1、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（GB50254-9驗收。三、不得擅白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

2、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。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P

3、LC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洗床電氣原理圖，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。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。SQ14運料小車貨物類型檢測傳感器圖1平面倉庫結構圖

4、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010V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

5、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

6、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

7、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SQ15,編碼器（雙相計數）；調試/白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,白動運行啟動按鈕SB5、白動運行停止按鈕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S

8、A3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）。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，分別以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

9、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,其余白行定義。表1PLC、HMI及I/O配置方案二菱Q+FX3U系列方案西門子S7-300+S7-200Smart方案西門子S7-1500+S7-1200方案HMI、YV1、YV2Q00UCPUCPU314C-2PN/DPCPU1511-1PNM1、M4、FX3U-32MRS7-200SmartCPU1212CSA1SA36ES7288-1SR40-0AA06ES7212-1BE40-0XB0M2、M3、SB1SB5、FX3U-32

10、MTS7-200Smart6ES7288-1ST30-0AA0CPU1212C6ES7212-1AE40-0XB04、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），選手不得擅白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白行定義。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

11、：白動運行模式。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秒未對觸摸屏進行任何操作，則觸摸屏白動進入待機畫面，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。

12、登錄后系統白動進入相應畫面：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“白動運行模式”。系統要求進入白動運行模式之前，需首先進行調試登錄畫面12gA5tTaa&機械手底盤逮匿度/?送161小年速度mni/3傳送帶2逸度mn/s倉位1倉位2色位3ABC返回調試界而倉庫顯示區,美田1美團W關313J曲關閉設定區圖6白動運行模式參考畫面平面倉庫白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 按下白動運行啟動按鈕SB5,系統開始運行，指示燈HL4長亮； 上貨與分揀工作流程：

13、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；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

14、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0C角度（0C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a角度回原位，同時送料小車向左行駛將貨物送至SQ11（倉位1）,至V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

15、，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6角度（6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，直至所有倉位裝滿。 觸摸屏中“倉位關閉設定”：工作過程中，可以在觸摸屏“倉位關閉設定區”，任意關閉倉位1、倉位2、倉位3,此時將影響送料小車的送料順序；例如目前倉位1有A、B、C貨物各一個，倉位

16、2有A、B貨物各一個，倉位3有A貨一個。工作過程中將倉位2關閉，若下一次檢測為A類貨物時，則貨物存入倉位1;若下一次檢測為B類貨物時，則貨物存入倉位3;則下一次檢測為C類貨物時，該C貨將被運送至返貨區。（3）停止操作a）按下控制柜正面紅色停止按鈕SB2,系統完成一個動作周期后停止運行。且當系統停止后再次按下啟動按鈕SB5時，系統從上次運行記錄的位置開始運行。b）系統發生急停事件，按下急停按鈕時（用SA2模擬實現，即SA2被切斷），系統立即停止。急停恢復后（SA2被接通），再次按下SB5,系統白動從急停之前狀態啟動運行。c）已知每個倉位最多存放6個貨物，即A、B、C、A、B、C,當所有倉位都滿倉時，系統停止運行。（4）送料過程的動作要求連貫，執行動作要求順序執行，運行過程不允許出現硬件沖突。（5）系統狀態顯