材料成型自动控制练习题答案
构成系统的三个要素是什么？
(1)包含若干部分；
(2)各个部分之间存在某种联系；
(3)具有特定的功能。
控制的含义是什么？
使某个控制对象中一个或多个输出量随着时间的推移按照某种预期的方式进行变化。
开环控制系统和闭环控制系统各有什么特点？
开环系统：不存在稳定性问题，控制精度无法保证。
闭环系统：可实现高精度控制，但稳定性是系统设计的一个主要问题。
为何说PID算法综合了系统动态过程中过去，现在及将来的信息？
①PID算法是典型的古典控制算法，从50年代左右开始应用
②在模拟控制和数字控制系统中都已形成了成熟的算法
③90%以上的工业控制回路仍采用各种形式的PID控制
PID控制，Smith控制，自校正控制，模糊控制，专家控制的控制原理及特点各是什么？
(1)PID控制原理
PID控制的特点①PID算法综合了系统动态过程中的过去、现在以及将来的信息
②PID算法适应性好，有较强的鲁棒性
③PID算法有一套完整的参数设计与整定方法
④PID控制能获得较高的性价比
⑤对PID算法的缺陷进行了许多改良形成具有实用价值的复合控制策略
⑥具有大时滞的被控系统(G(s)e-ts)
⑦变参数及变结构的被控系统
⑧系统复杂、环境复杂、控制性能要求高的场合。
(2)Smith控制原理
Smith控制特点
①不失一般性，设测量元件的传递函数：Gf(s)=1
②在无时滞的情况下：f=Gp(s)u
③在有时滞并加入Smith预估器的情况下：f=Gp(s)(1–e-τs)u+Gp(s)e-τsu=Gp(s)u
④当Gp(s)变化时，Smith控制将失效。
(3)自校正控制原理
自校正控制特点
辨识器对控制对象的参数进行在线估计，将估计值视为控制对象的真值送入控制器设计机构，该机构设计出控制参数后，赋给可变参数控制器。因此，可变参数控制器可不断地根据控制对象的变化去调整控制参数。
（4）模糊控制原理
模糊控制特点
①将精确量(一般是系统的误差和误差变化率)转化为模糊量；
②按总结的语言规则(存于规则库中)进行模糊推理；
③将推理结果由模糊量转化为精确量用于控制。
（5）专家控制原理
专家控制特点
①模型描述的多样性
②在线处理的灵巧性
③控制决策的灵巧性
④决策机构的递阶性
⑤推理与决策的实时性
设系统的微分方程为：
y(3)+5y(2)+11y(1)+6y=u
y为输出，u为输入。试求系统的状态空间描述，并判断系统的可控性与可观测性。
选取状态变量为：x1=y；x2=y(1)；x3=y(2)
将微分方程转化为：x1=x2,
x2=x3
x3=−6x1−11x2−5x3+3u
系统的状态空间描述:x•=Ax+bu
y=cx
A=⎡⎢010⎤
⎢0011−15⎥=[100]
⎣−6−⎥b=⎡⎢0⎤
⎦⎢0⎥
⎣3⎥c
⎦
设：G(s)=⎡⎡1⎤
⎢k1⎤
⎣Ts+1s⎥⎦H(s)=⎢⎢s⎥
⎣1⎥⎦
试求系统的闭环传递矩阵。
利用输出反馈和状态反馈构成的闭环控制系统各有什么特点?
(1)对于状态反馈控制系统，可控性不变；可观测性可能会产生变化。
(2)对于输出反馈控制系统，可控性与可观测性均不变。
引入反馈后，系统的可控性与可观测性有什么变化？
反馈的引入将造成状态矩阵中的元素产生变化，可控矩阵V、可观测矩阵N及输出可控矩阵S均随之产生变化，这种变化对反馈控制系统的可控性与可观测性是否产生影响是至关重要的。进行极点配置的目的是什么？系统需满足什么条件？
配置目的：使闭环控制系统具有预先设定的特征值
满足条件：系统完全可控，即存在K值
进行系统解耦的目的是什么？怎样进行?
目的：消除系统各变量之间的耦合关系，将相互影响的各回路分解成几个独立回路，使一个多变量控制系统转变为若干个单输入单输出控制系统，一个输入只对一个输出产生影响。
方法：应采用解耦控制策略，即在系统前向通道中设计解耦补偿器
系统辨识的一般步骤及各个步骤的作用是什么?
①试验设计试验设计的好坏，将直接影响数学模型的精度、辨识的快速性和经济性。
②模型结构的分类及确定得到可以使用的模型，确定模型结构形式
③参数估计使试验获得的系统参数与实际的系统参数尽可能接近。
④模型检验检验系统辨别获得的数学模型是否可靠。
过渡响应法和频率响应法有什么区别?
过渡响应法：是向系统输入非周期时间函数信号(常用信号为单位阶跃函数和单位脉冲函数)，研究系统的动态响应曲线，从中得出传递函数阶数及各个参数。
频率响应法：是向系统输入频率变化的正弦信号，研究系统输出信号的幅值和相位的变化特性，从中得出传递函数阶数及各个参数。
为什么称最小二乘法得到的参数估计结果为最优估计?
因为在用最小二乘法估计过程中，尽管“历史”数据并未保存下来，但“历史”数据却一直在起作用。试画出最小二乘法递推公式的计算流程图。
利用递推公式，可通过第k次得到的估计值及第k+1次所得测量值，计算第k+1次估计值。P(k),x(k+1)→K(k),P(k+1)
ci(k),K(k),x(k+1),yi(k+1)→ci(k+1)
1+xTP(k)x是一个标量，避免了矩阵求逆。
第k+1次测量值包含系统最新信息，所以第k+1次估计值是第k次估计值加上一个修正项∧∧
ˆi(k)]K(k)[yi−xTc
说明利用最小二乘法递推公式对系统进行估计时，第二种初值选取方法的原理。
人为给定初值，取P0=(1/ε)2I，就意味着X(0)=εI
因此有
P(1)=[KT(0)X(0)+x(1)xT(1)]-1
P(2)=[KT(0)X(0)+x(1)xT(1)+x(2)xT(2)]-1
……
P(k)=[KT(0)X(0)+x(1)xT(1)+…+x(k)xT(k)]-1=[ε2I+XT(k)X(k)]-1
，当ε→0时，P(k)=[XT(k)X(k)]-1
ci(k)=P(k)XT(k)Yi(k)∧
*负反馈控制系统是如何根据偏差信号实现输出对输入的跟踪的？
(1)实时地了解控制对象当前的状态，判断控制对象的状态是否正在按照某种预期进行变化。
(2)在控制过程中，实时地对偏离预期的状态进行调整。
(3)在控制对象的状态达到最终要求之后，能保持这个状态。
*积分型控制器为何能消除系统的静态误差？
积分型控制器具有记忆功能，当系统输入与输出之间出现误差时控制器对系统不产生控制
*微分型控制器为何不能单独使用？
微分控制器只能反应偏差信号的变化趋势，可作为早期修正信号，但是它本身不能进行控制。 *串级控制系统为何能提高系统的控制性能？
由于副控回路的存在，系统在扰动下的调节过程将大大加快，从而使控制性能得到推高。
与单回路系统相比，串级控制系统具有哪些特点？
①减小副控回路的等效时间常数
②提高系统的工作频率
③提高抑制二次扰动的能力
④提高对符合变化的适应能力
设计串级控制系统时，应注意哪些问题？
设计原则：根据串级控制的特点，充分发挥副控回路的作用，使系统的控制性能得到提高。①将系统所承受的主要扰动包含在副控回路中；
②副控回路应尽量包含积分环节；
③必须用一个可实测的中间变量作为副控回路的调节参数；
④若采用数字控制，主控贿赂和副控回路的采样周期应该错开，使二者相差三倍以上。
(1)应将系统所承受的主要扰动包含在副控回路中，目的是在扰动对主控调节参数产生影响之前，通过副控回路的调节，抑制或消除扰动的影响。
(2)副控回路应尽量包含积分环节，因为积分环节的相位滞后是-90º，当副控回路包含了积分环节时，等效相位滞后将被减小，有利于改善系统的稳定性。
