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化工仪表维修工技师职业技能鉴定理论知识试题
一、 判断题
工业自动化仪表是工控机的组成部分之一。（ × ）
工业自动化仪表是计算机控制系统的基本组成部分之一。（ √ ）
计算机控制系统就是自动控制系统。（ √ ）
工控机就是我们常用的计算机。（ × ）
计算机可以直接实现生产对象的控制。（ × ）
PLC是综合了计算机技术、自动控制技术和通信技术的一种新型控制设备。（  √ ）
PLC是以周期扫描方式工作的。（  √ ）
PLC系统和DCS系统都是控制系统的一种类型。（ √ ）
DCS控制系统是指集散控制系统。（ √ ）
DCS系统是一个由过程管理级、控制管理级和生产管理所组成的一个以通讯网络为纽带的集中操作管理系统（ √ ）
集散控制系统的一个显著特点就是管理集中，控制分散。（ √ ）
DCS的本质，即集中操作管理，分散控制。（ √ ）
DCS系统一般都能实现连续控制，逻辑控制和顺序控制。（  √ ）
DCS过程控制级通过网络将实时控制信息向上层管理级传递，而不能向下级传递。（  ×  ）
DCS的硬件系统通过网络系统将不同数目的操作站和控制站连接起来，完成数据采集、控制、显示、操作和管理功能。（ √ ）
DCS系统分层结构中，处于工厂自动化系统最高层的是工厂管理级（ √ ）。
DCS系统分层结构中，过程控制级是DCS的核心，其性能的好坏直接影响到信息的实时性、控制质量的好坏及管理决策的正确性。（ √ ）
集散控制系统JX300是北京和利时公司的产品。（ × ）
DCS系统更适合于模拟量检测控制较多、回路调节性能要求高的场合。（ √ ）
DCS系统的所有硬件均可实现容余配置。（  √ ）
DCS控制站是DCS系统的核心，但只能执行简单的控制功能，一些复杂的控制算法必须由工程师站执行。（  × ）
DCS I/O卡件包含有模拟输入和模拟输出卡件，也有集两种功能为一体的卡板。（  √ ）
DCS操作站和工程师站功能不同，硬件配置也必须不同。（  ×  ）
在调看DCS历史趋势曲线时，不能对趋势曲线时间轴的间隔进行调整，而实时趋势就可以。（  ×  ）
DCS控制站一般不用操作系统，且一般不设人机接口。（  √ ）
DCS工程师站是DCS核心，其性能直接影响到控制信息的实时性，控制质量等。（   × ）
在过程控制级，过程控制计算机通过I/O卡件与现场各类设备，对生产过程实施数据采集、控制，同时还通过把实时过程信息传到上、下级。（  √ ）
DCS组态只能在工程师站上完成，操作站不能代替工程师站进行组态。（   × ）
DCS系统分层结构中，处于工厂自动化系统最高层的是工厂管理级。（  √ ）
在DCS系统中，操作站作为系统站和操作员之间的接口，在用户和所有系统功能之间提供一个界面，并在视频监视器上作显示（  √ ）。
第一代集散控制系统已经包括了DCS的三大组成部分，即分散的过程控制设备、操作管理设备和数据通讯系统（  √ ）。
从网络安全角度考虑，DCS控制站不能进行开放性互连设计，各DCS厂家应只有自已的标准。
（   × ）
1、角接取压和法兰取压只是取压的方式不同，但标准孔板的本体结构是一样的。（ √ ）
2、随机误差不能修正，也不能完全消除，但可以用增加测量次数的方法加以限制和减少。（ √ ）
3、安全栅的接地应和安全保护地相接。（ × ）
4、离心泵出口流量小于喘振流量时，泵将发生喘振。（ × ）
5、当用双法兰变送器测量密闭容器的液位时，变送器要进行零点的负迁移调整。（ √ ）
6、阀门定位器可以改善调节阀的动态特性，减少调节信号的传递滞后。（ √ ）
7、调节器的比例度愈大，则系统愈易稳定，但此时余差亦愈大。（ √ ）
8、用电容式液位计测量导电液体的液位时，液位变化，相当于两电极间的介电常数在变化。（ × ）
对于φ14×4的仪表高压引压管线，可以热弯，但需一次弯成形。（ × ）
目前某些智能变送器采用DE协议。它采用200波特率低频电流脉冲串行位信息流，以独立的4mA和20mA电流脉冲代表“0”和“1”，在进行数字通讯时需中断直流信号的传输。（ √ ）
一台仪表的防爆标志为Ex dⅡBT4，其中d的含义是结构形式、隔爆型。（ √ ）
前馈调节是根据扰动量来进行的调节，通常产生静态偏差，需要由负反馈回路克服。（ √ ）
用于扑救仪表、电器等初始火灾的灭火机是CO2 或 1211 。（ √ ）
溯源性是指通过连续的比较链，使测量结果能够与有关的计量标准 联系起来的特性。（ √ ）
局部网络常见的拓扑结构有星形、环形、总线形三种结构。（ √ ）
螺纹的要素有牙型角、直径、线数、螺距及6.3mm。（ √ ）
