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1、仪表与自动化专业技术测试试题仪表与自动化专业技术测试试题一、专业技术管理能力测试（共一、专业技术管理能力测试（共 4040 分）分）说明:本部分侧重测试专业技术管理能力，主要内容是公司QHSE体系E 版文件中仪表与自动化专业管理程序、有关管理规定、有关标准.1、术语与定义（共 10 分,每小题 1 分）（1）一级监控管道：答案:是指由北京油气调控中心直接直接进行远程控制操作的管道。（2)二级监控管道：答案：是指北京油气调控中心只进行监视而不进行远程控制操作的管道。(3)变更：答案:是指不同于原有的仪表、自动化硬件设备替换及软件系统改变。（4）一般故障：答案：是指对生产运行不造成任何影响的故障。
2、(5）紧急故障：答案:是指对生产运行造成影响或存在潜在生产运行风险的故障.(6）控制参数：答案：是指输油气管道在输送过程中各类工艺控制不能突破的一1系列上限和下限的指标（包括设定值），主要包括油气管道设计参数、允许参数、报警参数及保护(泄压、水击等）参数等.（7）工厂验收测试（FAT）：答案：是指在 SCADA 系统装箱发运工程现场进行安装前，为验证系统硬件/软件配置正确、系统功能齐全、系统性能符合设计文件规定所进行的测试。（8）现场验收测试（SAT）：答案：是指在 SCADA 系统安装完成后，在工厂验收测试的基础上,加上现场检测仪表和受 SCADA 系统控制的设备一起，为检验 SCADA 系
3、统完整性和逻辑解决方案正确性等所进行的全面测试.（9）安全仪表系统：答案:是指实现一个或多个安全仪表功能的仪表系统,可以由传感器、逻辑控制器及执行元件的任何组合组成的系统。（10）管道泄漏检测系统:答案:是指用来监测管道泄漏状态的仪表自动化系统。当管道发生泄漏时,能对泄漏位置进行定位并给出报警信息。2、在QHSE 体系文件仪表自动化专业管理程序中，管理内容有哪些？（10 分）答案：共11 项，分别为：人员管理、设备及控制系统指标管理、维检修作业管理、安全仪表管理、检测与评估管理、代维管理、变更管理、更新改造及大修理管理、备品备件管理、资料管理、生产运行监视系统管理.2 3、在 QHSE 体系文
4、件中，与仪表自动化专业管理密切相关的管理规定主要有哪些？（10 分）答案：主要有仪表检定管理规定、安全仪表系统管理规定、通信自动化代维管理规定、管道泄漏检测系统管理规定、SCADA系统维护检测管理规定、仪表自控设施变更管理规定、工艺及控制参数限值管理规定。4、在 QHSE 体系文件中，与仪表自动化专业管理密切相关的国家标准、行业标准、集团公司标准、管道公司标准（技术手册）主要有哪些（每一类标准列举不少于 5 个）？（10 分）（1）国家标准 GB 502512003 输气管道工程设计规范 GB 502532014 输油管道工程设计规范 GB/T 15969。32005 可编程控制器 第 3 部
5、分 编程语言 GB/T 204382006(IEC61508）电气电子可编程电子安全相关系统的功能安全 GB/T 211092007（IEC61511）过程工业领域安全仪表系统的功能安全 GB/T 132832008 工业过程测量和控制用检测仪表和显示仪表精确度等级 GB 50093-2013 自动化仪表工程施工及质量验收规范 GB/T 50823-2013 油气田及管道工程计算机控制系统设计规范 GB/T 322022015 油气管道安全仪表系统的功能安全评估规范3 GB/T 32203-2015 油气管道安全仪表系统的功能安全验收规范（2）行业标准 SY/T 10045-2003 工业生产
6、过程中安全仪表系统的应用 SY/T 0090-2006 油气田及管道仪表控制系统设计规范 SY 42052007-809 石油天然气建设工程施工质量验收规范 自动化仪表工程 SY/T 60692011 油气管道仪表及自动化系统运行技术规范 SY/T 69662013 输油气管道工程安全仪表系统设计规范（3）集团公司标准 Q/SY 201。1-2015 油气管道监控与数据采集系统通用技术规范第 1 部分:功能设置 Q/SY 201。2-2015 油气管道监控与数据采集系统通用技术规范第 2 部分：系统安全 Q/SY 201。32015 油气管道监控与数据采集系统通用技术规范第 3 部分:设备编码