(3)必须用一个可实测的中间变量作为副控调节参数，当无法满足这一条件时，可以利用观测器由下游状态观测上游的中间变量，观测结果作为副控调节参数。
(4)在设计这类系统时，应注意将主控对象和副控对象的时间常数拉开，以减小副控对象参数的波动对主控对象参数的影响。
(5)若采用数字控制，主控回路的采样周期T1和副控回路的采样周期T2应该错开，可选择T1≥3T2，或3T1≤T2，即使T1与T2之间相差3倍以上，从而避免主控回路和副控回路之间产生干扰或共振。采用前馈控制主要起什么作用？
前馈能有效消除扰动对控制系统的影响，提高控制性能。
设计前馈控制器的主要依据是什么？
扰动通道和控制通道的信号变化大小相等，方向相反。
当控制对象的参数发生漂移时，前馈控制系统还能起到预期的效果吗？
不能。因为前馈控制器参数的整定决定着前馈控制的效果。
DCS是基于何种控制思想产生的？
基本思想：控制分散、危险分散，而管理和操作集中。
DCS经历了几个发展阶段？各阶段系统有什么不同？
第一阶段：1975年~1980年
这一阶段系统主要组成：过程控制器、数据采集器、CRT操作站、监控计算机、数据高速公路
第二阶段：1980年—1985年
这一阶段系统以局域网为主干，系统中各个单元都被视为网络节点工作站，节点可通过网间连接器(即
网关)与同种或异型网络相连。组成有局域网、多功能控制器、增强型操作站、通用操作站、网间连接器、系统管理模块、主计算机
第三阶段：1985年以后
这一阶段系统结构层次：更加明确，可以分为四个层次：经营管理级、生产管理级、过程管理级和直接控制级。
DCS产品一般采用何种总线控制方式？
一般有三种：
总线型：总线型结构是集散型控制系统使用最多的网络拓扑结构。所有站都挂接到总线上，任意站发送的数据都在总线上传递，可被所有其它站接收。由于共享一条传输通路，故在同一时刻只能有一个站发送数据。
环型：网络上所有站通过点对点链路相连，形成一个封闭环路。任意站发送的数据只能发送到下一个站，若该站不是目的站，则再向下传递。一个站的故障会影响整个网络的正常工作，为解决这一问题，常采用双环冗余结构。
星型：设中央站，各站交换数据均需通过中央站进行，因此不符合DCS危险分散的设计思想。在DCS中少为采用。
DCS的软件系统主要有哪些部分组成？
主要由系统软件、应用软件、通信软件、组态软件和诊断软件，
TDC3000主要有哪些部分组成？各部分的主要功能是什么？
高速数据通道接口：提供HW和LCN的双向接口门。
通用操作站：是TDC3000LCN的人机交换装置，包括主机、键盘、CRT等。
应用模块：采用控制语言(CL)编程，实现比TDC3000Basic更高一级的控制功能。
历史模块：保存过程的历史数据和画面，是AM和UMS的数据源。
计算机接口：可连接非Honeywell计算机，如IBM，VAX等。
计算机CM-60：小型机，使系统具有高级控制和管理功能，配有Pascal或Fortran语言。
万能工作站：用作标准控制台或专门用户控制台，对过程进行集中管理、监视和操作。
*连铸机有哪些主要装置？它们的作用是什么？
(1)结晶器：钢水→铸坯外壳
(2)结晶器振动装置：防止坯壳与结晶器粘结，改善铸坯表面质量
(3)二次冷却装置：铸坯加速凝固
(4)拉坯矫直装置：克服结晶器与二冷区的阻力，拉出铸坯；调节拉速；保证铸坯质量。
*连续铸钢检测技术应用在哪些方面？需要进行哪些参数检测？
(1)钢包钢水温度检测
(2)浸入式水口混入钢渣检测
(3)无氧化浇注的微气量检测
(4)结晶器钢水液面检测
(5)坯壳与结晶器壁间摩擦力检测
(6)铸坯拉漏检测
(7)铸坯短边凹度检测
(8)铸坯凝固外壳厚度检测
(9)铸坯表面缺陷检测
(10)拉矫辊检测
*连续铸钢自动控制各部分的内容及功能是什么？
(1)钢包钢水脱氧自动控制：控制钢水中的氧含量；测量钢水温度和氧含量；根据氧含量投入铝丝。
(2)保护渣自动加入控制：在结晶器钢水液面上加入保护渣是为了隔热保温、防止钢液表面氧化、吸收
上浮非金属加杂物、保证铸坯与结晶器间良好润滑、充填坯壳与结晶器之间的气隙，改善结晶器传热。
(3)结晶器锥度及宽度自动控制：锥度是结晶器的最主要参数之一，在连铸过程中需要进行控制；在变更铸坯尺寸时，需要连铸机具有自动调宽能力。
(4)全自动浇注系统：全自动浇注系统包括中间罐液位控制、结晶器液位控制、拉速控制
(5)火焰切割毛刺自动清理系统：火焰切割毛刺自动清理系统通过自动定位装置检测铸坯切割截面的顶边、底边和侧边，然后驱动火焰清理装置清除毛刺。
(6)自动打印装置：在热状态下，将表示铸坯特征的标记，打印在铸坯表面规定位置。
加热炉炉温控制的目的是什么？
炉内各段温度分布均匀、调整方便；提高燃烧效率，尽可能减小环境污染。
加热炉炉温控制系统是怎样工作的？
(1)在加热炉的上部和下部各有若干个加热区段，各加热区段配置有烧咀，燃料由调节阀门经烧咀进入炉内进行燃烧；
(2)每个加热区段设有热电偶，用于测量炉内温度，温度实测值作为反馈信号；
各加热区段的预期温度通过温度设定值进行设定及调节；
(3)对于采用集散控制系统进行控制的加热炉，温度设定及调节可以通过上位机进行，也可以通过各个加热区段的控制仪表进行；
双交叉限幅燃烧控制系统是怎样构成的？
系统在串级控制的基础上，增加了交叉限幅控制方式。炉温调节与燃料及空气流量调节构成串级控制系统。
双交叉限幅燃烧控制方式为何能在动态热负荷工况下保持适度的空气过剩率？
加热炉炉膛压力控制的目的是什么？
控制均热段炉膛压力等于微正压。
因为在出钢过程中炉门要开启，若均热段炉膛压力等于负压，则炉外冷空气将进入炉内，导致炉内温度降低；若正压值过大，则炉气将通过炉门涌出，造成炉内热量损失。这些现象将导致钢坯加热质量下降，燃料消耗增加。因此，通常情况下，炉膛压力控制以控制均热段炉膛压力等于微正压为目标。加热炉集散控制系统的软硬件结构是怎样构成的？主要包括哪些部分？
系统硬件由一台管理监控计算机、数据总线、若干台控制仪表
管理监控计算机：对控制系统中的各项控制参数进行管理、操作和监视；通过各种外设(显示器、打印机、X-Y记录仪等)提供与加热炉内各加热区段的温度、燃料流量和空气流量有关的数据、图像、曲线
及报表等资料，从而为操作人员及时判断炉内燃烧状态，进行正确的操作提供依据；为生产管理人员统计和分析加热炉的各项生产技术指标提供了极大的方便。
控制仪表：构成加热炉各段的控制回路，可采用反馈、前馈和串级等控制方式。控制仪表负责接收管理监控计算机下达的控制指令，执行控制任务，并将温度、燃料流量和空气流量数据上传给管理监控计算机。
应用软件安装在管理监控计算机中，包括系统组态软件、控制仪表编程器和实时监控软件。
软件系统的主要功能包括哪些？
通过应用软件可以实现对集散控制系统的定义、操作和对控制对象的实时监控。通过系统组态软件，可以在离线状态下完成下列对集散控制系统的定义：
(1)系统定义
定义结构：管理监控计算机与各台控制仪表之间的连接方式、通信方式和通信地址；各台控制仪表的型号和编号。
(2)过程点组态
过程点:PID调节器、模拟量输入(AI)、模拟量输出(AO)、开关量输入(DI)、开关量输出(DO)。过程点组态:定义各台控制仪表之间的连接方式和各台控制仪表与加热炉各段的传感器及执行元件之间的连接方式，同时还要定义各过程点的有关参数。
AI点参数:AI点的位号、名称、AI号、控制仪表编号、模拟量工业单位、输入上限、输入下限、报警类别、报警级别、高端报警值、低端报警值等。
过程点列表。