国标GB50058-92规定，根据爆炸性气体混合物出现的频繁程度和持续时间将爆炸性气体环境危险区域划分为0区、1区、2区。（ √ ）
在数字式调节器或DCS中实现PID运算，当采用增量型算式时，调节器第n次采样周期的输出△u（n）与调节阀开度变化量相对应。（ √ ）
ANSI 150LB 3″表示美国国家标准法兰，公称压力PN150LB(2.0MPa)，公称通径3″。（ √ ）
采用4～20mADC模拟信号的传送，在DCS中必须进行A/D、D/A 数据转换。而现场总线采用数字信号的传送，故不需要此数据转换。（ √ ）
故障安全是指安全仪表系统（SIS）故障时按一个已知的预定方式进入安全状态。（ √ ）
安全仪表系统（SIS）的定义是：用于监视生产装置或独立单元的操作，如果生产过程超出安全指标范围，可以使过程进入安全状态，确保装置或独立单元具有一定安全度的系统。（ √ ）
安全仪表系统（SIS）必须经专门的安全机构（如德国技术监督协会等）认证，达到一定的安全度等级。（ √ ）
在自控系统中，安全栅处于现场仪表与控制室仪表之间。（ √ ）
安全栅与变送器配合使用的叫输出式安全栅。（ × ）
当危险侧发生短路时，齐纳式安全栅中的电阻能起限能作用。（ √ ）
本质安全防爆仪表组成的测量系统一定是安全火花型防爆系统。（ × ）
安全栅是保证过程控制系统具有安全火花防爆性能的关键仪表。必须安装在控制室内，它是控制室与现场仪表的关联设备，既有信号传输的作用，又有限制流入危险场所的能量。（ √ ）
安装阀门定位器的重要作用就是可以用于消除执行器薄膜和 ？的不稳定性，以及各可动部份的干摩擦影响，从而提高调节阀的精确定位和可靠性。（ √ ）
本质安全电路本身一般不接地。（ √ ）
本质安全电路和非本质安全电路可以共用一根电缆或穿同一根保护管。（ × ）
在防爆区域，电缆沿工艺管道设时，当工艺介质的密度大干空气时，电缆应在工艺管道上方。（ √ ）
防护等级IP20比IP54高。（ × ）
安全栅是保证过程控制系统具有安全火花防爆性能的关键仪表。必须安装在控制室内，它是控制室与现场仪表的关联设备，既有信号传输的作用，又有限制流入危险场所的能量。（ √ ）
28.数字电路中三种最基本的逻辑关系为与、或、非。（ √ ）
29.晶体三极管由两个PN结构成，所以能用两个二极管反向连接起来做成晶体三极管使用。（ × ）
智能仪表就是现场总线仪表。（ × ）
智能变送器的校验只需用手持终端通讯器再在线与智能变送器进行通讯，就可任意改变智能变送器的量程范围。（ √ ）
目前多数智能仪表采用HARD协议。它是在4～20mA模拟信号上迭加一频率信号，1200Hz代表“1”，2200Hz代表“0”。（ √ ）
同一系列规格盘、柜、台间的连接处超过2处时，顶部高度允许偏差为5mm。（ √ ）
可编程调节器采用国际标准模拟信号，即电压（0～5V），电流（4～20mA）。（ × ）
PMK可编程调节器共有三类模块，它们分别是输入模块、控制运算模块和输出模块。（ √ ）
计算机控制只需要特定的程序，就可以实现过程控制。（ × ）
利用阀门定位器不能实现分程控制。（ × ）
KMM可编程调节器的用户程序由基本数据、输入处理数据、PID数据、拆线表数据、可变参数数据、输出处理数据和运算单元数据组成。（ √ ）
1、 GB/T-2624-93规定的节流装置，对管道公称通径的要求是：不小于50mm，不大于1200mm。（ √ ）
2、 量值传递系统是指通过检定，将国家基准所复现的计量单位量值通过标准逐级传递到工作用计量器具，以保证被测对象所测得的量值一致的工作系统。（ √ ）
3、 超声波一般指高于20KHz 以上频段的弹性振动。（ √ ）
4、 网络协议的三个要素是：语法、语义和定时。（ √ ）
5、 螺纹的要素有牙型角、直径、线数、螺距及旋向 。（ √ ）
6.3
6、 某零件图中粗糙度的标注为 ，它表示表面粗糙度是用去除材料的方法（如车、铣、钻、磨等）获得的，6.3表示轮廓算术平均偏差Ra为6.3mm 。（ √ ）
7、 国标GB50058-92规定，根据爆炸性气体混合物出现的频繁程度和持续时间将爆炸性气体环境危险区域划分为0区、1区、2区。（ √ ）
8、 在数字式调节器或DCS中实现PID运算，当采用增量型算式时，调节器第n次采样周期的输出△u（n）与调节阀开度变化量相对应。（ √ ）
9、 调节阀的理想可调比等于最大流量系数与最小流量系数之比，它反映了调节阀调节能力的大小，是由结构设计所决定的。（ √ ）
10、采用4～20mADC模拟信号的传送，在DCS中必须进行A/D、D/A 数据转换。而现场总线采用数字信号的传送，故不需要此数据转换。（ √ ）

