2026年冶金过程自动化控制试题含答案

2026年冶金过程自动化控制试题含答案一、单项选择题（每题2分，共20题，合计40分）说明：下列每题只有一个最符合题意的选项。1.在钢铁连铸过程中，用于监测结晶器液面高度的传感器主要是（）。A.红外测温仪B.超声波液位传感器C.电磁流量计D.气动压力传感器2.高炉喷煤自动化控制中，煤粉流量调节的关键环节是（）。A.燃料预热B.煤粉研磨细度控制C.风煤配比闭环调节D.煤气预热温度3.钢铁厂中，PLC系统在转炉炼钢中的应用主要解决（）。A.温度控制B.流量控制C.过程顺序控制D.数据采集4.在连铸机二冷区喷淋冷却控制中，常用的PID参数整定方法是（）。A.Ziegler-Nichols方法B.最小二乘法C.频域分析法D.鲁棒控制法5.电弧炉炼钢过程中，炉膛温度的快速响应依赖于（）。A.人工干预B.炉衬材料C.高频加热技术D.炉气分析系统6.热连轧带钢厚度自动控制系统（AGC）的核心是（）。A.液压伺服阀B.传感器标定C.厚度设定模型D.粗轧力控制7.在连铸结晶器内钢水流动的均匀性控制中，主要采用（）。A.振动控制B.冷却水分布优化C.电磁搅拌D.钢水流量调节8.高炉炉渣性质（CaO-SiO₂）的在线监测主要利用（）。A.X射线荧光光谱（XRF）B.热电偶C.红外光谱D.电磁流量计9.钢铁厂自动化系统中，DCS与PLC的主要区别在于（）。A.控制范围B.抗干扰能力C.接口标准化程度D.安全等级10.在连铸机拉矫机控制中，防止铸坯偏断的关键是（）。A.拉速恒定B.轧辊同步控制C.冷却强度调节D.钢水成分控制二、多项选择题（每题3分，共10题，合计30分）说明：下列每题至少有两个符合题意的选项。1.高炉自动化控制系统的主要功能包括（）。A.炉温控制B.煤气流速调节C.炉渣排放量控制D.炉顶压力调节E.风量闭环控制2.连铸机二冷区冷却制度的优化主要考虑（）。A.铸坯厚度B.钢种需求C.冷却水压力D.热流分布E.冷却分区控制3.电弧炉炼钢过程中，自动化控制系统需监测的主要参数包括（）。A.炉衬温度B.电极升降速度C.炉渣成分D.钢水温度E.氧气流量4.热连轧带钢宽度自动控制系统（AWC）的干扰因素主要有（）。A.来料厚度偏差B.轧辊热膨胀C.液压系统滞后D.温度设定误差E.压下量波动5.钢铁厂自动化系统中，传感器标定的主要目的是（）。A.提高测量精度B.减少系统误差C.增强抗干扰能力D.优化控制性能E.确保安全运行6.连铸结晶器液面控制的常见故障包括（）。A.传感器漂移B.钢水波动大C.冷却水堵塞D.液位检测延迟E.控制阀响应慢7.高炉炉渣处理自动化系统的主要设备包括（）。A.炉渣取样器B.除渣机C.炉渣冷却器D.炉渣配料系统E.炉渣熔融炉8.电弧炉炼钢的自动化控制策略包括（）。A.电极自动升降B.炉衬温度补偿C.炉渣成分闭环控制D.炉气分析反馈E.钢水温度预测9.热连轧带钢厚度控制中的非线性问题主要表现为（）。A.轧机弹性变形B.钢材塑性硬化C.温度分布不均D.液压系统摩擦E.来料厚度波动10.钢铁厂自动化系统的网络安全防护措施包括（）。A.防火墙部署B.数据加密传输C.访问权限控制D.系统冗余设计E.漏洞扫描检测三、简答题（每题5分，共6题，合计30分）1.简述高炉炉温控制的基本原理及常用控制方法。2.连铸结晶器液面控制系统的设计要点有哪些？3.电弧炉炼钢过程中，电极自动升降控制系统的工作原理是什么？4.热连轧带钢厚度自动控制系统（AGC）中，预压下量如何设定？5.钢铁厂自动化系统中，传感器标定的主要步骤是什么？6.简述钢铁厂DCS系统与PLC系统的典型应用场景差异。四、计算题（每题10分，共2题，合计20分）1.某连铸机二冷区冷却水流量为80m³/h，冷却强度要求为0.8L/(kg·m)，若铸坯运行速度为1.5m/min，铸坯宽度为800mm，试计算每米宽度的冷却水流量应为多少L/min？2.某电弧炉炼钢过程中，钢水温度测量范围为1500℃～1800℃，要求温度控制精度为±5℃，若采用PID控制，试简述PID参数整定的步骤及常用方法。答案与解析一、单项选择题答案1.B2.C3.C4.A5.C6.C7.B8.A9.C10.B解析：1.结晶器液面监测需非接触式测量，超声波传感器因穿透性好且响应快，适用于钢水液面检测。2.高炉喷煤控制的核心是风煤配比，通过调节煤粉流量实现稳定燃烧。3.转炉炼钢过程顺序复杂，PLC擅长逻辑控制，如电极升降、炉体倾动等。4.二冷区冷却控制要求快速响应，Ziegler-Nichols方法适用于工业PID整定。5.电弧炉高温环境，高频加热技术能快速提升炉温。6.AGC核心是厚度设定模型，通过压下量与轧制力的动态匹配实现控制。7.二冷区冷却水分布不均会导致铸坯变形，优化分布是关键。8.XRF可在线分析炉渣成分，适用于冶金过程实时监测。9.DCS多用于连续过程控制，PLC更适用于离散控制。10.拉矫机同步控制防止铸坯偏断，需精确控制轧辊动作。二、多项选择题答案1.ABCDE2.ABCDE3.ABCDE4.ABCDE5.ABDE6.ABCDE7.ABCDE8.ABCDE9.ABCDE10.ABCDE解析：1.高炉自动化涵盖温度、风量、渣量、压力等多参数协调控制。5.传感器标定旨在提高测量精度和系统可靠性，与抗干扰能力间接相关。10.网络安全防护需综合物理隔离、传输加密、访问控制等措施。三、简答题答案1.高炉炉温控制原理与方法-原理：通过调节风量、煤量、富氧量等改变炉内燃烧与传热，使炉温维持在目标区间。-方法：串级控制（炉温外环、风煤内环）、前馈补偿控制、模糊控制等。2.结晶器液面控制设计要点-非接触式传感器选型（超声波、激光）；-液位补偿（钢水密度、表面张力）；-快速响应控制算法（PID+前馈）；-抗干扰措施（防喷溅设计）。3.电极自动升降控制原理-基于电压、电流反馈的闭环控制；-通过调节电极升降速度维持电弧稳定；-结合炉衬温度、钢水成分补偿。4.AGC预压下量设定-基于来料厚度、轧制力模型的预测；-结合温度、板形约束优化压下分配；-通过实测反馈动态调整。5.传感器标定步骤-现场校准（零点、量程调整）；-误差修正（线性化处理）；-稳定性验证（长期监测）；-数据记录与归档。6.DCS与PLC应用场景差异-DCS：连续过程控制（如高炉、转炉）；-PLC：离散逻辑控制（如连铸机、轧机）。四、计算题答案1.冷却水流量计算-铸坯质量流量：80m³/h×1000kg/m³×1.5m/min÷60min=200kg/min；-每米宽度流量：200kg/min÷0.8