(3)流程图组态
绘制控制对象的工艺流程，定义需在流程图上进行动态显示的过程点数据及显示方式(数值、棒图、报警指示、显示颜色等)；定义流程图编号、名称；列表。
(4)趋势组组态
将一组相关的过程点的趋势曲线按过程点位号定义在同一趋势显示画面上，作为一个趋势组；定义趋势组编号、名称。
(5)操作组组态
将一组相关的过程点的数据作为一个操作组按过程点位号定义在同一显示画面上；定义显示方式(数值、棒图、报警指示、显示颜色等)；定义操作组编号、名称；列表。
(6)报表组态通过控制仪表编程器，可以在离线或在线状态下完成对控制仪表内部的组态。
(1)结构定义
运算单元及连接关系：选择运算单元，按运算顺序进行编号、连接，形成控制流程。
运算单元与输入输出的连接关系：选择输入或输出过程点，将相关的运算单元与之连接。保存所定义的控制流程。
(2)参数设定
对控制流程中包括的过程点和运算单元的有关参数进行设定。
(3)通信
将已经结构定义和参数设定的控制流程写入控制仪表。
将控制仪表中的控制流程读入管理监控计算机。
(4)文件管理
(5)控制仪表型号设定
设定被编程控制仪表的型号和与编程器的通信方式。
(6)系统设定
设定管理监控计算机的工作环境。将定义控制流程按数据文件格式保存、修改、删除。实时监控软件具有下列功能
(1)操作组监控与操作
按操作组编号指定待显示的操作组。
显示操作组中所有过程点的主要数据，按运算周期刷新数据。
对于操作组中的PID点，可通过操作组显示画面对工作模式、设定值进行在线设定。
对于操作组中的AO点，在手动方式下，可对输出值进行在线设定。
(2)过程点监控与操作
按过程点位号指定待显示的过程点。
显示某一过程点的全部参数，按运算周期刷新数据。
对于过程点中的可变更参数可进行在线设定。
(3)生产过程监控
按流程图编号指定待显示的流程图。
动态显示被控生产过程的流程和主要控制参数，主要控制参数按运算周期刷新数据。
对于可变更控制参数，如设定值和手动方式下的输出值，可进行在线设定。
(4)控制参数趋势监视
按照趋势组编号指定待显示的趋势组。
显示某一趋势组包含的所有控制参数的动态曲线。
在趋势组显示画面上，可在线选择座标单位、当前趋势显示和历史趋势显示。
(5)控制仪表状态监视
实时显示集散控制系统中所有控制仪表的工作状态是否正常。
对系统的日期和时钟进行修改。对于非正常工作的控制仪表，可尝试点击画面上的复位按钮使其恢复正常工作状态。
(6)报警显示与处理
实时显示系统中的报警信息，包括报警总数、过程点位号、所属操作组编号、报警时间、报警代码。操作人员对报警进行处理后，可按画面上的确认按钮，消除报警信息。
(7)功能设置
对报警扫描、报警打印、趋势扫描、趋势数据自动保存、报表打印等功能进行设置。
在报表打印功能中可以指定若干个报表的打印顺序和打印周期。
SDC40B的主要技术参数和性能指标是什么？
(1)输入输出
模拟量输入3点
AI1输入信号形式为热电偶/4-20mA/1-5V;
AI2输入信号形式为4-20mA/1-5V;
AI3输入信号形式为1-5V。
模拟量输出3点
主输出AO1，辅助输出AO2和AO3
输出信号4-20mA。
开关量输入12点。
开关量输出8点继电器3点，集电极开路5点。
(2)模拟量输入处理
可对模拟量输入进行的处理有：折线表、温度补偿、压力补偿、开方运算、数字滤波、输入诊断及量程定义。
(3)内部运算单元
具有80种运算，每台SDC40B编程时最多可以选用其中的50种。
(4)PID单元
内部有2个PID单元，可串级使用，PID单元具备NFS功能。
N—人工神经元网络，可以快速优化PID参数；
F—模糊推理，可对控制信号和扰动信号使用不同的PID参数；
S—智能整定，可以根据工况对PID参数进行自寻优，解决响应速度与超调之间的矛盾。
(5)精度为0.1%。
(6)编程方式：用SLPC4B编程器进行编程。
(7)处理周期：100ms200ms300ms400ms500ms
热带钢产生厚度差的原因是什么？怎样消除厚度差？
温度变化的影响：温度变化→(变形抗力、摩擦系数)变化→厚度波动
张力变化的影响：张力变化→变形抗力变化→厚度波动
速度变化的影响：速度变化→(变形抗力、摩擦系数、轴承油膜厚度)变化→厚度波动
辊缝变化的影响：辊缝变化→(轧辊热膨胀、磨损、偏心)变化→厚度波动
怎样利用弹塑性曲线分析轧机调整过程？
−轧机弹性曲线−金属塑性曲线
(1)轧件出口厚度随辊缝变化的规律
S0↓⇒h↓
(2)轧件出口厚度随轧机刚度变化的规律
km↑⇒h↓
(3)轧件出口厚度随轧制压力变化的规律
P
来料厚度的影响：
H↑⇒h↑H波动⇒h波动
12 3
1 2 3
摩擦系数的影响：
f↓⇒P↓⇒h↓
2 1变形抗力的影响：
σs↑⇒P↑⇒h↑
2 1张力的影响：张力↑⇒P↓⇒h↓
32 1反馈式厚度控制系统和前馈式厚度自动控制系统的基本形式是怎样的？
厚度自动控制:测厚仪或传感器→轧件出口厚度→偏差信号→改变压下位置、张力或轧制速度→控制在允许偏差范围内。
反馈式厚度控制系统：
h∆h
原理：根据本机架的轧件出口厚度，调整压下机构，保证本机架的轧件出口厚度。前馈式厚度控制系统
原理：根据前一机架的轧件出口厚度，提前调整压下机构，保证本机架的轧件出口厚度。厚度仪式厚度控制系统
原理：根据本机架的轧件出口厚度，调整压下机构，保证本机架的轧件出口厚度。保证板形良好的条件是什么？
板型参数α=0是为板形良好的条件。
Hδ
板型参数α=−1
h∆
H−原料平均厚度h−轧件出口平均厚度∆−原料凸度
δ−轧件出口凸度
当α=0时，为板形良好的条件；
当α0时，带钢必将出现边部浪形。影响轧辊辊缝形状的因素有哪些?有载辊缝形状由下列因素决定：
①工作辊的原始辊型ΔDW0，即原始凸度
②工作辊的热辊型ΔDWT，即由于轧辊不均匀温度分布造成的热凸度③工作辊的磨损凸度ΔDWM
④工作辊由轧制力、弯辊力和支持辊反力作用，在辊中部至板边缘处产生的弯曲挠度fWb⑤工作辊在不均匀分布的轧制力作用下，沿板宽方向上产生的压扁变形FWb板形控制的基本原理是什么？P134
轧制过程中张力的作用是什么？（1）防止轧件跑偏
采用张力轧制，当轧件进入轧辊时，可以在一定的张力作用下平稳地进入辊缝并走出辊缝。在控制轧件进入轧辊过程中，张力反应迅速，无时间滞后，利于轧出高精度产品。（2）使带钢的板形平直
轧后带钢出现不良板形，主要原因是变形不均匀，轧件中的残余应力超过了板形稳定时所允许的压应力。如果在轧制过程中给轧件加上一定的单位张力，使带钢沿宽度方向上的压应力不超过允许值，便可轧出板形平直的产品。（3）降低变形抗力和变形功
当张力作用时，张力不仅使水平方向的压应力减小，而且使垂直方向上的压应力降低，因而使轧制压力变小。当前后张力足够大时，还可以使水平方向的应力由原来的压应力变为拉应力，使垂直方向上的压应力更小，轧制压力降低更明显。（4）适当调节主电机的负荷
假若带钢在Fi和Fi+1机架中进行无张力轧制时的力矩为M0，所需的功分别为N0(i)和N0(i+1)。当带钢在张力T的作用下进行连轧时，Fi+1机架便会通过带钢牵拉Fi机架，帮助Fi机架轧钢
。
（5）适当调节带钢厚度
在轧制过程中，张力变化可以显著地改变轧制压力，从而改变轧件出口厚度，故可用作厚度的微调。间接法控制张力的基本原理是什么？(1)保持Ia=c.且Φ/D=c.
电枢电流控制：控制电枢电压，使Ia=c.磁场控制：控制励磁电流，使Φ/D=c.