7、 Q/SY 201.42015 油气管道监控与数据采集系统通用技术规范第 4 部分：数据需求与管理 Q/SY 201。52015 油气管道监控与数据采集系统通用技术规范第 5 部分：报警管理 Q/SY 201。62015 油气管道监控与数据采集系统通用技术规范第 6 部分：人机画面 Q/SY 201。7-2015 油气管道监控与数据采集系统通用技术规范4第 7 部分:控制器程序编制 Q/SY 201.8-2015 油气管道监控与数据采集系统通用技术规范第 8 部分：过程控制逻辑图 Q/SY 201.9-2015 油气管道监控与数据采集系统通用技术规范第 9 部分：站场控制系统设计与集成 Q/S
8、Y 14492011 油气管道控制功能划分规范 Q/SY 1422-2011 油气管道监控与数据采集系统验收规范 Q/SY 1595-2013 油气管道安全仪表系统运行维护规范。Q/SY 1596-2013 油气管道监控与数据采集系统运行维护规范 Q/SY 1264-2010 输油气管道紧急关闭测试规程 (4）管道公司标准（技术手册）Q/SY GD1004-2014 自动化仪表运行维护手册 Q/SY GD10052014 油气管道监控与数据采集系统运行维护手册 Q/SY GD10062014 安全仪表系统运行维护手册 Q/SY GD1060-2014 安全仪表系统完整性等级评价手册 Q/SY
9、GD1061-2014 油气管道监控与数据采集系统验收手册 Q/SY GD10772015 油气管道监控与数据采集系统报警信息管理手册 Q/SY GD1078-2015 输油管道监控与数据采集系统人机画面手册 Q/SY GD1079-2015 油气管道站控系统机柜安装配置手册 Q/SY GD1080-2015 油气管道自动化系统路由器和交换机配置手5册 Q/SY GD1082-2015 油气管道监控与数据采集系统检测与评估手册 Q/SY GD1083-2015 油气管道预警及泄漏检测手册二、专业技术水平测试（共二、专业技术水平测试（共 4040 分）分）说明：本部分侧重测试专业技术水平,主要内
10、容是仪表与自动化专业国家标准、行业标准、集团公司标准、管道公司标准（技术手册）中的内容。1、在行业标准油气管道仪表及自动化系统运行技术规范中，管理指标有哪几项？具体指标要求分别是多少？（5 分）答案:（1）仪表自动化设备月投用率不应低于 98%（2)仪表自动化设备月受检率应达到 100%（3）仪表自动化设备月完好率不应低于 98%(4）测量标准器具合格率应达到 100（5）SCADA 系统月投用率不应低于 98%2、在管道公司标准油气管道监控与数据采集系统运行维护手册中，系统维护周期分哪几种？周期性维护分哪几种？检测与评估的周期是几年？（5 分）答案：系统维护工作分为日常维护和周期性维护。周期
11、性维护分为 1 个月维护、6 个月维护和 12 个月维护。检测与评估的周期是 3年.6 3、在管道公司标准油气管道监控与数据采集系统验收手册中，验收内容主要包括哪些内容？（5 分）答案:验收内容包括设计审查、工厂验收、现场验收、交接验收、竣工验收。4、在管道公司标准油气管道监控与数据采集系统检测与评估手册中,从哪几个方面对 SCADA 系统进行评估？量化评估的计算公式是什么？达标指标分别是多少？(5 分)答案:从完好性、完整性、符合性及功能性四个方面对 SCADA 系统的进行量化评估。(1)完好率=（站场完好自控设备数量/站场所有自控设备数量）X100，达标指标98%（2）完整率=（站场实际运
12、行的逻辑数量/设计原理要求的逻辑数量)X100%，达标指标=100%（3）符合率=（站场逻辑执行步骤、时间及报警值等符合操作原理的数量）/设计原理要求的逻辑数量X100%,达标指标80%（4）功能率=（站场逻辑满足站场控制、保护及投入运行的数量）/设计原理要求的逻辑数量X100，达标指标80%5、在管道公司标准自动化仪表运行维护手册中,常用仪表有哪几类？(5 分)答案：常用仪表有压力仪表、温度仪表、流量仪表、物位仪表、在线分析仪表、仪表盘柜、其它仪表等。6、在管道公司标准油气管道预警及泄漏检测手册中，泄漏7监测系统技术指标有哪几个？分别是多少？（5 分）：答案:泄漏监测系统应能达到的技术指标如