二、选择题

以下不属于DCS过程控制级功能的有（ B ）。

18

A、 采集过程数据进行数据转换和处理
B、 数据实时显示历史数据存档
C、 设备的自诊断
D、 实施连续、批量和顺序的控制作用。

以下不属于DCS控制站组成部分的是（ A ）。

A、 I/A Series DCS系统的通讯处理机
B、 机柜
C、 I/A Series DCS系统的现场总线
D、 I/O卡件

以下对DCS输入/输出卡件的描述，错误的是（ C ）。
A、 -300X系统中，模拟量卡件可以冗余配置。
B、 DCS I/O卡件包含有模拟输入和模拟输出卡件，也有集两种功能为一体的卡件。
C、 模拟量输出卡件一般输出连续的4-20mA电流信号，用来控制各种执行机构的行程，但电源须另外提供。
D、 DCS系统的模拟输入卡的输入信号一般有毫伏信号、电阻信号、4-20mA电流信号等。

以下对DCS控制站的描述，错误的是（ A ）。
A、 DCS控制站的随机存储器（RAM）一般装载一些固定程序
B、 DCS控制站电源采用冗余配置，它是具有效率高、稳定性好、无干扰的交流供电系统
C、 DCS控制站的主要功能是过程控制，是系统和过程之间的接口
D、 控制站和I/O卡件交换信息的总线一般都采用冗余配置
以下不属于操作站组成部分的是（ D ）
A．系统监视器（CRT） B．操作计算机
C．操作员键盘或球标 D．管理网服务器

以下对DCS操作站的描述，错误的是（ B ）
A、 DCS控制站一般由监视器、计算机、操作员键盘组成
B、 DCS系统必须配置工程师站，DCS工程师站不能由操作站代替
C、 在DCS的操作站上也可以进行系统组态工作
D、 DCS的操作站除了具有标准的显示外，还可以根据用户的组态进行自定义显示

以下是DCS通讯系统的描述，错误的是（ B ）
A、 工业计算机网络的响应时间一般比办公室计算机网络快
B、 为了提高网络的可靠性，DCS网络一般采用专门的通讯协议
C、 通讯系统实现DCS系统中工程师站、操作站、控制站等设备之间信息、控制命令的传递与发送以及与外部系统信息的交互
D、 DCS系统的通讯系统通常采用1：1冗余方式，以提高可靠性

以下是DCS软件体系的描述，错误的是（ D ）
A、 DCS的软件分为系统软件和应用软件（过程控制软件）
B、 DCS硬件组态是指完成对系统硬件构成的软件组态，包括设置网络节点、冗余配置、I/O卡件的类型、数量、地址等
C、 软件组态包括历史记录的创建、流程图画面的生成、生产记录和统计报表的生成、控制回路的组态、顺序控制的组态、联锁逻辑组态等
D、 DCS控制站具备所有集散控制系统的控制功能，而工程师站只需将标准的控制模块进行组态就可以实现许多复杂的控制。

以下不属于DCS操作站显示管理功能的的是（ D ）

A、 系统的组成结构和各站及网络的状态信息
B、 现场各设备的状态信息
C、 流程图模拟显示
D、 操作记录和事故记录
以下不属于控制站和I/O卡件交换信息的总线是（ C ）
A、 -300X系统SBUS-S1总线
B、 -300X系统SBUS-S2总线
C、 I/A Series DCS系统的节点总线
D、 CENTUM CS 3000系统R总线