(2)Ia正比于D/Φ而变化，控制张力恒定。最大转矩法：
电动机在额定转速以下工作时，处于满磁工作状态，Φ=c.，Ia∝D。电动机在额定转速以上工作时，处于弱磁工作状态，Φ≠c.，Ia∝D/Φ。直接法控制张力的基本原理是什么？直接法控制张力一般采用两种方法：
(1)张力计实测张力，与张力设定值比较后，通过调整机架间的速度，保持张力恒定。
(2)采用活套高度自动控制，设定活套高度目标值，通过调整机架间的速度来控制活套高度，从而保持张力恒定。
通过生产管理自动化系统解决的问题是什么？
解决的问题：在这种系统中，要想在外部环境和内部环境的约束下，有效地协调人员、设备、物料、能源、信息、资金及相关市场这七大生产要素，实现最优生产组织方案，以获得最大的经济效益，合格的产品质量，良好的工作氛围。
生产管理自动化系统通常采用的结构是什么？通常采用多级递阶结构：
管理系统按控制对象划分成若干子系统，并根据不同类型的功能和要求划分成若干级，这种级和子系统组织在一起，便是多级递阶结构。目前，多采用以下四级递阶结构：
划，向下级计算机布置任务，收集情况。
钢铁厂级：设在工厂的计算中心，负责全厂的生产与管理工作，如根据公司下达的订货任务进行质量设计，编制材料计划，制定本厂短期作业计划和进度安排，向下级下达作业命令，同时收集、处理下级计算机送来的各种信息；也可以接受订货，分配设备负荷，进行原材料采购，质量管理与成本管理等业务。
车间级：车间级的主要任务是进行最优控制计算，指挥DDC系统(直接数字控制计算机)的运行，调整常规控制器的设定值，进行信息记录，监测和报警；同时也承担部分管理任务，如材料跟踪，下达作业指示与调整生产进度管理、仓库管理等。
设备控制级：有些企业在厂级与车间级之间，另设一个区域级，如炼钢、铸锭及初轧区等，负责区域内各设备之间的生产协调与管理，如分配材料，制定、执行、调整生产进度，进行物流跟踪、故障报警等。
生产管理自动化系统主要包括哪些功能？
销售子系统：负责订货、销售及收款。主要功能有：编制年、月的销售计划，进行订货处理(包括价格计算、库存品的分配)，掌握产品出厂量及销售量，请求收款，收款计划及债权债务管理，与销售有关的采购业务和各种分析统计报表。
生产子系统：负责作出投产的决定，进行销售合同向生产合同的转换(按订货要求提出生产标准，配合质量部门制定产品质量控制方案等等)，编制年、季、月、旬的生产计划（分配生产负荷，经平衡、调整后对各钢铁厂作出投产指示，通知有关单位进行生产准备)，进行生产进度管理。
质量子系统：负责制定产品质量控制方案，在生产过程中对产品质量进行监控，分析质量问题产生的
原因，提出对产品质量问题的补救措施，签发产品质保书。
发货子系统：负责从成品出库到发运给用户的全部运输、装卸作业的计划、调整、执行及实施结果的管理工作。其主要功能有：发货信息登记，车船装货详情，发货准备，入库、出厂的作业指示和实施结果，定期向有关部门作库存报告，验收凭证，货款计算，各种统计分析资料的编制，以及答复用户查询等。
技术子系统：负责各类技术文件的编制和管理，制定和修正产品生产工艺，制定新产品的研制和开发方案。
采购子系统：负责处理采购申请，查定标准，选择采购对象，交涉订货，验收与支付凭证，采购进度及预算等管理业务。
原料信息子系统的功能：根据供销预测编制原料供需计划，进行合同管理，调整运输计划，下达装卸指示，验收付款，进度管理，实施结果统计等。
财务子系统：进行各种业务的会计处理以及财务状况预测。
人事劳务子系统：处理职工录用、退职、配备、升级、考核、技术档案、计算工资、奖金等业务。营业支付子系统：计算营业支出并与预算对比，进行预算管理，作为资金运用计划的参考。合同处理自动化系统应包括哪些主要功能?
(1)合同审核：在计算机中，通过对用户提出的订货要求的自动判断，确定生产系统能否接受用户的订货。
(2)合同转换：在计算机中，按照相应的生产技术规范和转换规则，将订货合同转换为生产合同，为组织生产提供依据。
(3)坯料设计：对于生产合同池中的生产合同，计算机根据成品尺寸、单重和生产合同的合同重量，自动设计坯料尺寸(高、宽、长)和单重，同时计算完成生产合同所需的坯料重量及块数。
(4)余材和余坯充当：对生产合同池中已完成坯料设计的生产合同，将生产过程中产生的余材与生产合同中的成品规格相匹配，余坯与坯料设计所得坯料尺寸相匹配，充抵成品生产量和坯料供应量。生产计划编制自动化系统应包括哪些主要功能?
生产计划一览：通过模块所提供的界面，对各类生产计划进行查询、打印等操作。
长期计划编制：通过模块所提供的界面，查询利润目标、市场需求、生产资源、订货状况、生产能力和各项成本因素等数据；编制年生产计划和月生产计划；并提供对长期计划进行保存、查询、修改、添加、删除和打印的功能。
中期计划编制：以月生产计划为依据，综合合同规模、交货日期、原料供应、产品衔接、生产环节匹配、各条生产线平衡、库存结构及一些具体的工艺因素，自动生成初步的五日生产计划，然后通过模块所提供的界面，经人工调整并与炼钢和连铸协调后，形成正式的五日生产计划。模块同时提供对五日生产计划进行保存、查询、修改、添加、删除和打印的功能。
短期计划编制：以五日生产计划为依据，综合生产时间顺序和加工设备顺序，原料编号、材质、规格及在原料库所处位置，成品的材质、规格、性能及在生产过程中的衔接，加工工艺参数，加工工具更换程序等因素，自动生成预轧制单位，再经过排序、运行时间计算和优化等步骤，最后经人工进行前后生产工序的协调后确认，形成正式轧制单位。模块同时提供对轧制单位进行保存、查询、修改、添加、删除和打印的功能。
短期计划调整：依据对临时的生产调整指令或生产过程中的突发事故，通过模块所提供的界面，人工调整轧制单位。模块同时提供对轧制单位进行保存、查询、修改、添加、删除和打印的功能。生产计划传送：通过模块所提供的界面，将指定的生产计划向指定的生产单位或工序传送。
轧制规程维护：通过模块界面，对轧制规程中包括的轧制单位结构确定规则、烫辊材编制要求、过渡材编制要求、主轧材编制要求、次主轧材编制要求及异常情况时的轧制单位编制规则等数据库表进行维护，具体有保存、查询、修改、添加、删除和打印等功能。
报表管理：通过模块所提供的界面，对合同处理、库存管理和炼钢、连铸和轧制生产实绩有关的各种报表进行查询、统计和打印等操作。
长期生产计划编制：长期生产计划包括年生产计划、月生产计划等。中期生产计划编制：中期生产计划包括旬生产计划或五日计划。
短期生产计划编制：短期生产计划包括日计划、班计划或轧制单位和轧制明细表的形成。
短期生产计划调整：由于短期生产计划详细规定了生产过程的每个细节，因此，生产过程中的每一个意外事件也就会对短期生产计划的顺利执行产生干扰。
生产计划维护：对已经编制好的各类生产计划进行保存、查询、修改、添加、删除、传送和打印等操作。
板坯库管理自动化系统主要有哪些功能？
冶金生产企业中的物流是怎样形成的？有哪些特点？形成过程：
在冶金生产企业中，存在一系列的生产设备、储料库区和在制产品。
通过生产设备和储料库区的组合，形成一个包含若干条工艺路径的生产网络。
原料在这个生产网络中被连续地加工、搬运、存储，直至成为各种成品钢材并送到用户手中，从而形成了物流。特点：
（1物流具有连续性，它不停地从一个生产环节流动到另一个生产环节；从个体上看，物流具有离散性，其中的每一个个体总是交替地处于待加工和被加工两种状态，其状态的变化是离散的。
（2）分枝性和周期性：在一般情况下，来自于上一生产环节的物流，可能沿着不同的工艺路径进入下一生产环节，某一生产环节的物流也可能沿着不同的工艺路径进入下面多个生产环节，因此物流具有分枝性；对于特定产品，从原料到成品的加工过程中，物流的流动是周而复始的，因此物流具有周期性。
