2025年贵金属冶炼工数字化技能考核试卷及答案

2025年贵金属冶炼工数字化技能考核试卷及答案一、单项选择题（每题2分，共40分）1.贵金属冶炼数字化监控系统中，用于实时采集熔炼炉温度、压力数据的核心设备是（）。A.工业摄像头B.热电阻/热电偶C.电磁流量计D.气体分析仪答案：B2.某金冶炼厂采用OPCUA协议实现DCS系统与MES系统的数据交互，其主要目的是（）。A.降低硬件成本B.提升数据安全性C.解决不同系统间的通信兼容问题D.减少人工记录误差答案：C3.贵金属电解精炼工序中，若数字化系统显示槽电压异常波动（设定值3.2V，实时值2.8-3.6V），优先排查的传感器是（）。A.液位传感器B.电流传感器C.温度传感器D.pH值传感器答案：B（槽电压与电流密度直接相关，电流传感器故障会导致电压波动）4.以下不属于贵金属冶炼数字化平台“数据清洗”环节的操作是（）。A.剔除重复的温度采集数据B.修正因信号干扰产生的异常压力值C.对24小时能耗数据进行均值计算D.标记因设备停机导致的缺失数据答案：C（均值计算属于数据分析，非清洗）5.某铂精炼车间引入AI视觉识别系统监测坩埚裂缝，其模型训练的关键数据是（）。A.不同温度下的坩埚重量变化B.正常坩埚与裂缝坩埚的图像特征C.精炼过程中的气体成分数据D.搅拌电机的电流曲线答案：B6.数字化系统中，用于存储3年以上冶炼工艺参数、设备状态历史数据的数据库类型是（）。A.关系型数据库（如MySQL）B.实时数据库（如PI）C.内存数据库（如Redis）D.图数据库（如Neo4j）答案：A（长期结构化数据存储）7.贵金属熔炼炉的PLC控制程序中，若需实现“当温度＞1200℃且氧气流量＜5m³/h时，自动关闭燃料阀”，应采用的逻辑指令是（）。A.与（AND）B.或（OR）C.非（NOT）D.异或（XOR）答案：A8.某企业通过数字孪生技术构建熔炼工序虚拟模型，其核心校准参数是（）。A.设备采购时间B.历史生产中的物料平衡数据C.操作工人的工龄D.车间照明强度答案：B（需与实际生产数据匹配）9.贵金属粉末制备的气流粉碎工序中，数字化系统需监控的关键工艺参数不包括（）。A.压缩空气压力B.粉碎腔温度C.粉末粒度分布（激光粒度仪数据）D.车间湿度答案：D（湿度非直接影响参数）10.为防止数字化控制系统被网络攻击，下列措施中优先级最低的是（）。A.定期更新工业防火墙规则B.对操作权限进行分级管理（如查看/修改/审批）C.为PLC设置复杂登录密码D.实时监控车间温湿度答案：D11.某银电解车间数字化报表显示“单日电耗比上周增加15%”，需重点分析的关联参数是（）。A.电解槽数量B.银离子浓度（设定值45g/L，实时42g/L）C.车间通风量D.操作人员班次答案：B（离子浓度降低会导致电解电压升高，电耗增加）12.贵金属冶炼机器人（如自动投料机械臂）的定位精度主要依赖（）。A.机械臂长度B.伺服电机的编码器精度C.操作界面的触控灵敏度D.车间Wi-Fi信号强度答案：B13.数字化系统中，用于分析“温度波动与金回收率相关性”的工具是（）。A.直方图B.散点图C.饼状图D.甘特图答案：B（散点图用于分析两个变量的相关性）14.某钯精炼线采用SCADA系统监控，当界面显示“萃取槽搅拌电机故障”报警时，首先应检查（）。A.电机控制回路的熔断器B.萃取剂流量C.钯浓度在线分析仪D.车间气压答案：A（电气故障优先排查控制回路）15.贵金属冶炼数字化转型中，“数字主线”的核心作用是（）。A.连接设备与操作人员B.整合从原料到成品的全流程数据C.降低设备采购成本D.提升员工数字化培训效率答案：B16.用于贵金属溶液成分在线检测的XRF光谱仪，其数字化系统需重点校准的参数是（）。A.仪器重量B.标准样品的特征谱线C.操作人员身高D.实验室温度答案：B（确保检测准确性）17.某企业将熔炼炉的传统PID控制升级为模糊控制，主要目的是（）。A.简化编程步骤B.适应非线性、大滞后的温度控制场景C.