1、2016年全國高職院校技能大賽“現代電氣控制系統安裝與調試”賽項201奔全國職業院校技能大賽現代電氣控制系統安裝與調試（B題）工作任務書（總時間：240分鐘）場次號 工位號ii2016年全國高職院校技能大賽“現代電氣控制系統安裝與調試”賽項注意事項一、本任務書共14頁，如出現缺頁、字跡不清等問題，請及時 向裁判示意，進行任務書的更換。二、在完成工作任務的全過程中，嚴格遵守電氣安裝和電氣維 修的安全操作規程。電氣安裝中，低壓電器安裝按電氣裝置安裝工 程低壓電器施工及驗收規范（GB50254-99驗收。三、不得擅自更改設備已有器件位置和線路， 若現場設備安裝調 試有疑問，須經設計人員（賽場評委）同

2、意后方可修改。四、競賽過程中，參賽選手認定競賽設備的器件有故障，可提出 更換，器件經現場裁判測定完好屬參賽選手誤判時，每次扣參賽隊3分；若因人為操作損壞器件，酌情扣 5-10分；后果嚴重者（如導致 PLG變頻器、伺服等燒壞），本次競賽成績計0分。五、所編PLG觸摸屏等程序必須保存到計算機的“ 場次號-工位號”文件夾下，場次號和工位號以現場抽簽為準。六、參賽選手在完成工作任務的過程中， 不得在任何地方標注學 校名稱、選手姓名等信息。七、比賽結束后，參賽選手需要將任務書以及現場發放的圖紙、 資料、草稿紙等材料一并上交，不得帶離考場。10請按要求在4個小時內完成以下工作任務：一、按“平面倉庫系統”控

3、制要求，設計電氣控制原理圖，制定 相應的I/O分配表，并按圖完成器件選型計算、器件安裝、電路連接 （含主電路）和相關元件參數設置。二、按“平面倉庫系統”控制要求，編寫 PLC程序及觸摸屏程序， 完成后下載至設備PLC及觸摸屏，并調試該電氣控制系統達到控制要 求。三、根據賽場設備上所提供的故障考核裝置，參考 X62W院床電氣 原理圖，排除機床電氣控制電路板上所設置的故障， 使該電路能正常 工作，同時完成維修工作票。本次工作任務請在YL-158GA1型現代電氣控制系統安裝與調試實 訓考核裝置上完成，該裝置的結構介紹及使用方法請參考用戶說明 書。操作過程中，須遵守安全操作規程和職業素養要求的相關規定

4、。SQ14運料小車貨物類 型檢測 傳感器傳送帶2（ M4傳送帶1SQ1SQ4返貨區平面倉庫控制系統一、系統運行說明某平面倉庫的結構如圖1所示，系統（其主要由）傳送帶、機器 手、運料小車、推料氣缸和一套平面倉庫等組成。圖1平面倉庫結構圖平面倉庫系統的運行過程如下：開始運行時，人工將貨物從進貨 區放至傳送帶1上，當SQ1檢測到貨物之后，由電機M1帶動傳送帶 1將貨物運送至SQ2位置，期間需要對貨物類型進行檢測，根據貨物 類型檢測到的結果（用控制柜正面的 070V電壓模擬貨物類型），將 貨物分成 A、B、C三種（04V為A貨，47V為B貨，710V為C 貨）；由機械手臂抓起貨物，并根據貨物類型檢測結

5、果決定將貨物放 至運料小車或者傳送帶2;平面倉庫包括三個倉位，運動送料小車將 貨物運送至相應的倉位后，小車上的氣缸將貨物推進倉位。 送料小車 的初始位置在SQ12處的倉位。如圖1所示，每個倉位配有一個位置 檢測傳感器（SQ11SQ13）,且每一個倉位存放貨物的順序需按照 A、 B、C的順序依次存放，送料小車應按照從左往右（倉位1-倉位2-倉位3）的順序進行送料；如果貨物類型檢測傳感器檢測到的貨物不滿足各個倉位存放貨物的要求，由機械手將該貨物抓取后送至傳送帶2送回返貨區。平面倉庫控制系統主要由以下電氣控制回路組成：傳送帶1由電機M1驅動【M1為三相異步電機，只進行單向正轉運行，要求能進 行Y-降