13、下:（1）监测间距：不小于 60 km；（2)灵敏度:小于等于 2%的管道输量；（3）定位精度：突发泄漏小于 1000 m；(4）响应时间:小于等于 10min；（5）误报警次数：一个月小于等于两次（每监测管段）。7、在管道公司标准油气管道监控与数据采集系统报警信息管理手册中,报警分哪几类？报警分哪几级？每一级报警的显示颜色是什么？报警死区分别是多少?（5 分）答案：（1）报警分为:设备类报警、工艺检测仪表报警、逻辑类报警、火气系统报警、自动化系统报警、调度员自设预警、电力系统报警、阴保系统报警。（2)报警分为：级(最高级）报警、级（中级)报警、级（低级)报警，分别用黑底红字、黑底黄字、黑底绿
14、字显示。(3）报警死区（占工作范围的比例）：流量为5%、液位为5%、压力为 2%、温度为 1.8、在管道公司标准安全仪表系统运行维护手册中，安全功能回路的安全完整性等级的失效概率（低要求模式下）分别是多少?(5分)答案：8 SIL1：102且10-1 SIL2：10-3且102 SIL3：10-4且103 SIL4:10-5且104三、专业技术综合能力测试（共三、专业技术综合能力测试（共 2020 分）分）说明：本部分侧重测试专业技术综合能力,主要考察仪表与自动化故障判断、分析、处理能力，以及对现有仪表与自动化专业管理、标准的意见与建议。1、根据下列“兰成渝管道兰州首站数据中断和甩泵事件过程的
15、描述，对数据中断、甩泵的原因进行分析，并提出改进措施及建议。（10 分）事件经过：2010 年 3 月 13 日 14 时 40 分，北京油气调控中心自控运维人员发现兰成渝兰州站数据中断，从北京 ping 现场路由器 R1，R2 均可以通，但ping 现场 PLC 不通，重启兰州站路由器R1 后数据恢复，但数据通讯不稳定。3 月 13 日 18 时 50 分，兰州输油气公司仪表自控代维人员将PLC机柜的 CPU 重启.同时为防止现场设备误动作,将现场所有设备切换到就地状态。21 点 40 分至 22 点 30 分之间，代维人员重启PLC 的 CPU，但“RUN”灯不亮，之后关闭电源对 CPU
16、再次重启,并下载最新的程序。22 点 40 分，PLC 机柜 CPU 及所有模块运行正常，但数据通讯依旧不正常。现场重启交换机 1、2 后数据恢复正常。93 月 14 日 10 时 29 分，兰成渝兰州站数据采集恢复正常后，兰州站 PV01110 阀门在由就地切换到远控的过程中，01110 阀突然关阀,造成兰州站运行的 1、3、5、6 泵停运。中心调度采取应急措施，对管道进行停输，10 时 55 分全线启输.答案:(1）数据中断原因分析:3 月 14 日,北京调控中心技术人员协调思科网络技术人员到北京调控中心帮助查找问题，发现兰州站局域网中的终端设备，经过 20分钟后 ARP 表失效，手动清除
17、路由器上 ARP 表缓存后恢复正常。初步怀疑兰州站局域网中存在问题,需要现场配置交换机,进一步分析具体故障产生原因.技术人员经过 3 月 15 日至 16 日两天测试，发现调控中心服务器与兰成渝兰州首站 PLC 设备之间通信出现时断时续的情况时，从北京调控中心长时间 PING 兰州站内 PLC 设备的主接口（128。192.21。71）和备用接口（128。192。22.71)两个端口，正常通信持续20 分钟后，出现PLC两个接口均PING不通的情况。此时在兰州路由器（思科3640）上执行“CLEAR ARP”命令后，通信恢复立即，20 分钟后再次无法 PING,使用同样方式即可完成.远程通信故
18、障时，登录到兰州路由器上执行PING PLC 主备接口的操作，均可通信成功。通过以上现象分析，局域网内执行 PING PLC 主备接口操作，均正常，但通过广域网进行 PINC PLC 主备接口时，出现时断时续的情况,根据此现象,初步将问题定位在网关路由器上-兰州路由器.10在兰州路由器执行 PING PLC 主备接口时，可以正常通信，此时使用的是路由器的物理接口地址；而跨越广域网,穿过兰州路由器通信时，出现断续，此时使用的是路由器 HSRP 的虚地址，进而分析得出可能结论：当前网络内使用的冗余网关路由协议相关（HSRP）无法正常响应 PLC 设备的 ARP 请求。同时,通过思科TAC 问题查询