降低硬件成本D.减少历史数据存储量答案：B18.贵金属冶炼数字化系统的“边缘计算”节点通常部署在（）。A.企业数据中心B.车间设备附近（如熔炼炉控制柜）C.云端服务器D.管理层办公室答案：B（就近处理实时数据）19.某铂铑合金熔炼工序中，数字化系统显示“真空度未达设定值（目标-0.1MPa，实际-0.08MPa）”，可能的故障原因是（）。A.热电偶老化B.真空泵密封件磨损C.搅拌电机过载D.氩气纯度不足答案：B（真空度不足多因密封或泵故障）20.贵金属冶炼工需掌握的数字化技能中，最基础的是（）。A.编写Python数据分析脚本B.操作HMI（人机界面）进行参数设置C.开发数字孪生模型D.配置工业交换机VLAN答案：B二、判断题（每题1分，共10分）1.贵金属冶炼数字化系统中，所有传感器数据都需实时上传至云端存储。（×）（部分数据可本地边缘计算后上传）2.电解工序中，若数字化系统显示“阳极泥厚度”异常，需优先检查阳极板的铸造质量。（√）3.工业物联网（IIoT）在贵金属冶炼中的应用仅涉及设备连接，与工艺优化无关。（×）（可通过数据优化工艺）4.为提升数据安全性，数字化系统应禁止任何外部设备（如U盘）接入。（√）5.贵金属粉末包装的自动称重系统中，称重传感器的精度需高于0.1g才能满足工艺要求。（√）（通常要求0.01-0.1g）6.数字孪生模型一旦构建完成，无需根据实际生产数据更新。（×）（需持续校准）7.PLC程序中，“保持型定时器”可用于记录设备累计运行时间。（√）8.贵金属冶炼车间的5G网络部署主要目的是为员工提供高速上网。（×）（用于设备实时通信）9.异常数据（如温度骤升100℃）必须直接删除，不可用于分析。（×）（需标记后分析原因）10.数字化技能考核中，“能根据历史数据预测设备故障”属于高级技能要求。（√）三、简答题（每题8分，共40分）1.简述贵金属冶炼数字化系统中“数据采集-传输-存储”的完整流程，并说明各环节的关键设备或技术。答案：（1）数据采集：通过传感器（如热电偶、压力变送器）获取温度、压力、流量等物理量，部分数据通过智能仪表（如XRF光谱仪）直接输出数字信号；关键设备：各类传感器、智能仪表。（2）数据传输：通过工业总线（如Modbus、Profibus）或工业以太网（如Profinet）将数据传输至PLC或边缘计算网关，远距离传输使用5G或有线光纤；关键技术：工业通信协议、5G低时延传输。（3）数据存储：边缘端存储实时数据（如PLC内存），关键数据上传至实时数据库（如PI系统），长期数据归档至关系型数据库（如SQLServer）；关键设备：实时数据库服务器、关系型数据库服务器。2.某金精炼车间数字化系统显示“电解槽电流效率从95%降至88%”，请列出至少4项可能的原因及对应的数字化排查方法。答案：（1）阳极板成分异常（如杂质含量升高）：调取XRF光谱仪的阳极板成分历史数据，对比近期检测值与标准值（Au≥99.5%）。（2）电解液温度偏低（影响离子迁移速率）：检查温度传感器实时数据，确认是否低于设定值（通常50-60℃）。（3）阴极板表面状态不良（如结瘤）：查看AI视觉系统的阴极板图像，分析是否有异常凸起。（4）整流器输出不稳定（电流波动）：调取整流器的电流曲线，检查是否存在频繁跳变。3.说明在贵金属熔炼炉的数字化控制中，PID参数（比例P、积分I、微分D）的调整对温度控制效果的影响，并举例说明“大滞后场景”下的调整策略。答案：（1）比例（P）：增大P可加快响应速度，但过大会导致超调；减小P可降低超调，但可能出现稳态误差。（2）积分（I）：增大I可消除稳态误差，但过大会导致系统震荡；减小I可减少震荡，但误差消除变慢。（3）微分（D）：增大D可抑制超调，改善动态特性；过小会导致对扰动的抑制能力不足。大滞后场景（如熔炼炉升温，热量传递慢）：应减小比例系数（避免超调），增大积分时间（降低积分作用，防止积分饱和），适当增大微分系数（提前预测温度变化趋势）。