（3）流量和节奏的随机性：由于受到原料供应的数量和质量的影响，产品质量和工艺条件的影响，生产设备状态的影响，市场需求的影响等，生产过程中的物流在流量和节奏上都存在随机性。冶金生产企业中影响物流流动状态的一些主要因素是什么？
由于受市场需求的影响，产品结构严重偏离设计方案，造成产品结构不平衡。
生产组织与调度系统的控制能力不适应外部环境、生产网络运行、物流流动的变化。原料供应在时间上、数量上、规格上、质量上不能满足要求而扰乱正常的生产节奏。生产设备的调整与运行状态不佳使生产不能正常进行。
原料库、中间库和成品库的库存量及库存结构不合理，无法发挥柔性环节的作用。
金属综合收得率水平不稳定，没有有效的预测手段。
冶金生产企业中对物流进行控制的主要目的是什么？对物流进行控制有两个主要目的：
一个是控制物流在生产网络中流向的平稳，使生产网络中各个生产环节的生产节奏合理匹配，实现各工艺路径的均衡生产；
另一个是控制物流周期，使从原料到成品的制成时间尽可能缩短，加快资金流动，提高经济效益。这两个目的有时是相互统一的，但有时又是相互矛盾的，控制物流流动时，对二者必须加以协调，以实观对物流的最优控制。
材料成型自动控制练习题答案
构成系统的三个要素是什么？
(1)包含若干部分；
(2)各个部分之间存在某种联系；
(3)具有特定的功能。
控制的含义是什么？
使某个控制对象中一个或多个输出量随着时间的推移按照某种预期的方式进行变化。
开环控制系统和闭环控制系统各有什么特点？
开环系统：不存在稳定性问题，控制精度无法保证。
闭环系统：可实现高精度控制，但稳定性是系统设计的一个主要问题。
为何说PID算法综合了系统动态过程中过去，现在及将来的信息？
①PID算法是典型的古典控制算法，从50年代左右开始应用
②在模拟控制和数字控制系统中都已形成了成熟的算法
③90%以上的工业控制回路仍采用各种形式的PID控制
PID控制，Smith控制，自校正控制，模糊控制，专家控制的控制原理及特点各是什么？
(1)PID控制原理
PID控制的特点①PID算法综合了系统动态过程中的过去、现在以及将来的信息
②PID算法适应性好，有较强的鲁棒性
③PID算法有一套完整的参数设计与整定方法
④PID控制能获得较高的性价比
⑤对PID算法的缺陷进行了许多改良形成具有实用价值的复合控制策略
⑥具有大时滞的被控系统(G(s)e-ts)
⑦变参数及变结构的被控系统
⑧系统复杂、环境复杂、控制性能要求高的场合。
(2)Smith控制原理
Smith控制特点
①不失一般性，设测量元件的传递函数：Gf(s)=1
②在无时滞的情况下：f=Gp(s)u
③在有时滞并加入Smith预估器的情况下：f=Gp(s)(1–e-τs)u+Gp(s)e-τsu=Gp(s)u
④当Gp(s)变化时，Smith控制将失效。
(3)自校正控制原理
自校正控制特点
辨识器对控制对象的参数进行在线估计，将估计值视为控制对象的真值送入控制器设计机构，该机构设计出控制参数后，赋给可变参数控制器。因此，可变参数控制器可不断地根据控制对象的变化去调整控制参数。
（4）模糊控制原理
模糊控制特点
①将精确量(一般是系统的误差和误差变化率)转化为模糊量；
②按总结的语言规则(存于规则库中)进行模糊推理；
③将推理结果由模糊量转化为精确量用于控制。
（5）专家控制原理
专家控制特点
①模型描述的多样性
②在线处理的灵巧性
③控制决策的灵巧性
④决策机构的递阶性
⑤推理与决策的实时性
设系统的微分方程为：
y(3)+5y(2)+11y(1)+6y=u
y为输出，u为输入。试求系统的状态空间描述，并判断系统的可控性与可观测性。
选取状态变量为：x1=y；x2=y(1)；x3=y(2)
将微分方程转化为：x1=x2,
x2=x3
x3=−6x1−11x2−5x3+3u
系统的状态空间描述:x•=Ax+bu
y=cx
A=⎡⎢010⎤
⎢0011−15⎥=[100]
⎣−6−⎥b=⎡⎢0⎤
⎦⎢0⎥
⎣3⎥c
⎦
设：G(s)=⎡⎡1⎤
⎢k1⎤
⎣Ts+1s⎥⎦H(s)=⎢⎢s⎥
⎣1⎥⎦
试求系统的闭环传递矩阵。
利用输出反馈和状态反馈构成的闭环控制系统各有什么特点?
(1)对于状态反馈控制系统，可控性不变；可观测性可能会产生变化。
(2)对于输出反馈控制系统，可控性与可观测性均不变。
引入反馈后，系统的可控性与可观测性有什么变化？
反馈的引入将造成状态矩阵中的元素产生变化，可控矩阵V、可观测矩阵N及输出可控矩阵S均随之产生变化，这种变化对反馈控制系统的可控性与可观测性是否产生影响是至关重要的。进行极点配置的目的是什么？系统需满足什么条件？
配置目的：使闭环控制系统具有预先设定的特征值
满足条件：系统完全可控，即存在K值
进行系统解耦的目的是什么？怎样进行?
目的：消除系统各变量之间的耦合关系，将相互影响的各回路分解成几个独立回路，使一个多变量控制系统转变为若干个单输入单输出控制系统，一个输入只对一个输出产生影响。
方法：应采用解耦控制策略，即在系统前向通道中设计解耦补偿器
系统辨识的一般步骤及各个步骤的作用是什么?
①试验设计试验设计的好坏，将直接影响数学模型的精度、辨识的快速性和经济性。
②模型结构的分类及确定得到可以使用的模型，确定模型结构形式
③参数估计使试验获得的系统参数与实际的系统参数尽可能接近。
④模型检验检验系统辨别获得的数学模型是否可靠。
过渡响应法和频率响应法有什么区别?
过渡响应法：是向系统输入非周期时间函数信号(常用信号为单位阶跃函数和单位脉冲函数)，研究系统的动态响应曲线，从中得出传递函数阶数及各个参数。
频率响应法：是向系统输入频率变化的正弦信号，研究系统输出信号的幅值和相位的变化特性，从中得出传递函数阶数及各个参数。
为什么称最小二乘法得到的参数估计结果为最优估计?
因为在用最小二乘法估计过程中，尽管“历史”数据并未保存下来，但“历史”数据却一直在起作用。试画出最小二乘法递推公式的计算流程图。
利用递推公式，可通过第k次得到的估计值及第k+1次所得测量值，计算第k+1次估计值。P(k),x(k+1)→K(k),P(k+1)
ci(k),K(k),x(k+1),yi(k+1)→ci(k+1)
1+xTP(k)x是一个标量，避免了矩阵求逆。
第k+1次测量值包含系统最新信息，所以第k+1次估计值是第k次估计值加上一个修正项∧∧
ˆi(k)]K(k)[yi−xTc
说明利用最小二乘法递推公式对系统进行估计时，第二种初值选取方法的原理。
人为给定初值，取P0=(1/ε)2I，就意味着X(0)=εI
因此有
P(1)=[KT(0)X(0)+x(1)xT(1)]-1
P(2)=[KT(0)X(0)+x(1)xT(1)+x(2)xT(2)]-1
……
P(k)=[KT(0)X(0)+x(1)xT(1)+…+x(k)xT(k)]-1=[ε2I+XT(k)X(k)]-1
，当ε→0时，P(k)=[XT(k)X(k)]-1
ci(k)=P(k)XT(k)Yi(k)∧
*负反馈控制系统是如何根据偏差信号实现输出对输入的跟踪的？
(1)实时地了解控制对象当前的状态，判断控制对象的状态是否正在按照某种预期进行变化。
(2)在控制过程中，实时地对偏离预期的状态进行调整。
(3)在控制对象的状态达到最终要求之后，能保持这个状态。
*积分型控制器为何能消除系统的静态误差？
积分型控制器具有记忆功能，当系统输入与输出之间出现误差时控制器对系统不产生控制
*微分型控制器为何不能单独使用？
微分控制器只能反应偏差信号的变化趋势，可作为早期修正信号，但是它本身不能进行控制。 *串级控制系统为何能提高系统的控制性能？
由于副控回路的存在，系统在扰动下的调节过程将大大加快，从而使控制性能得到推高。
与单回路系统相比，串级控制系统具有哪些特点？
①减小副控回路的等效时间常数
②提高系统的工作频率
③提高抑制二次扰动的能力
④提高对符合变化的适应能力
设计串级控制系统时，应注意哪些问题？