6、壓起動，起動時間為3秒，并且需要設有過載保護，熱繼 電器的整定電流設置為0.4A】；機器手底盤旋轉由電機 M2驅動【M2 為伺服電機，要求伺服電機能進行正、反轉，伺服電機正轉則機械手 底盤向左旋轉，伺服電機反轉則機械手底盤向右旋轉；伺服電機參數設置如下：伺服電機旋轉一周需要 1000個脈沖，伺服電機通過齒輪 減速器帶動機械手底盤旋轉，減速比為 24:1】；送料小車由電機 M3 驅動【M3為步進電機，要求步進電機能進行正、反轉，步進電機參 數設置如下：步進電機旋轉一周需要 2000個脈沖，已知直線導軌的 螺距為4mm,并使用旋轉編碼器對小車位置進行檢測】；傳送帶2由 電機M4驅動【M4為三相異步

7、電機，由變頻器驅動，要求變頻器速 度由PLC輸出模擬量電壓進行給定，已知傳送帶 2的速度v與變頻 器的運行頻率f之間的關系為：v=0.2Xf,傳送帶2的速度需要從觸 摸屏設定，M4從0mm/s加速到5mm/s需要用時1秒，從5mm/s減 速到0mm/s需要用時0.5秒機械手夾緊氣缸YV1、小車上推料氣 缸YV2由PLC數字量輸出點控制，機械手夾緊氣缸置位則夾緊，復 位則松開；推料氣缸置位則推出，復位則返回。系統輸入應包含以下各點：傳送帶1、2的位置傳感器SQ1SQ4 （使用控制柜正面的行程開關模擬）；送料電動機M3位置檢測傳感 器SQ11、SQ12、SQ13,左右極限位保護傳感器 SQ14和S

8、Q15,編 碼器（雙相計數）；調試/自動運行模式切換開關（用控制柜正面SA1 模擬），調試啟動按鈕SB4、調試停止按鈕SB1,自動運行啟動按鈕 SB5、自動運行停止按鈕SB2,貨物類型確認按鈕SB3 （所有按鈕SB 請使用控制柜正面元件）和急停按鈕（由控制柜正面的SA2模擬）。 貨物檢測傳感器SQ16（用控制柜正面的SA3來模擬，SA3位于右檔 位時代表傳感器有信號），推料氣缸動作過程用延時3秒代替；由鉗 電阻模擬電機 M1的溫度，由溫控器顯示溫度，溫控器輸出接點給 PLC。系統的輸出指示燈應該包含：系統停止指示燈（紅燈 HL1）、系 統調試指示燈（紅燈HL2）、系統運行指示燈（綠燈HL4）。

9、所有的指 示燈請使用控制柜正面元件。二、控制系統設計要求1、本系統使用三臺 PLC,網絡指定 QCPU/S7-300/S7-1500為主 站，2 臺 FX3U/S7-200Smart/S7-1200 為從站，分另U以 CC_Link 或工 業以太網的形式組網。具體配置見表 1。2、MCGS觸摸屏應連接到系統中主站 PLC上（三菱系統中觸摸 屏連接到 QPLC的RS232端口；西門子系統中觸摸屏連接到 S7-300/S7-1500的以太網端口，不允許連接到交換機）。3、電機控制、部分I/O、HMI與PLC組合分配方案見表1,其 余自行定義。表1 PLC、HMI及I/O配置方案二菱 Q+FX3U系

10、列方案西門子S7-300+S7-200Smart 方案西門子S7-1500+S7-1200 方案HMI、YV1、YV2Q00UCPUCPU314C-2PN/DPCPU 1511-1 PNM1、M4、FX3U-32MRS7-200SmartCPU 1212CSA1SA36ES7288-1SR40-0AA06ES7212-1BE40-0XB0M2、M3、SB1SB5、FX3U-32MTS7-200Smart6ES7288-1ST30-0AA0CPU 1212C6ES7212-1AE40-0XB04、根據本控制要求設計電氣控制原理圖，根據所設計的電路圖 連接電路（不允許借用機床考核單元電氣回路）。把

11、系統電氣原理圖、 各PLC的I/O接線圖在標準圖紙上，并填寫I/O分配表，在“設計” 欄中填入選手工位號，在“制圖”欄中填入 PLC品牌型號。5、本次工作任務中用到的主要器件（如各個 PLC和變頻器）已 安裝好，部分線路也已經安裝好（參見實物），選手不得擅自更改設 備中已有器件的位置和線路。其余器件的安裝位置請自行定義。三、系統控制要求平面倉庫系統設備設有兩種工作模式，模式一：調試模式；模式 二：自動運行模式。系統工作模式由運行模式切換開關SA1 （控制柜反面）選取。設備上電后觸摸屏首先進入登錄畫面。 控制柜正面的紅色指示燈 HL1以0.5Hz頻率閃爍點亮，表示系統上電。若連續 15秒未對觸摸