例如，初始P=3、I=100s、D=20s，调整后P=2、I=150s、D=30s。4.简述贵金属冶炼企业实施“设备数字孪生”的主要步骤，并说明其对生产管理的价值。答案：步骤：（1）设备建模：基于CAD图纸构建三维模型，标注关键部件（如熔炼炉炉体、电极）。（2）数据映射：通过传感器采集设备实时数据（温度、振动、电流），与模型参数关联。（3）模型校准：利用历史生产数据（如不同温度下的炉体膨胀量）修正模型参数，确保与实际一致。（4）仿真应用：模拟不同工况（如原料变化、温度波动），预测设备状态（如炉衬寿命）。价值：可提前预警设备故障（如通过振动数据预测轴承磨损），优化维修计划（避免过度维修），支持工艺试验（在虚拟模型中测试新配方），降低实际生产风险。5.某铂精炼车间数字化系统出现“通讯中断（DCS与PLC无法通信）”故障，请列出排查流程（至少5步）。答案：（1）检查DCS与PLC的物理连接：确认网线是否松动，光纤是否断裂（用光功率计检测信号强度）。（2）查看设备状态指示灯：PLC的“通讯”指示灯是否常亮（正常）或闪烁/熄灭（故障）；DCS的网卡状态是否显示“连接”。（3）测试网络连通性：在DCS操作站使用Ping命令（如PingPLC的IP地址192.168.1.10），确认是否丢包。（4）检查通信协议配置：核对DCS与PLC的通信参数（如波特率、数据位、校验位）是否一致（如ModbusRTU的波特率应为9600bps）。（5）重启相关设备：先重启PLC（断电30秒后上电），再重启DCS通信模块，观察是否恢复。（6）更换备用设备：若上述步骤无效，更换PLC的通信模块或DCS的网卡，排除硬件故障。四、实操题（每题15分，共30分）1.场景：某银冶炼厂电解工序数字化系统显示以下参数（设定值/实时值）：电解液温度：55℃/58℃（上限60℃）电流密度：300A/m²/320A/m²（上限350A/m²）银离子浓度：40g/L/38g/L（下限35g/L）槽电压：3.0V/3.2V（历史均值2.9-3.1V）要求：作为操作工人，需通过数字化系统进行调整，请写出具体操作步骤及调整依据。答案：操作步骤：（1）查看温度趋势图：确认温度是持续上升（如1小时内从55℃升至58℃）还是短期波动。若持续上升，检查冷却系统（如板式换热器的循环水流量，通过数字化系统调取冷却水流量计数据，设定值15m³/h，若实时值12m³/h，需增大冷却水泵频率）。（2）分析电流密度升高原因：电流密度=总电流/阴极面积，若阴极面积未变（系统记录阴极板数量未增减），则总电流可能因整流器输出增大导致。需检查整流器的“自动/手动”模式（若为自动模式，可能因系统根据离子浓度自动调整电流），若为手动模式，需手动降低电流给定值（如从320A/m²调至300A/m²）。（3）调整银离子浓度：离子浓度降低可能因阳极溶解速率小于阴极析出速率。通过数字化系统查看阳极溶解速率（可通过阳极重量传感器数据计算，如1小时阳极减重10kg，正常应为12kg），若溶解速率低，可适当提高阳极电流密度（但不超过350A/m²上限），或添加硝酸银溶液（通过自动加药系统的计量泵，设定加药量5L，观察30分钟后离子浓度是否回升至39g/L）。（4）监控槽电压：槽电压升高与离子浓度降低（电阻增大）、温度升高（电阻减小）有关，当前温度升高但电压仍上升，主要因离子浓度降低。调整离子浓度后，电压应逐渐回落至3.0V左右。调整依据：电解液温度过高会增加挥发损失（上限60℃），需控制在55±2℃；电流密度过高可能导致阴极结瘤（上限350A/m²），需维持300A/m²；银离子浓度过低会增大槽电压（电耗增加），需≥35g/L；槽电压波动需结合温度、离子浓度综合调整。2.场景：某金精炼车间引入智能巡检机器人，需通过数字化平台设置其巡检路径及任务。已知车间布局如下：区域A：熔炼炉（需检测温度、炉体振动）区域B：电解槽（需读取电压表、液位计）区域C：仓库（需拍摄原料堆垛照片）