设计原则：根据串级控制的特点，充分发挥副控回路的作用，使系统的控制性能得到提高。①将系统所承受的主要扰动包含在副控回路中；
②副控回路应尽量包含积分环节；
③必须用一个可实测的中间变量作为副控回路的调节参数；
④若采用数字控制，主控贿赂和副控回路的采样周期应该错开，使二者相差三倍以上。
(1)应将系统所承受的主要扰动包含在副控回路中，目的是在扰动对主控调节参数产生影响之前，通过副控回路的调节，抑制或消除扰动的影响。
(2)副控回路应尽量包含积分环节，因为积分环节的相位滞后是-90º，当副控回路包含了积分环节时，等效相位滞后将被减小，有利于改善系统的稳定性。
(3)必须用一个可实测的中间变量作为副控调节参数，当无法满足这一条件时，可以利用观测器由下游状态观测上游的中间变量，观测结果作为副控调节参数。
(4)在设计这类系统时，应注意将主控对象和副控对象的时间常数拉开，以减小副控对象参数的波动对主控对象参数的影响。
(5)若采用数字控制，主控回路的采样周期T1和副控回路的采样周期T2应该错开，可选择T1≥3T2，或3T1≤T2，即使T1与T2之间相差3倍以上，从而避免主控回路和副控回路之间产生干扰或共振。采用前馈控制主要起什么作用？
前馈能有效消除扰动对控制系统的影响，提高控制性能。
设计前馈控制器的主要依据是什么？
扰动通道和控制通道的信号变化大小相等，方向相反。
当控制对象的参数发生漂移时，前馈控制系统还能起到预期的效果吗？
不能。因为前馈控制器参数的整定决定着前馈控制的效果。
DCS是基于何种控制思想产生的？
基本思想：控制分散、危险分散，而管理和操作集中。
DCS经历了几个发展阶段？各阶段系统有什么不同？
第一阶段：1975年~1980年
这一阶段系统主要组成：过程控制器、数据采集器、CRT操作站、监控计算机、数据高速公路
第二阶段：1980年—1985年
这一阶段系统以局域网为主干，系统中各个单元都被视为网络节点工作站，节点可通过网间连接器(即
网关)与同种或异型网络相连。组成有局域网、多功能控制器、增强型操作站、通用操作站、网间连接器、系统管理模块、主计算机
第三阶段：1985年以后
这一阶段系统结构层次：更加明确，可以分为四个层次：经营管理级、生产管理级、过程管理级和直接控制级。
DCS产品一般采用何种总线控制方式？
一般有三种：
总线型：总线型结构是集散型控制系统使用最多的网络拓扑结构。所有站都挂接到总线上，任意站发送的数据都在总线上传递，可被所有其它站接收。由于共享一条传输通路，故在同一时刻只能有一个站发送数据。
环型：网络上所有站通过点对点链路相连，形成一个封闭环路。任意站发送的数据只能发送到下一个站，若该站不是目的站，则再向下传递。一个站的故障会影响整个网络的正常工作，为解决这一问题，常采用双环冗余结构。
星型：设中央站，各站交换数据均需通过中央站进行，因此不符合DCS危险分散的设计思想。在DCS中少为采用。
DCS的软件系统主要有哪些部分组成？
主要由系统软件、应用软件、通信软件、组态软件和诊断软件，
TDC3000主要有哪些部分组成？各部分的主要功能是什么？
高速数据通道接口：提供HW和LCN的双向接口门。
通用操作站：是TDC3000LCN的人机交换装置，包括主机、键盘、CRT等。
应用模块：采用控制语言(CL)编程，实现比TDC3000Basic更高一级的控制功能。
历史模块：保存过程的历史数据和画面，是AM和UMS的数据源。
计算机接口：可连接非Honeywell计算机，如IBM，VAX等。
计算机CM-60：小型机，使系统具有高级控制和管理功能，配有Pascal或Fortran语言。
万能工作站：用作标准控制台或专门用户控制台，对过程进行集中管理、监视和操作。
*连铸机有哪些主要装置？它们的作用是什么？
(1)结晶器：钢水→铸坯外壳
(2)结晶器振动装置：防止坯壳与结晶器粘结，改善铸坯表面质量
(3)二次冷却装置：铸坯加速凝固
(4)拉坯矫直装置：克服结晶器与二冷区的阻力，拉出铸坯；调节拉速；保证铸坯质量。
*连续铸钢检测技术应用在哪些方面？需要进行哪些参数检测？
(1)钢包钢水温度检测
(2)浸入式水口混入钢渣检测
(3)无氧化浇注的微气量检测
(4)结晶器钢水液面检测
(5)坯壳与结晶器壁间摩擦力检测
(6)铸坯拉漏检测
(7)铸坯短边凹度检测
(8)铸坯凝固外壳厚度检测
(9)铸坯表面缺陷检测
(10)拉矫辊检测
*连续铸钢自动控制各部分的内容及功能是什么？
(1)钢包钢水脱氧自动控制：控制钢水中的氧含量；测量钢水温度和氧含量；根据氧含量投入铝丝。
(2)保护渣自动加入控制：在结晶器钢水液面上加入保护渣是为了隔热保温、防止钢液表面氧化、吸收
上浮非金属加杂物、保证铸坯与结晶器间良好润滑、充填坯壳与结晶器之间的气隙，改善结晶器传热。
(3)结晶器锥度及宽度自动控制：锥度是结晶器的最主要参数之一，在连铸过程中需要进行控制；在变更铸坯尺寸时，需要连铸机具有自动调宽能力。
(4)全自动浇注系统：全自动浇注系统包括中间罐液位控制、结晶器液位控制、拉速控制
(5)火焰切割毛刺自动清理系统：火焰切割毛刺自动清理系统通过自动定位装置检测铸坯切割截面的顶边、底边和侧边，然后驱动火焰清理装置清除毛刺。
(6)自动打印装置：在热状态下，将表示铸坯特征的标记，打印在铸坯表面规定位置。
加热炉炉温控制的目的是什么？
炉内各段温度分布均匀、调整方便；提高燃烧效率，尽可能减小环境污染。
加热炉炉温控制系统是怎样工作的？
(1)在加热炉的上部和下部各有若干个加热区段，各加热区段配置有烧咀，燃料由调节阀门经烧咀进入炉内进行燃烧；
(2)每个加热区段设有热电偶，用于测量炉内温度，温度实测值作为反馈信号；
各加热区段的预期温度通过温度设定值进行设定及调节；
(3)对于采用集散控制系统进行控制的加热炉，温度设定及调节可以通过上位机进行，也可以通过各个加热区段的控制仪表进行；
双交叉限幅燃烧控制系统是怎样构成的？
系统在串级控制的基础上，增加了交叉限幅控制方式。炉温调节与燃料及空气流量调节构成串级控制系统。
双交叉限幅燃烧控制方式为何能在动态热负荷工况下保持适度的空气过剩率？
加热炉炉膛压力控制的目的是什么？
控制均热段炉膛压力等于微正压。
因为在出钢过程中炉门要开启，若均热段炉膛压力等于负压，则炉外冷空气将进入炉内，导致炉内温度降低；若正压值过大，则炉气将通过炉门涌出，造成炉内热量损失。这些现象将导致钢坯加热质量下降，燃料消耗增加。因此，通常情况下，炉膛压力控制以控制均热段炉膛压力等于微正压为目标。加热炉集散控制系统的软硬件结构是怎样构成的？主要包括哪些部分？
系统硬件由一台管理监控计算机、数据总线、若干台控制仪表
管理监控计算机：对控制系统中的各项控制参数进行管理、操作和监视；通过各种外设(显示器、打印机、X-Y记录仪等)提供与加热炉内各加热区段的温度、燃料流量和空气流量有关的数据、图像、曲线
及报表等资料，从而为操作人员及时判断炉内燃烧状态，进行正确的操作提供依据；为生产管理人员统计和分析加热炉的各项生产技术指标提供了极大的方便。
控制仪表：构成加热炉各段的控制回路，可采用反馈、前馈和串级等控制方式。控制仪表负责接收管理监控计算机下达的控制指令，执行控制任务，并将温度、燃料流量和空气流量数据上传给管理监控计算机。
应用软件安装在管理监控计算机中，包括系统组态软件、控制仪表编程器和实时监控软件。
软件系统的主要功能包括哪些？
通过应用软件可以实现对集散控制系统的定义、操作和对控制对象的实时监控。通过系统组态软件，可以在离线状态下完成下列对集散控制系统的定义：
(1)系统定义
定义结构：管理监控计算机与各台控制仪表之间的连接方式、通信方式和通信地址；各台控制仪表的型号和编号。
(2)过程点组态