1、根据国家标准GB3836-83，我国的防爆电气设备其防爆结构有（ A ）种。
A、5种；
B、6种；
C、7种；
D、8种。
2、DCS系统最佳环境温度和最佳相对湿度分别是（ B ）。
A、(15±5)℃，40%～90%；
B、(20±5)℃，20%～80%；
C、(25±5)℃，20%～90%；
D、(20±5)℃，40%～80%。
DCS是基于4C技术发展起来的，以下不属于4C技术的是（ D ）。
A．计算机技术和CRT技术
B．通讯技术
C．控制技术
D．信号处理技术
下列DCS产品中，不属于第四代集散控制系统的有（ D ）
A、FOXBORO的I/A’S 50系列
B、YOKOGAWA公司的CENTOM CS 3000系统
C、浙大中控的JX-300X系统
D、HON WELL公司的TDC-2000系统

控制高粘度、带纤维、细颗粒的流体，选用何种调节阀最合适（ B ）
A．蝶阀 B．角形阀。
C．套筒阀 D．偏心旋转阀
在设备安全运行的工况下，能够满足气开式调节阀的是（ A ）
A．锅炉的燃烧气调节系统 B．锅炉汽包的给水调节系统
C．锅炉汽包的蒸汽出口温度调节系统 D．锅炉炉膛进口引风压力调节系统
流量系数KV与CV的关系是（ A ）
A． CV＝1.167KV B． KV＝1.167CV
C． CV＝KV D． 不能判断

3、某调节阀串联在管路系统中，假定系统总压差一定，随着流量的增加，管路的阻力损失亦增加。这时调节阀上的压差（ C ）。
A、将维持不变；
B、将相应增加；
C、将相应减少；
D、可能增加亦可能减少。
4、放射性物位计中，常用的放射源有钴-60（Co60）和铯-137（Cs137），两者相比（ A ）。
A、Cs137半衰期长（32.2年），γ量子能量弱；
B、Co60半衰期短（5.26年），γ量子能量弱；
C、Co60半衰期长（32.2年），γ量子能量强；
D、Cs137半衰期短（5.26年），γ量子能量强。
5、R1/4和NPT1/4是仪表常用的锥管螺纹，它们的牙型角分别为55°和60°，它们每25.4mm内的牙数（ C ）。
A、都是18牙；
B、都是19牙；
C、R1/4是18牙，NPT1/4是19牙；
D、R1/4是19牙，NPT1/4是18牙。
6、根据国标GB/T4123-92规定，对调节阀进行阀体耐压强度试验时，应施加（ B ）倍公称压力。
A、1.2倍；
B、1.5倍；
C、2.0倍；
D、4.0倍。
7、锅炉汽包出现“虚假水位”现象是由于（ C ）引起的。
A、给水流量突然变化；
B、给水压力突然变化；
C、蒸汽负荷突然变化；
D、燃料量突然变化。
8、串级控制系统中主控制器的输出信号送至（ B ）。
A、调节阀；
B、副控制器
C、主受控对象；
D、副受控对象。
9、对安全仪表系统（SIS）隐故障的概率而言，“三选二”（2003）和“二选二”（2002）相比，（ B ）。
A、前者大于后者；
B、前者小于后者；
C、前者等于后者；
D、前者可能大于亦可能小于后者。
10、对于测量转轴位移、振动的电涡流传感器，其灵敏度受被测体磁导率和被测体表面尺寸的影响，（ B ）。
A、磁导率强、表面尺寸大的被测体灵敏度高；
B、磁导率弱、表面尺寸大的被测体灵敏度高；
C、磁导率强、表面尺寸小的灵敏度高；
D、磁导率弱、表面尺寸小的被测体灵敏度高。
在下列论述中，是正确的（ C ）。
A、人生的目的就在于满足人的生存与生理本能的需要
B、追求物质、金钱、享受的人的本能要求
C、人生在世要对社会和他人承担责任，要有强烈的社会使命感
D、人生在世就是要追求个人的幸福与快乐
安全仪表系统是（ A ）。
A、SIS
B、APC
C、DCS
D、ESD
以下不属于操作站组成部分的是（ D ）
A、系统监视器（CRT）
B、操作计算机
C、操作员键盘或球标
D、管理网服务器
KMM的正常运行状态最多可以有（ A ）种.
A．4 B．3
C．2 D．5
KMM用户组态程序的存储器是（ C ）。
A．RAM B． ROM
C． EPROM D． PROM
在设备安全运行的工况下，能够满足气开式调节阀的是（ A ）
A．锅炉的燃烧气调节系统 B．锅炉汽包的给水调节系统
C．锅炉汽包的蒸汽出口温度调节系统 D．锅炉炉膛进口引风压力调节系统我们常提到的PLC是（ B ）。
A、集散控制系统    B、可编程序控制器
 C、可编程序调节器 D、安全仪表系统
三、简答题
工作接地包括哪些内容？
工作接地包括：信号回路接地、屏蔽接地、本安仪表接地，其目的是提供电位参考点、抑制干扰、防爆等。
集散控制系统的基本特点是什么？
①可靠性
系统结构采用容错设计
系统硬件采用冗余配置
提高软件可靠性
结构和工艺的可靠性设计
电磁兼容性设计
在线快速排除故障
②实时性
③适应性、灵活性和易扩展性
④自治性和协调性
④界面友好性