12、 屏進行任何操作，則觸摸屏自動進入待機畫面，即屏幕進入休眠狀態， 直到再次點擊觸摸屏。1、觸摸屏登錄畫面要求登錄畫面如圖2所示。點擊“用戶登錄”按鈕，彈出用戶登錄窗 口如圖3所示，登錄畫面中用戶名為 admin,密碼為123。如輸入有 錯，畫面上應彈出“密碼輸入錯誤，是否重新輸入”的提示框，點擊 提示框中的“是”，用戶可重新登錄，點擊提示框中的“否”，返回登 錄畫面。點擊“重新啟動”按鈕，觸摸屏重新啟動進入登錄畫面。登錄后系統自動進入相應畫面：當 SA1在左擋位時，畫面進入“調試模式”；當SA1在右擋位時，畫面進入“自動運行模式”。系統要求進入自動運行模式之前，需首先進行調試。登錄畫面用戶名:

13、admin123A5tT*a0*-14RCEfGH1JDi>lKLMN0pUR&1Cb|jUVWXYz呵a：入調貓裝X和自確道由根式圖2登錄畫面圖3用戶登錄窗口2、調試模式設備進入調試模式后，觸摸屏切換至調試畫面，觸摸屏畫面設計可參考圖4。觸摸屏進入調試畫面后，控制柜正面的紅色指示燈 HL1熄滅，綠色指示燈HL4保持0.5Hz頻率閃爍，直到調試模式結束 通過按下“選擇調試按鈕”，可依次選擇需要調試的電機 M1M4, 觸摸屏中對應電機指示燈亮。按下控制柜正面綠色按鈕SB4,選中的 電機將進行調試運行。調試模式畫面電機調試指示選擇調試按鈕M4電機設定一傳送帶2函f亍諫度r M3電機設

14、定-送料小車速度mm/s機械手底盤角度度送料小車復位°送料可瘁當前位罟mm送和庫演示mm/s圖4調試畫面示意圖（1）傳送帶1驅動電機M1調試過程按下SB4按鈕，電機M1以3秒間隔進行Y型運行-型運行- 停止-Y型運行-型運行-停止-.狀態循環切換，電機 M1在Y型 運行時，HL2以2Hz閃爍點亮，M1在型運行時，HL2長亮，M1 停止時，HL2熄滅。按下停止按鈕 SB1, M1停止，HL2滅。（2）機器手底盤旋轉電機 M2調試過程首先在觸摸屏中設置機械手底盤的旋轉速度 （速度取整數，設定 范圍為38 /s）,再設定機械手底盤的正向（向左）旋轉角度 0c （% 取整數，設定范圍為60

15、120 ）,按下SB4,伺服電機M2按照設 定的速度正向旋轉相應角度（需要考慮減速比24:1）, 2秒后再反向旋轉相應角度回到初始位置；然后再次在觸摸屏中設置機械手底盤的 反向（向右）旋轉角度B B取整數，設定范圍為60 120 ）,按 下SB4,伺服電機M2按照設定的速度反向旋轉相應角度，2秒后再 正向旋轉相應角度回到初始位置； 再次按下SB4,伺服電機首先帶動 機械手底盤正向旋轉口角度，2秒后反向旋轉口角度，再過2秒后反 向旋轉B角度，再過2秒后正向旋轉B角度。電機M2運行過程中， 可隨時按下SB1使M2停止，再次按下SB4,電機M2繼續完成未完 成的動作。M2在調試過程中，HL2紅燈長亮

16、。（3）送料小車驅動電機M3調試過程送料小車電機結構示意圖如圖 5所示。電機M3調試前，送料小 車在SQ11與SQ13之間的任意位置。首先在觸摸屏上設置送料小車 的速度（設定范圍為4.012.0mm/s,精確到小數點后一位），按一下 SB4按鈕，步進電機 M3帶動送料小車左行至SQ11,停2秒后再向 右運行至SQ12 （此時小車所在的位置為初始位置，系統將編碼器中的數值清零）。然后，再次按下SB4,送料小車將按照以下順序循環 運行：右運行至SQ13停2秒-左行至SQ12停2秒-左行至SQ11停2 秒-右行至SQ12停2秒-右行至SQ13停2秒-；M3運行過程中， 隨時按下SB1,小車停止，此時

17、可以使用觸摸屏中的“送料小車復位” 按鈕控制送料小車返回初始位置 （即無論送料小車停在哪個位置， 按 下觸摸屏中的“送料小車復位”按鈕，送料小車都將 直接返回至初始 位置SQ12處）。在調試過程中，HL2紅燈以1Hz閃爍點亮。止匕外， 要求在觸摸屏中顯示送料小車的當前位置（單位為mm,精確到小數點后一位），并要求有動畫演示效果。fSQ回 |SQ12碗 13圖5送料小車電機結構示意圖止匕外，在M3電機移動過程中檢測左右硬限位 SQ14和SQ15。即小車左移時，SQ14檢測有信號，小車停止；小車右移時，SQ15檢 測有信號，小車停止。（4）傳送帶2驅動電動機M4調試過程首先在觸摸屏中設置傳送帶2的