过程点:PID调节器、模拟量输入(AI)、模拟量输出(AO)、开关量输入(DI)、开关量输出(DO)。过程点组态:定义各台控制仪表之间的连接方式和各台控制仪表与加热炉各段的传感器及执行元件之间的连接方式，同时还要定义各过程点的有关参数。
AI点参数:AI点的位号、名称、AI号、控制仪表编号、模拟量工业单位、输入上限、输入下限、报警类别、报警级别、高端报警值、低端报警值等。
过程点列表。
(3)流程图组态
绘制控制对象的工艺流程，定义需在流程图上进行动态显示的过程点数据及显示方式(数值、棒图、报警指示、显示颜色等)；定义流程图编号、名称；列表。
(4)趋势组组态
将一组相关的过程点的趋势曲线按过程点位号定义在同一趋势显示画面上，作为一个趋势组；定义趋势组编号、名称。
(5)操作组组态
将一组相关的过程点的数据作为一个操作组按过程点位号定义在同一显示画面上；定义显示方式(数值、棒图、报警指示、显示颜色等)；定义操作组编号、名称；列表。
(6)报表组态通过控制仪表编程器，可以在离线或在线状态下完成对控制仪表内部的组态。
(1)结构定义
运算单元及连接关系：选择运算单元，按运算顺序进行编号、连接，形成控制流程。
运算单元与输入输出的连接关系：选择输入或输出过程点，将相关的运算单元与之连接。保存所定义的控制流程。
(2)参数设定
对控制流程中包括的过程点和运算单元的有关参数进行设定。
(3)通信
将已经结构定义和参数设定的控制流程写入控制仪表。
将控制仪表中的控制流程读入管理监控计算机。
(4)文件管理
(5)控制仪表型号设定
设定被编程控制仪表的型号和与编程器的通信方式。
(6)系统设定
设定管理监控计算机的工作环境。将定义控制流程按数据文件格式保存、修改、删除。实时监控软件具有下列功能
(1)操作组监控与操作
按操作组编号指定待显示的操作组。
显示操作组中所有过程点的主要数据，按运算周期刷新数据。
对于操作组中的PID点，可通过操作组显示画面对工作模式、设定值进行在线设定。
对于操作组中的AO点，在手动方式下，可对输出值进行在线设定。
(2)过程点监控与操作
按过程点位号指定待显示的过程点。
显示某一过程点的全部参数，按运算周期刷新数据。
对于过程点中的可变更参数可进行在线设定。
(3)生产过程监控
按流程图编号指定待显示的流程图。
动态显示被控生产过程的流程和主要控制参数，主要控制参数按运算周期刷新数据。
对于可变更控制参数，如设定值和手动方式下的输出值，可进行在线设定。
(4)控制参数趋势监视
按照趋势组编号指定待显示的趋势组。
显示某一趋势组包含的所有控制参数的动态曲线。
在趋势组显示画面上，可在线选择座标单位、当前趋势显示和历史趋势显示。
(5)控制仪表状态监视
实时显示集散控制系统中所有控制仪表的工作状态是否正常。
对系统的日期和时钟进行修改。对于非正常工作的控制仪表，可尝试点击画面上的复位按钮使其恢复正常工作状态。
(6)报警显示与处理
实时显示系统中的报警信息，包括报警总数、过程点位号、所属操作组编号、报警时间、报警代码。操作人员对报警进行处理后，可按画面上的确认按钮，消除报警信息。
(7)功能设置
对报警扫描、报警打印、趋势扫描、趋势数据自动保存、报表打印等功能进行设置。
在报表打印功能中可以指定若干个报表的打印顺序和打印周期。
SDC40B的主要技术参数和性能指标是什么？
(1)输入输出
模拟量输入3点
AI1输入信号形式为热电偶/4-20mA/1-5V;
AI2输入信号形式为4-20mA/1-5V;
AI3输入信号形式为1-5V。
模拟量输出3点
主输出AO1，辅助输出AO2和AO3
输出信号4-20mA。
开关量输入12点。
开关量输出8点继电器3点，集电极开路5点。
(2)模拟量输入处理
可对模拟量输入进行的处理有：折线表、温度补偿、压力补偿、开方运算、数字滤波、输入诊断及量程定义。
(3)内部运算单元
具有80种运算，每台SDC40B编程时最多可以选用其中的50种。
(4)PID单元
内部有2个PID单元，可串级使用，PID单元具备NFS功能。
N—人工神经元网络，可以快速优化PID参数；
F—模糊推理，可对控制信号和扰动信号使用不同的PID参数；
S—智能整定，可以根据工况对PID参数进行自寻优，解决响应速度与超调之间的矛盾。
(5)精度为0.1%。
(6)编程方式：用SLPC4B编程器进行编程。
(7)处理周期：100ms200ms300ms400ms500ms
热带钢产生厚度差的原因是什么？怎样消除厚度差？
温度变化的影响：温度变化→(变形抗力、摩擦系数)变化→厚度波动
张力变化的影响：张力变化→变形抗力变化→厚度波动
速度变化的影响：速度变化→(变形抗力、摩擦系数、轴承油膜厚度)变化→厚度波动
辊缝变化的影响：辊缝变化→(轧辊热膨胀、磨损、偏心)变化→厚度波动
怎样利用弹塑性曲线分析轧机调整过程？
−轧机弹性曲线−金属塑性曲线
(1)轧件出口厚度随辊缝变化的规律
S0↓⇒h↓
(2)轧件出口厚度随轧机刚度变化的规律
km↑⇒h↓
(3)轧件出口厚度随轧制压力变化的规律
P
来料厚度的影响：
H↑⇒h↑H波动⇒h波动
12 3
1 2 3
摩擦系数的影响：
f↓⇒P↓⇒h↓
2 1变形抗力的影响：
σs↑⇒P↑⇒h↑
2 1张力的影响：张力↑⇒P↓⇒h↓
32 1反馈式厚度控制系统和前馈式厚度自动控制系统的基本形式是怎样的？
厚度自动控制:测厚仪或传感器→轧件出口厚度→偏差信号→改变压下位置、张力或轧制速度→控制在允许偏差范围内。
反馈式厚度控制系统：
h∆h
原理：根据本机架的轧件出口厚度，调整压下机构，保证本机架的轧件出口厚度。前馈式厚度控制系统
原理：根据前一机架的轧件出口厚度，提前调整压下机构，保证本机架的轧件出口厚度。厚度仪式厚度控制系统
原理：根据本机架的轧件出口厚度，调整压下机构，保证本机架的轧件出口厚度。保证板形良好的条件是什么？
板型参数α=0是为板形良好的条件。
Hδ
板型参数α=−1
h∆
H−原料平均厚度h−轧件出口平均厚度∆−原料凸度
δ−轧件出口凸度
当α=0时，为板形良好的条件；
当α0时，带钢必将出现边部浪形。影响轧辊辊缝形状的因素有哪些?有载辊缝形状由下列因素决定：
①工作辊的原始辊型ΔDW0，即原始凸度
②工作辊的热辊型ΔDWT，即由于轧辊不均匀温度分布造成的热凸度③工作辊的磨损凸度ΔDWM
④工作辊由轧制力、弯辊力和支持辊反力作用，在辊中部至板边缘处产生的弯曲挠度fWb⑤工作辊在不均匀分布的轧制力作用下，沿板宽方向上产生的压扁变形FWb板形控制的基本原理是什么？P134
轧制过程中张力的作用是什么？（1）防止轧件跑偏
采用张力轧制，当轧件进入轧辊时，可以在一定的张力作用下平稳地进入辊缝并走出辊缝。在控制轧件进入轧辊过程中，张力反应迅速，无时间滞后，利于轧出高精度产品。（2）使带钢的板形平直
轧后带钢出现不良板形，主要原因是变形不均匀，轧件中的残余应力超过了板形稳定时所允许的压应力。如果在轧制过程中给轧件加上一定的单位张力，使带钢沿宽度方向上的压应力不超过允许值，便可轧出板形平直的产品。（3）降低变形抗力和变形功
当张力作用时，张力不仅使水平方向的压应力减小，而且使垂直方向上的压应力降低，因而使轧制压力变小。当前后张力足够大时，还可以使水平方向的应力由原来的压应力变为拉应力，使垂直方向上的压应力更小，轧制压力降低更明显。（4）适当调节主电机的负荷
假若带钢在Fi和Fi+1机架中进行无张力轧制时的力矩为M0，所需的功分别为N0(i)和N0(i+1)。当带钢在张力T的作用下进行连轧时，Fi+1机架便会通过带钢牵拉Fi机架，帮助Fi机架轧钢
。
（5）适当调节带钢厚度
在轧制过程中，张力变化可以显著地改变轧制压力，从而改变轧件出口厚度，故可用作厚度的微调。间接法控制张力的基本原理是什么？(1)保持Ia=c.且Φ/D=c.
电枢电流控制：控制电枢电压，使Ia=c.磁场控制：控制励磁电流，使Φ/D=c.
