2026年冶金工业电气控制专业练习题

2026年冶金工业电气控制专业练习题一、单选题（共10题，每题2分，计20分）1.在冶金工业中，PLC控制系统常用于钢水冶炼过程中的温度控制，其核心优势在于（）。A.抗干扰能力强B.控制精度高C.成本低廉D.维护简单2.高炉炼铁过程中，炉体温度监测通常采用（）。A.红外测温仪B.热电偶传感器C.液压传感器D.电磁流量计3.冶金生产线中，变频器的主要作用是（）。A.提高电力系统功率因数B.实现电机软启动和调速C.防止电压波动D.降低谐波干扰4.在轧钢厂中，辊道电机常用的制动方式是（）。A.气动制动B.电磁抱闸C.频敏变阻器D.静差制动5.冶金企业中，PLC与DCS系统的区别主要体现在（）。A.控制范围不同B.硬件接口不同C.安全防护等级不同D.软件编程方式不同6.高炉喷煤系统中，煤粉输送常采用（）。A.皮带输送机B.齿轮泵C.空气炮D.螺旋输送机7.钢水精炼过程中，LF炉的功率控制通常采用（）。A.恒功率控制B.恒压控制C.恒流控制D.恒温控制8.冶金设备中，高压电机的启动方式不包括（）。A.直接启动B.星三角启动C.自耦减压启动D.软启动9.在连铸连轧生产线中，板形控制的关键参数是（）。A.温度B.张力C.速度D.压力10.冶金工业中，PLC程序的调试通常采用（）。A.仿真软件B.逻辑分析仪C.示波器D.万用表二、多选题（共5题，每题3分，计15分）1.冶金生产线中，变频器常见故障包括（）。A.过流保护B.过压保护C.缺相保护D.温度过高E.编程错误2.高炉自动化控制系统的主要组成部分有（）。A.DCS系统B.PLC系统C.SCADA系统D.传感器网络E.人机界面（HMI）3.轧钢过程中，影响板形控制的因素包括（）。A.轧制速度B.张力大小C.电机功率D.支撑辊间隙E.温度分布4.冶金企业中，电气设备防爆措施包括（）。A.本质安全型设计B.隔爆型结构C.气体检测系统D.防爆电气设备认证E.避雷针接地5.PLC控制系统在冶金工业中的应用场景有（）。A.高炉自动上料B.炼钢过程控制C.轧钢机群控D.厂区电力调度E.无人化操作三、判断题（共10题，每题1分，计10分）1.PLC控制系统比DCS系统更适合冶金工业的复杂过程控制。（×）2.高炉风口堵塞时，应立即提高鼓风压力。（×）3.冶金设备中，变频器能显著降低电机启动电流。（√）4.钢水精炼LF炉的功率控制主要依靠人工经验。（×）5.轧钢过程中，轧辊的磨损主要与轧制速度无关。（×）6.冶金企业中，高压电机的绝缘等级通常为F级或H级。（√）7.PLC程序的扫描周期与控制精度成正比。（×）8.高炉喷煤系统的煤粉量控制采用闭环反馈调节。（√）9.连铸连轧生产线中，铸坯的拉速与结晶器液面高度无关。（×）10.冶金电气设备的接地方式主要为保护接地。（×）四、简答题（共5题，每题5分，计25分）1.简述冶金工业中PLC控制系统的主要优势。答：抗干扰能力强、控制精度高、可靠性高、编程灵活、易于维护、可扩展性好。2.高炉炼铁过程中，温度控制的关键点有哪些？答：风口温度、炉身温度、炉渣温度、钢水温度，需通过传感器实时监测并调整风量、富氧量等参数。3.轧钢过程中，板形控制的主要技术手段有哪些？答：轧制力分配、轧辊调整、张力控制、轧制速度优化、润滑系统控制。4.冶金企业中，变频器节能的主要原理是什么？答：通过调节电机转速匹配实际负载需求，避免电机空载或满载运行，降低电能损耗。5.冶金电气设备防爆的主要措施有哪些？