DCS在生产过程中正常运行不需要维护，对吗？
不对。还需要定期删除其中的一些无用文件，以免这些无用文件占用硬盘空间，而影响机器的运行速度。另外对于一些重要的操作参数的历史记录要进行归档处理，并拷入磁带机作为资料。

PLC、DCS的中文全称和英文全称分别是什么？
PLC中文全称：可编程序逻辑控制器，英文全称：ProgrammlepLogilpController。DCS中文全称：分散控制系统，英文全称：DistributpControlpSystem。

一体化PLC和模块化PLC各有什么特点？
一体化PLC通常为小型PLC，其I/O点数规模小，I/O、PS、CPU等都集中在一起，适合于单机自动化任务或简单的控制对象。模块化PLC通常为中、大规模PLC，其I/O点数在几百点、几千点甚至上万点，所有I/O以及PS、CPU、CP等等功能单元均做成独立的模块形式，根据需要以总线形式连接组合在一起，构成一个完整的系统，以实现复杂的自动控制任务。

SIEMENS S7－300/400之PLC采用的编程语言主要有哪些？
梯形图（LAD），语句表（STL），逻辑功能图（FD）

PLC由哪几个部分组成？
PLC的基本组成部分有：电源模块、CPU模块、I/O模块、编程器、编程软件工具包等，根据不同类型的系统，一般还会有安装机架（底板）、通讯模板、智能模板、接口模板等。

