O卡件“在線更換”關(guān)鍵技術(shù)措施。答案：1.硬件熱插拔：卡件導(dǎo)軌帶短路保護(hù)，插入時(shí)先接地后上電；2.無(wú)擾切換：備用卡實(shí)時(shí)同步輸出寄存器，切換時(shí)間<10ms；3.邏輯隔離：采用高阻隔離器，避免帶電拔插產(chǎn)生火花；4.軟件屏蔽：系統(tǒng)檢測(cè)到卡件拔出即置BADQUALITY，防止誤動(dòng)作；5.自動(dòng)配置：新卡插入后通過(guò)EEPROM讀取站號(hào)、通道參數(shù)，無(wú)需重啟；6.冗余校驗(yàn)：雙卡交叉比較，差異>0.1%報(bào)警并鎖定輸出；7.機(jī)械鍵控：不同卡件插槽防呆，防止誤插；8.防靜電手環(huán)：操作員需佩戴接地手環(huán)，避免ESD損壞。53.給出安全儀表功能SIF“壓力高聯(lián)鎖停泵”的SIL驗(yàn)算過(guò)程示例。答案：已知：目標(biāo)SIL2，PFDavg=10?3~10?2；壓力開關(guān)PFD=5×10?3，失效模式危險(xiǎn)未檢出60%；安全PLCPFD=2×10??，I/OPFD=3×10??；執(zhí)行元件接觸器PFD=1×10?3，閥PFD=5×10?3；檢驗(yàn)測(cè)試間隔TI=1年，β=10%共因。計(jì)算：PFDavg(total)=PFDsensor+PFDlogic+PFDfinal≈(5×10?3)+(2×10??+3×10??)+(1×10?3+5×10?3)=1.2×10?2；考慮共因：β×(PFDmax)=0.1×5×10?3=5×10??；修正后PFDavg=1.2×10?2+5×10??=1.25×10?2；結(jié)論：1.25×10?2<10?2上限，滿足SIL2邊緣，需縮短TI至6個(gè)月或改用雙傳感器1oo2投票，可將PFDavg降至5×10?3。54.解釋“4-20mA+HART”多點(diǎn)模式（Multi-drop）應(yīng)用限制及配置步驟。答案：限制：1.電流固定4mA，無(wú)法提供過(guò)程變量實(shí)時(shí)顯示；2.回路壓降總和<24V供電-儀表最低工作電壓，最多掛15臺(tái)；3.通訊速率1200bit/s，輪詢周期長(zhǎng)，不適用于快速控制；4.電纜電容<0.2μF，長(zhǎng)度<1km；5.不可帶電插拔，需斷電增刪設(shè)備。配置：a.每臺(tái)表設(shè)唯一PollingAddress1-15，出廠為0需改為非零；b.手操器進(jìn)入多點(diǎn)模式，自動(dòng)掃描地址；c.設(shè)置PV單位、量程、阻尼；d.主站PLC或AMS軟件輪詢讀取PV，放棄PrimaryVariable電流表示；e.現(xiàn)場(chǎng)指示采用LCD內(nèi)置顯示或就地手操器；f.周期性巡檢，發(fā)現(xiàn)無(wú)響應(yīng)則單獨(dú)拆下檢修。55.比較PID控制中“積分飽和”與“微分沖擊”現(xiàn)象，并給出抗積分飽和算法。答案：積分飽和：當(dāng)偏差長(zhǎng)期存在，積分項(xiàng)累加到執(zhí)行器極限之外，導(dǎo)致系統(tǒng)退出飽和時(shí)產(chǎn)生大超調(diào)。微分沖擊：設(shè)定值階躍變化時(shí)，微分項(xiàng)對(duì)偏差變化率瞬間放大，輸出突變。抗積分飽和算法：1.反計(jì)算法（Back-calculation）：將實(shí)際閥位與控制器輸出之差反饋至積分通道，通過(guò)增益1/Tt緩慢抵消；2.積分分離：當(dāng)|e|>ε，切除積分，僅PD作用；3.動(dòng)態(tài)限幅：積分通道獨(dú)立限幅，輸出飽和時(shí)停止積分；4.采用微分先行：微分僅作用于測(cè)量值，避免設(shè)定值突變沖擊；5.設(shè)定值斜坡：限制設(shè)定值變化速率，降低微分項(xiàng)幅值。綜合實(shí)施可使超調(diào)<1%，調(diào)節(jié)時(shí)間縮短30%。五、計(jì)算題（每題10分，共30分）56.用差壓變送器測(cè)量敞口罐液位，介質(zhì)密度ρ=1200kg/m3，量程0~3m，變送器安裝于罐底下方0.5m，引壓管充水。求：(1)變送器量程遷移量；(2)輸出電流對(duì)應(yīng)2m液位值。答案：(1)遷移量=ρgH=1200×9.81×0.5=5886Pa=5.89kPa，負(fù)遷移；(2)ΔP=ρgh=1200×9.81×2=23544Pa，量程ΔPmax=1200×9.81×3=35316Pa；I=4+16×(23544/35316)=4+16×0.6667=14.67mA。57.某反應(yīng)釜溫度控制采用PID，對(duì)象模型G(s)=2e^(-30s)/(60s+1)，采樣周期Ts=5s。用Ziegler-Nichols法整定PI參數(shù)。答案：由階躍響應(yīng)法：K=2，τ=30s，T=60s；Kp=0.9T/(Kτ)=0.9×60/(2×30)=0.9；Ti=3.3τ=99s；Ki=Kp/Ti=0.9/99≈0.0091；離散Ki=Ki×Ts=0.0091×5=0.0455；得：Kp=0.9，Ki=0.0455。58.某儲(chǔ)罐需安裝雷達(dá)液位計(jì)，罐高20m，最小介電常數(shù)εr=1.8，天線直徑40mm，波束角公式θ=70λ/πD，頻率26GHz，求最大允許安裝距離罐壁。答案：λ=c/f=0.3/26≈0.0115m；θ=