答：选用防爆电气设备、合理布置电气线路、设置气体检测与报警系统、加强设备接地与短路保护。五、论述题（共2题，每题10分，计20分）1.论述冶金工业中DCS系统与PLC系统的区别及适用场景。答：-区别：DCS系统适用于大规模、连续化工业过程控制（如高炉、炼钢），具有冗余设计、高速通信和集中管理；PLC系统适用于局部自动化控制（如轧钢机、输送线），灵活性好但扩展性受限。-适用场景：DCS系统用于核心工艺控制（如温度、流量、压力）；PLC系统用于设备级控制（如电机、阀门）。2.分析冶金工业电气自动化技术发展趋势及其对行业的影响。答：-趋势：智能化（AI+控制）、数字化（工业互联网）、绿色化（节能环保）、无人化（机器人+自动化）。-影响：提高生产效率、降低能耗、提升产品质量、增强安全生产能力、推动产业升级。六、计算题（共2题，每题5分，计10分）1.某冶金设备采用变频器控制电机，电机额定功率为55kW，额定电压380V，额定电流110A。若变频器效率为95%，求电机启动电流为额定电流的3倍时，变频器输入侧的功率因数。答：-启动功率P=55kW×3=165kW-输入功率P_in=165kW/0.95≈173kW-功率因数cosφ=P_in/(√3×U×I)≈0.822.某高炉风口温度控制系统的传递函数为G(s)=10/(s+2)，若设定温度为1500℃±10℃，求系统超调量和调节时间。答：-超调量≈10%-调节时间≈0.7×2=1.4秒答案与解析一、单选题1.A2.B3.B4.B5.A6.D7.A8.D9.B10.B二、多选题1.ABCE2.ABCDE3.ABDE4.ABCD5.ABCE三、判断题1.×2.×3.√4.×5.×6.√7.×8.√9.×10.×四、简答题1.PLC控制系统在冶金工业中的优势：抗干扰能力强，冶金环境恶劣（高温、粉尘、电磁干扰），PLC采用封闭式结构；控制精度高，冶金工艺对温度、流量等参数要求严格；可靠性高，冶金设备故障会造成重大损失，PLC平均无故障时间长；编程灵活，可快速调整控制逻辑以适应工艺变化；易于维护，模块化设计便于故障排查与更换。2.高炉温度控制关键点：-风口温度：影响炉料熔化速度，需通过调节风量、富氧量控制；-炉身温度：决定炉料反应程度，需监测不同高度温度并调整燃料供给；-炉渣温度：影响脱硫效果，需配合渣样分析调整操作；-钢水温度：决定出钢质量，需通过LF炉等设备精确控制。五、论述题1.DCS与PLC的区别及适用场景：-区别：DCS（集散控制系统）以分层结构设计，适合大型连续工业过程（如冶金），强调冗余与高速通信；PLC（可编程逻辑控制器）以模块化设计为主，适合离散型设备控制（如轧钢），灵活性高但通信速度相对较慢。-适用场景：DCS用于核心工艺（如高炉、转炉），需实现多变量协调控制；PLC用于辅助设备（如辊道、输送机），需快速响应单机指令。2.冶金电气自动化技术发展趋势及其影响：-趋势：智能化通过AI算法优化控制策略（如钢水成分预测）；数字化利用工业互联网实现设备互联与数据共享；绿色化采用变频调速、余热回收等技术节能；无人化通过机器人替代人工操作高危岗位。-影响：自动化水平提升使冶金企业向智能制造转型，降低人力成本与安全风险，提高产品竞争力。六、计算题1.功率因数计算：-启动功率P=55kW×3=165kW-输入功率P_in=165kW/0.95≈173kW-输入电流I_in=P_in/(√3×380V×cosφ)-解得c