现有一个16点24VDC的开关量输入模块，如何用它来输入无源接点信号和220VAC开关量输入信号？
这块模板要输入入开关量信号，须经过中间继电器转换（中间继电器线圈供电为220VAC），即220VAC开关量输入信号检测元件与中间继电器线圈构成回路，中间继电器接点以及它的无源干接点可以直接拉入模板输入点，构成24VDC信号输入回路。
现有一个16点24VDC的开关量输出模块，如何用它来输入无源接点信号和220VAC开关量输出信号？
这块模板要输出无源接点信号和220VAC开关量信号，须经过中间继电器在转换（中间继电器线圈供电为24VDC），即模板24VDC开关量信号输出点与中间继电器线圈构成回路，中间继电器接点或作为干接点信号提供或与其它220VAC电气元件构成220VAC信号输出回路。
描述一个典型的计算机控制系统的组成。
一个典型的计算机控制系统通常由上位监控系统和下位PLC/DCS控制系统组成，上位监控系统主要由工业PC及其相关的软件组成，是一套完整的计算机系统，下位PLC/DCS控制系统是一套以PLC/DCS控制器为核心构成的，通常包含PLC的基本组成模板、I/O模板及其接口通道设备元件等。上位监控系统与下位PLC/DCS控制系统之间通过通讯实现数据交换，完成对对象的过程监控。
你所知道的PLC系统/DCS系统应用控制程序编程工具软件有哪些？
不同的PLC系统、DCS系统有其专用的应用控制程序编程工具软件，如SIEMENS S7－300/400系列PLC编程软件包是STEP7，日本山武HarmonaspR100系列DCS编程软件包是RTC，等等。
你所知道的上位监控系统应用控制程序编程工具软件有哪些？
目前用的比较多的监控系统应用程序编程工具软件，国外的有WIN、FIX、INTOUCH等。国内的有组态王等。
控制系统的各类模块中，PS、CPU、CP、AI、AO、DI、DO、IM分别指的是哪些类型的模块？
PS－电源模块，CPU－中央处理器模块，CP－通讯处理器模块，AI－模拟量输入模块，AO－模拟量输出模块，DI－数字量输入模块，DO－数字量输出模块，IM－接口模块。
积算器是如何进行流量累计积算的？
流量的累计积算是把反映、瞬时流量大小的输入信号转换成与该输入信号成正比的脉冲频率信号，然后再对该脉冲频率信号进行计数，用该计数值表示所流过的流体总量
安全栅有哪些作用？
安全栅是构成安全火花防爆系统的关键仪表，其作用是：一方面保证信号的正常传输；另一方面控制流入危险场的能量在爆炸性气体或爆炸性混合物的点火能量以下，以确保系统的安全火花性能。
说明检测端安全栅和操作端安全栅的构成基本原理。
检测端安全栅用于为两线制变送器进行隔离式供电，并将变送器送来的4－20mADC转换成隔离的并与之成正比的4－20mADC或1－5VDC的信号，而且在故障状态下，可限制其电流和电压值，使进入危险场所的能量限制在安全额定值以下。它是由直流/交流转换器、整波滤波器、调制器、解调放大器、隔离变压器及限能器等组成。信号的传送与转换过程是：变送器传来的4－20mADC信号由调制器利用直流/交流转换器提供的供电方波调制成矩形波交流信号，该信号经信号隔离变压器进行信号隔离后送至解调放大器，由解调放大器将矩形波信号转换为4－20mADC和1－5VDC信号，供安全区域内的仪表使用。限能器的作用是限制流入危险区域的高电压或大电流，将流入危险区域的能量限制在安全额定值以内。
操作端安全栅是由直流/交流转换器、调制器、隔离变压器、解调放大器、整流滤波器和限能器组成。它是将控制仪表送来的4－20mA信号由调制器利用直流/交流转换器提供的供电转换为交流方波信号，该信号由信号隔离变压器隔离后送至解调放大器，由解调放大器将此方波信号重新还原为4－20mADC信号，经限能器送至现场。限能器的作用仍是限流和限压，防止高电压或大电流进入现场。
工业电视监视系统监视器显示“NO VIDEO”，说明及处理方法？
原因是没有视频信号输入到监视器。处理方法：1）检查视频线路是否接触良好；2）检查摄像机供电电源是否断开；3）检查摄像机是否损坏。
在处理问题时应逐步排查，先用小监视器在现场配电箱内检查信号，如有信号在，说明向下传输线路有故障，如果没有信号则说明故障出现在摄像机到配电箱之间，可具体检查摄像机外线、内线及摄像机。
PLC的AI模块使用选型一般多用电流形式的AI卡，而AO模块多用电压输出形式的卡？为什么？
选用电流形式的AI卡，当其输入信号开路或短路时不会影响输入通道的安全性。选用电压输出卡在其信号开路时，不会对通道安全性造成危害。
PROFIBUS提供了三种数据传输类型
1）用于DP和FMS的RS485传输；
2）用于PA的IEC1158-2传输；
3）光纤。
电动执行机构的基本结构怎样?
电动执行机构接受电动调节器输出的0～10mA，DC或4～20mA，DC信号，并将其转换成相应的输出轴角位移或直线位移，去操纵调节阀，以实现自动调节。
电动执行机构由伺服放大器和执行单元两大部分，其结构原理方框图如图8-3所示。

图8-3 电动执行机构组成框图
从调节器来的信号通过伺服放大器驱动电动机，经减速器带动调节阀，同时经位置发信器将阀杆行程反馈给伺服放大器，组成位置随动系统。依靠位置反馈，保证输入信号准确地转换为阀杆的行程。

介质气体为CO2、T1＝50℃、Qg＝50000m3/h（标准状态）、ρN＝1.97Kg/m3（标准状态）、P1＝4000KPa、P2＝180 KPa、绝热系数可＝1.3，选用套筒调节阀流开型工作，试求其流量系数？（XT＝0.75，Pc＝747×104Pa，Tc＝304.2K，Z＝0.83）
X＝＝（4000－180）／4000＝0.955
FK·XT＝·XT＝×0.75＝0.696
X＞FK·XT，判定为阻塞流情况
则：PR＝＝0.354 TR＝＝1.03
KV=×＝100.3