19、,发现在2003 年5 月思科3640 路由器 IOS 软件 12。2（5a）版本中，存在 HSRP 主用路由器无法正常回应 ARP 请求的问题，而当时故障的原因正是由于站控系统局域网存在环路、站场思科 3640 路由器 IOS 软件存在 BUG。进而确定可能兰成渝兰州站控系统局域网存在环路、站场思科3640 路由器 IOS 软件存在 BUG,使局域网中使用的冗余网关路由协议（HSRP)无法正常响应 PLC 设备的 ARP 请求，造成调控中心与兰成渝兰州首站之间 SCADA 系统广域网不正常,致使数据采集间断。结合现场网络拓扑实际情况，确实在现有兰州站网络拓扑中，存在类似如下左图配置：即在兰州
20、站内思科 2960 交换机下面，仍旧连接了两台交换机，且此两台交换机之间互联，这样造成了红、蓝两网互通的现象。兰州站网络拓扑重新配置后,调控中心 SCADA 系统与兰成渝兰州站数据采集正常，进一步证实了调控中心与兰州首站数据采集间断的根本原因是兰成渝兰州首站站控系统局域网的问题，是交换机之间环接和路由器 IOS 存在 BUG 造成的，即因现场以太网交换机连线构成环路而触发了 CISCO 通讯路由器自身存在的 Bug，引起了现场与中心之11间的通讯中断.（2）甩泵原因分析：3 月 14 日 10：30，01110 阀门由就地切换为远控,同时北京调控中心的兰州站数据采集瞬间中断，阀门开度突然由 1
21、00关到 40,同时兰州 01110 阀门由自动切换为手动控制，兰州站泵入口压力低报警，运行的 1、3、5、6 泵停运。10：33，兰州站泵停运后,数据采集恢复后中控显示兰州 01110阀位开度为 40%，01110 阀门控制面板为阀位控制，阀位设定值为 40.兰州甩泵后，现场人员即把 01110 切为就地控制。10：55，兰州与北京调控中心的通讯恢复后，中心调度重新启动兰州 1、5 泵,全线启输。停输故障分析如下：停泵的原因为泵入口压力低报警;-泵入口压力低是由调节阀 01110 关阀引起的；-调节阀关断的原因为调节阀在由就地状态切换到远控状态后调节阀执行阀位调节；调节阀阀位开度设定值出站压
22、力、设定值改变有两种可能，即:-人为命令修改；下载 PLC 程序过程中造成改变;针对第一种可能，通过调阅 SCADA 系统历史记录,确定北京、廊坊均无阀位及出站压力设定值设定记录,可以排除.针对第二种可能,经询问兰州运维人员和兰州站站控人员，312月 13 日 22 时在重新启动 PLC 不成功的情况下，曾经下载 PLC 程序，此项原因不能排除。技术人员通过检查仔细排查兰州 PLC 程序,发现PLC 程序中兰州调节阀01110 的阀位设定值和出站压力设定值均有数值.调用 SCADA 系统历史记录，发现在这一时刻设定值发生改变。通过以上分析，可以认定甩泵的根本原因在于：3 月 14 日 10 时
23、 29 分，当01110 阀门在由就地切换为远控后（3月 13 日兰州站现场设备均切换至就地模式）,其控制方式自动切换为阀位控制（当前程序控制原则是：调节阀由就地模式切换为远控模式后，调节阀控制模式自动转换为阀位控制，而不是 PID 自动调节模式。），而此次执行的是 3 月 13 日兰州首站运维人员新下载的 PLC 程序,新下载的程序中对上述调节阀进行设定，包括：01110 调节阀出站压力设定值设定为 9。55MPa 的程序（见附图）；01110 调节阀阀位设定值设定为40的程序.同时由于兰州站与调控中心的数据中断在3 月 14 日 10：00 时恢复,切换后调节阀执行了重新赋予的数值而造成调
24、节阀执行关阀到 40的命令，而调节阀 01110 快速执行到 40的开度时，因兰州站与北京调控中心的数据通讯在切换时瞬间中断，中心调度员不能在第一时间对调节阀 01110 控制，造成给油泵进口压力过低,泵机组保护停运，最终导致全线停输.3 月 19 日在兰州首站进行现场模拟实验与实际事件发生情况吻合。（3）改进措施及建议：1)排查兰成渝其他站场的网络结构和配置情况，如有相似网络结13构，采取同一方法解决.2)尽快规范公司站场局域网的配置标准，避免出现类似配置。3）针对兰州首站的 PLC 程序在重新下载后有改变设定的问题,要求分公司和代维队伍对程序进行优化，彻底解决此问题.4)在程序未进行优化前，需要阀门由就地切换到远控时，现场人员应与调控中心人员加强沟通，避免再次发生此类事件.5)在今后处理数据通讯中断过程中，严禁现场 PLC 程序随意重新下载，必要的下载应保持现场设备运行工况，同时下载后也应通报相关部门及人员。2、在目前管道公司仪表与自动化专业管理方面（包括在役管道和新建管道），你有什么建议？（5 分）3、在目前管道公司仪表与自动化标准方面，你认为与国际标准存在哪些差距?有什么建议？（5 分)14