18、速度（速度v的范圍2016年全國高職院校技能大賽“現代電氣控制系統安裝與調試”賽項4.06.0mm/s,精確到小數點后1位）；然后按下SB4按鈕，M4電動 機按照所設置的速度正向 點動運行；M4電機調試過程中，HL2以 5Hz閃爍。所有電機（M1M4）調試完成后，將SA1旋至右檔位，系統進 入到自動運行模式。在未進入自動運行模式時，單臺電機可以反復調 試。3、自動運行模式系統切換到自動運行模式后，觸摸屏也隨之進入自動運行模式畫 面（參見圖6）,畫面自行設計。畫面設計要求：觸摸屏有倉庫顯示 區，顯示每個倉位內A、B、C三種貨物的數量；有倉位關閉設定區， 可以選擇將對應倉位關閉；有參數顯示區，可以

19、顯示當前貨物類型、 機械手底盤方向、送料小車的當前位置、貨物類型傳感器的實時電壓 值；有參數設定區，可以對機械手底盤速度、送料小車速度、傳送帶2速度進行設定（設定 范圍與調試模式下相同）內樣倉位1倉位2倉位3ABC返回調試界用倉降顯赤區 , , , , ,關閉1 關團工 關-3J倉位關閉設定區'動運行模式畫面套散顯示區當前貨物競型假如n車巾黃mn的物光型松溫造盛器串伍v加琳于屈岫方顯示,后 Lt fit圖6自動運行模式參考畫面平面倉庫自動運行時工藝流程與控制要求:（1）系統初始化狀態小車處于原點（中間位置 SQ12）,小車內無貨物（SQ16檢測）， 機器手處于原始位置。（2）運行操作按

20、下自動運行啟動按鈕 SB5,系統開始運行，指示燈 HL4長 亮；上貨與分揀工作流程：將貨物從進貨區放至傳送帶1,當SQ1檢測到貨物時，電機 M1 開始降壓起動；貨物經由傳送帶 1被送至SQ2處，期間經過貨物類 型傳感器時，觸摸屏中顯示貨物類型傳感器電壓值，按下按鈕SB3,則確認貨物類型，并在觸摸屏上顯示；當 SQ2檢測到貨物時，電機 M1停止；然后等待3秒，期間機械手將貨物抓起，根據入庫存放規 則決定將貨物抓放至送料小車或者是傳送帶 2;入庫存放規則：每個倉位存放貨物的順序為：依次存入 A、B、C、A、B、C.; 選擇倉位的順序為：倉位 1、倉位2、倉位3,放滿為止；每個倉位 最多放6個貨物；

21、檢測到的貨物不滿足上述入庫存放規則， 由機械手 將該貨物抓取至傳送帶2送回返貨區。入庫工作流程：系統初始狀態下，所有倉位都無貨，則若第一個貨物經由貨物類 型檢測傳感器檢測為A類貨物，當M1電機停止后，等待3秒（期間 機械手將貨物夾起），然后機械手底盤向左旋轉口角度（的值取“調 試模式”下的設定值），旋轉到位后再等待3秒（期間機械手將貨物 放至在送料小車上）；當小車上的貨物檢測傳感器 SQ16檢測到信號 時，等待3秒（期間機械手臂提起），然后機械手底盤向右旋轉口角 度回原位，同時送料小車向左行駛將貨物送至 SQ11 （倉位1）,到達 SQ11位置時，再等待3秒（表示推料氣缸已動作將貨物推送至倉位）， 此時觸摸屏中倉位1中的A貨物數量變成1;然后送料小車向右行駛 返回至初始位置SQ12處。若第二個貨物被檢測是 A類貨物時，則按照以上流程將貨物放 至送料小車，再由送料小車將該貨物送至 SQ12 （倉位2）存放。若第二個貨物被檢測是B類貨物時，則按照以上流程將貨物放至 送料小車，再由送料小車將該貨物送至 SQ11 （倉位1）存放。若第二個貨物是C類貨物，則機械手將貨物夾起并向右旋轉（3角 度（3的值取“調試模式”下的設定值），將貨物放至在SQ3處，傳 送帶2電機M4啟動運行，將該貨物送回至返貨區，SQ4動作，傳送 帶2電機M4停止。以此類推，直至所有倉