工业气相色谱仪主要由哪些部分组成？简述各部分功能。
工业气相色谱仪主要由取样系统、预处理系统、流路选择系统、载气系统、色谱单元组成，其各部分功能如下：
取样系统：从工艺管道或设备上取出被测样品。
预处理系统：去除样品中固体物以免影响色谱仪，汽化液体样品保证气相分析，达到色谱仪要求的压力、温度和流量，并恒定在某一要求值。
流路选择系统：用于自动分析各个测量点，充分发挥气相色谱仪的作用。
载气系统：利用载气把样气运载至色谱柱，又把样品运载出色谱柱，它与色谱柱配合，根据不同分离度，把混合物的样品分离成不同组分，分别进行检测。
色谱单元：其作用是在色谱柱中各组分按分配系数的不同被先后分离，依次流出，并经过检测器进行测定。
2、试述用经验凑试法进行调节器P、I、D参数整定的具体方法？
答：
经验凑试法就是通过长期实践工作总结出来的一种用“拼”、“凑”、“试”的办法来整定PID参数。是实际工作中主要采取的方法。具体方法是：直接在闭环负反馈回路系统中，通过改变给定值施加干扰，在记录仪或实时记录趋势上观察系统响应曲线（系统过渡过程曲线），按照顺序，逐个调整比例度δ、积分时间Ti、微分时间Td大小，直到系统过渡过程曲线相关参数达到满意结果。在采用经验凑试法整定PID参数时，不防参看下表（各种控制系统中控制器PID参数经验数据表），使得在调整PID参数使有个大体范围。
控制作用
过程对象特点
δ/%
Ti/分钟
Td/分钟
流量
对象纯滞后时间小，参数有波动，系统灵敏，选用δ大点、Ti小点、不用微分。参数波动小，系统不很灵敏，
40~100
0.3~1

温度
对象纯滞后时间大，选用δ小点、Ti大点、加入微分作用。
20~60
3~10
0.5~3
压力
对象纯滞后时间适度，不加入微分作用
30~70
0.4~3

液位
对象纯滞后时间范围宽，系统控制精度一般不高，适度选用δ，特殊时少加点积分，不选微分。
20~80

各种控制系统中控制器PID参数经验数据表
l 经验凑试法PID参数整定有两中步骤：
① 先只用比例作用凑试，待系统过渡过程曲线达到4：1（或者10：1）后，再加入积分作用削除余差，最后，加入微分作用提高系统控制品质。凑试过程是一项缓慢、反复的过程，一定是在工艺过程容许的情况下进行。
② 先按“各种控制系统中控制器PID参数经验数据表”中给出的范围，把Ti确定先来，需要加入微分的按（1/3~1/4）Ti取数。然后，对比例度δ凑试。比例度δ从大到小改变，直到系统过渡过程曲线满意为止。
l PID参数值变化对过度过程曲线的影响关系：
在整定中：
当观察到过度过程响应曲线振荡很频繁时，应增大比例度。
当观察到过度过程响应曲线最大偏差大，且趋于非周期变化时，应减小比例度。
当观察到过度过程响应曲线波动大时，应增加积分时间，消除余差。当观察到过度过程响应曲线偏离给定值时，且长时间回步来时，应减小积分时间，加快消除余差过程。
当观察到过度过程响应曲线振荡厉害，应将微分作用减到最小，不引入微分作用。
当观察到过度过程响应曲线偏差大而衰减慢，应加大微分作用。
根据上述关系，反复凑试，使得过度过程响应曲线过渡时间短、超调量小为止。
控制器PID参数整定是理论与实践相结合的过程，书面上讲的是指导性的，因为它不可能包罗全部实际过程对象，它只是把有规律性的、典型的一些控制系统参数整定归纳出来。实践工作中，需要就具体工况过程对象所构成的控制系统反复进行调试整定，确保调节系统品质最好(过渡时间短、超调量小)。

3、ESD应遵循故障安全原则，试述其含义？此原则在检测单元和执行单元上的具体体现是什么？
答：组成ESD的各环节自身出现故障的概率不可能为零， 且供电、供气中断亦可能发生。
当内部或外部原因使ESD失效时，被保护的对象（装置）应按预定的顺序安全停车，自动转入安全状态（Fault to Safety），这就是故障安全原则。
具体体现：
① 现场开关仪表选用常闭接点，工艺正常时，触点闭合，达到安全极限时触点断开，触发联锁动作，必要时采用“二选一”、“二选二”或“三选二”配置。
电磁阀采用正常励磁，联锁未动作时，电磁阀线圈带电，联锁动作时断电。

4、选用法兰时，需提供那些参数？
答： (1)标准号；(2)公称通径；(3)法兰密封面形式；(4)公称压力；(5)连接形式。

5、DCS的调试一般包括哪些内容？
答：(1)常规检查．包括：核对全部接线，应连接无误；检查导线绝缘电阻和各接地系统的接地电阻，应符合要求；紧固机柜中所有螺钉，以防运输中有松动；检查全部保险丝和电源进线电压。
(2)检查每个机柜（包括操作站）的供电单元，通电一周，做考核性试验（带假负载）。
(3)操作站的调试。
(4)输入组态数据，并进行工艺确认，然后用磁盘复制保护。
(5)控制单元、输入/输出单元等的调试。
(6)开通数据高速通路，在操作站上把有关的组态数据下行加载到对应的功能单元。
(7)在操作站的CRT上调出系统的自诊断画面，检查各单元的硬件状态及通信情况，发现问题，可根据提示的故障代码进行处理。
(8)对各种冗余配置的部分，人为模拟故障（如关闭电源），检查后备自动切换功能是否正常。
(9)回路联调。