(2)Ia正比于D/Φ而变化，控制张力恒定。最大转矩法：
电动机在额定转速以下工作时，处于满磁工作状态，Φ=c.，Ia∝D。电动机在额定转速以上工作时，处于弱磁工作状态，Φ≠c.，Ia∝D/Φ。直接法控制张力的基本原理是什么？直接法控制张力一般采用两种方法：
(1)张力计实测张力，与张力设定值比较后，通过调整机架间的速度，保持张力恒定。
(2)采用活套高度自动控制，设定活套高度目标值，通过调整机架间的速度来控制活套高度，从而保持张力恒定。
通过生产管理自动化系统解决的问题是什么？
解决的问题：在这种系统中，要想在外部环境和内部环境的约束下，有效地协调人员、设备、物料、能源、信息、资金及相关市场这七大生产要素，实现最优生产组织方案，以获得最大的经济效益，合格的产品质量，良好的工作氛围。
生产管理自动化系统通常采用的结构是什么？通常采用多级递阶结构：
管理系统按控制对象划分成若干子系统，并根据不同类型的功能和要求划分成若干级，这种级和子系统组织在一起，便是多级递阶结构。目前，多采用以下四级递阶结构：
划，向下级计算机布置任务，收集情况。
钢铁厂级：设在工厂的计算中心，负责全厂的生产与管理工作，如根据公司下达的订货任务进行质量设计，编制材料计划，制定本厂短期作业计划和进度安排，向下级下达作业命令，同时收集、处理下级计算机送来的各种信息；也可以接受订货，分配设备负荷，进行原材料采购，质量管理与成本管理等业务。
车间级：车间级的主要任务是进行最优控制计算，指挥DDC系统(直接数字控制计算机)的运行，调整常规控制器的设定值，进行信息记录，监测和报警；同时也承担部分管理任务，如材料跟踪，下达作业指示与调整生产进度管理、仓库管理等。
设备控制级：有些企业在厂级与车间级之间，另设一个区域级，如炼钢、铸锭及初轧区等，负责区域内各设备之间的生产协调与管理，如分配材料，制定、执行、调整生产进度，进行物流跟踪、故障报警等。
生产管理自动化系统主要包括哪些功能？
销售子系统：负责订货、销售及收款。主要功能有：编制年、月的销售计划，进行订货处理(包括价格计算、库存品的分配)，掌握产品出厂量及销售量，请求收款，收款计划及债权债务管理，与销售有关的采购业务和各种分析统计报表。
生产子系统：负责作出投产的决定，进行销售合同向生产合同的转换(按订货要求提出生产标准，配合质量部门制定产品质量控制方案等等)，编制年、季、月、旬的生产计划（分配生产负荷，经平衡、调整后对各钢铁厂作出投产指示，通知有关单位进行生产准备)，进行生产进度管理。
质量子系统：负责制定产品质量控制方案，在生产过程中对产品质量进行监控，分析质量问题产生的
原因，提出对产品质量问题的补救措施，签发产品质保书。
发货子系统：负责从成品出库到发运给用户的全部运输、装卸作业的计划、调整、执行及实施结果的管理工作。其主要功能有：发货信息登记，车船装货详情，发货准备，入库、出厂的作业指示和实施结果，定期向有关部门作库存报告，验收凭证，货款计算，各种统计分析资料的编制，以及答复用户查询等。
技术子系统：负责各类技术文件的编制和管理，制定和修正产品生产工艺，制定新产品的研制和开发方案。
采购子系统：负责处理采购申请，查定标准，选择采购对象，交涉订货，验收与支付凭证，采购进度及预算等管理业务。
原料信息子系统的功能：根据供销预测编制原料供需计划，进行合同管理，调整运输计划，下达装卸指示，验收付款，进度管理，实施结果统计等。
财务子系统：进行各种业务的会计处理以及财务状况预测。
人事劳务子系统：处理职工录用、退职、配备、升级、考核、技术档案、计算工资、奖金等业务。营业支付子系统：计算营业支出并与预算对比，进行预算管理，作为资金运用计划的参考。合同处理自动化系统应包括哪些主要功能?
(1)合同审核：在计算机中，通过对用户提出的订货要求的自动判断，确定生产系统能否接受用户的订货。
(2)合同转换：在计算机中，按照相应的生产技术规范和转换规则，将订货合同转换为生产合同，为组织生产提供依据。
(3)坯料设计：对于生产合同池中的生产合同，计算机根据成品尺寸、单重和生产合同的合同重量，自动设计坯料尺寸(高、宽、长)和单重，同时计算完成生产合同所需的坯料重量及块数。
(4)余材和余坯充当：对生产合同池中已完成坯料设计的生产合同，将生产过程中产生的余材与生产合同中的成品规格相匹配，余坯与坯料设计所得坯料尺寸相匹配，充抵成品生产量和坯料供应量。生产计划编制自动化系统应包括哪些主要功能?
生产计划一览：通过模块所提供的界面，对各类生产计划进行查询、打印等操作。
长期计划编制：通过模块所提供的界面，查询利润目标、市场需求、生产资源、订货状况、生产能力和各项成本因素等数据；编制年生产计划和月生产计划；并提供对长期计划进行保存、查询、修改、添加、删除和打印的功能。
中期计划编制：以月生产计划为依据，综合合同规模、交货日期、原料供应、产品衔接、生产环节匹配、各条生产线平衡、库存结构及一些具体的工艺因素，自动生成初步的五日生产计划，然后通过模块所提供的界面，经人工调整并与炼钢和连铸协调后，形成正式的五日生产计划。模块同时提供对五日生产计划进行保存、查询、修改、添加、删除和打印的功能。
短期计划编制：以五日生产计划为依据，综合生产时间顺序和加工设备顺序，原料编号、材质、规格及在原料库所处位置，成品的材质、规格、性能及在生产过程中的衔接，加工工艺参数，加工工具更换程序等因素，自动生成预轧制单位，再经过排序、运行时间计算和优化等步骤，最后经人工进行前后生产工序的协调后确认，形成正式轧制单位。模块同时提供对轧制单位进行保存、查询、修改、添加、删除和打印的功能。
短期计划调整：依据对临时的生产调整指令或生产过程中的突发事故，通过模块所提供的界面，人工调整轧制单位。模块同时提供对轧制单位进行保存、查询、修改、添加、删除和打印的功能。生产计划传送：通过模块所提供的界面，将指定的生产计划向指定的生产单位或工序传送。
轧制规程维护：通过模块界面，对轧制规程中包括的轧制单位结构确定规则、烫辊材编制要求、过渡材编制要求、主轧材编制要求、次主轧材编制要求及异常情况时的轧制单位编制规则等数据库表进行维护，具体有保存、查询、修改、添加、删除和打印等功能。
报表管理：通过模块所提供的界面，对合同处理、库存管理和炼钢、连铸和轧制生产实绩有关的各种报表进行查询、统计和打印等操作。
长期生产计划编制：长期生产计划包括年生产计划、月生产计划等。中期生产计划编制：中期生产计划包括旬生产计划或五日计划。
短期生产计划编制：短期生产计划包括日计划、班计划或轧制单位和轧制明细表的形成。
短期生产计划调整：由于短期生产计划详细规定了生产过程的每个细节，因此，生产过程中的每一个意外事件也就会对短期生产计划的顺利执行产生干扰。
生产计划维护：对已经编制好的各类生产计划进行保存、查询、修改、添加、删除、传送和打印等操作。
板坯库管理自动化系统主要有哪些功能？
冶金生产企业中的物流是怎样形成的？有哪些特点？形成过程：
在冶金生产企业中，存在一系列的生产设备、储料库区和在制产品。
通过生产设备和储料库区的组合，形成一个包含若干条工艺路径的生产网络。
原料在这个生产网络中被连续地加工、搬运、存储，直至成为各种成品钢材并送到用户手中，从而形成了物流。特点：
（1物流具有连续性，它不停地从一个生产环节流动到另一个生产环节；从个体上看，物流具有离散性，其中的每一个个体总是交替地处于待加工和被加工两种状态，其状态的变化是离散的。
（2）分枝性和周期性：在一般情况下，来自于上一生产环节的物流，可能沿着不同的工艺路径进入下一生产环节，某一生产环节的物流也可能沿着不同的工艺路径进入下面多个生产环节，因此物流具有分枝性；对于特定产品，从原料到成品的加工过程中，物流的流动是周而复始的，因此物流具有周期性。
（3）流量和节奏的随机性：由于受到原料供应的数量和质量的影响，产品质量和工艺条件的影响，生产设备状态的影响，市场需求的影响等，生产过程中的物流在流量和节奏上都存在随机性。冶金生产企业中影响物流流动状态的一些主要因素是什么？
由于受市场需求的影响，产品结构严重偏离设计方案，造成产品结构不平衡。
生产组织与调度系统的控制能力不适应外部环境、生产网络运行、物流流动的变化。原料供应在时间上、数量上、规格上、质量上不能满足要求而扰乱正常的生产节奏。生产设备的调整与运行状态不佳使生产不能正常进行。
原料库、中间库和成品库的库存量及库存结构不合理，无法发挥柔性环节的作用。
金属综合收得率水平不稳定，没有有效的预测手段。
冶金生产企业中对物流进行控制的主要目的是什么？对物流进行控制有两个主要目的：
一个是控制物流在生产网络中流向的平稳，使生产网络中各个生产环节的生产节奏合理匹配，实现各工艺路径的均衡生产；
另一个是控制物流周期，使从原料到成品的制成时间尽可能缩短，加快资金流动，提高经济效益。这两个目的有时是相互统一的，但有时又是相互矛盾的，控制物流流动时，对二者必须加以协调，以实观对物流的最优控制。