6、某聚合反应釜内进行放热反应，釜温过高会发生事故，为此采用夹套水冷却。由于釜温控制要求较高，且冷却水压力、温度波动较大，故设置控制系统如图所示。

（1）这是什么类型的控制系统？试画出其方块图，说明其主变量和副变量是什么？
（2）选择调节阀的气开、气关型式；
（3）选择调节器的正、反作用；
（4）如主要干扰是冷却水的温度波动，试简述其控制过程；
（5）如主要干扰是冷却水压力波动，试简述其控制过程。
答：
（1）这是串级控制系统。主变量是是釜内温度Ø1，副变量是夹套内温度Ø2。其方块如图所示。

（2）为了在气源中断时保证冷却水继续供应，以防止釜温过高，故调节阀应采用气关阀，为“－”方向。
（3）主调节器T1C的作用方向可以这样来确定：由于主、副变量（θ1、θ2）增加时，都要求冷却水的调节阀开大，因此主调节器应为“反”作用。
副调节器T2C的作用方向可按简单（单回路）控制系统的原则来确定。由于冷却水流量增加时，夹套温度θ2是下降的，即副对象为“－”方向。已知调节阀为气关阀，“－”方向，故调节阀T2C应为“反”作用。
（4）如主要干扰是冷却水温度波动，整个串级控制系统的工作过程是这样的：设冷却水的温度升高，则夹套内的温度θ2升高，由于T2C为反作用，故其输出降低，因而气关阀的阀门开大，冷却水流量增加以及时克服冷却水温度变化对夹套温度θ2的影响，因而减少以致消除冷却水温度波动对釜内温度θ1的影响，提高了控制质量。
如这时釜内温度θ1由于某些次要干扰（例进料流量、温度的波动）的影响而波动，该系统也能加以克服。设θ1升高，则反作用的T1C输出降低，因而使T2C的给定值降低，其输出也降低，于是调节阀开大，冷却水流量增加以使釜内温度θ1降低，起到负反馈的控制作用。
（5）如主要干扰是冷却水压力波动，整个串级控制系统的工作过程是这样的：设冷却水压力增加，则流量增加，使夹套温度θ2下降，T2C的输出增加，调节阀关小，减少冷却水流量以克服冷却水压力增加对Ø2的影响。这时为了及时克服冷却水压力波动对其流量的影响，不要等到θ2变化时才开始控制，可改进原方案，采用釜内温度θ2与冷却水流量F的串级控制系统，以进一步提高控制质量

综合题21题
试从在生产过程中所起的作用（功能）、工作状态对安全级别的要求等方面简述集散控制系统（DCS）和安全仪表系统（SIS）之间的区别是什么。
① DCS用于过程连续测量、常规控制（连续、顺序、间歇等）、操作卡控制管理，保证生产装置平稳运行
SIS用于监视生产装置的运行状况，对出现的异常工况进行处理，使故障发生的可能性降到最低，使人和装置处于最安全状态
② DCS是“动态”系统，它始终对过程变量连续进行检测、运算和控制，对生产过程动态控制，确保产品质量和产量
SIS是静态系统，在正常工况下，它始终监视装置的运行，系统输出不变，对生产过程不影响，在异常工况下，它将按着预先设计的策略进行逻辑运算，使生产装置安全停车。
③ DCS可进行故障自动显示
SIS必须测试潜在故障
④ DCS对维修时间的长短的要求不算苛刻
SIS维修时间非常关键，弄不好造成装置全线停车
⑤ DCS可进行自动/手动切换
SIS永远不允许离线运行，否则生产装置将失去安全保护屏障
⑥ DCS系统只做联锁、泵的开停、顺序等控制，安全级别要求不象SIS那么高
SIS与DCS相比，在可靠性、可用性上要求更严格，IEC61508，ISA.S84.01强烈推荐SIS与DCS硬件独立设置
某单座调节阀，阀前压力P1＝3000KPa，阀后压力P2＝2000 kPa，阀座直径dg＝100mm，阀杆直径d5＝20mm，流体流向选择流