2022年江西省職業院校技能大賽高職組現代電氣控制系統安裝與調試賽項樣題庫

注意事項

一、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（GB50254-96）》驗收。

二、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）同意后方可修改。

三、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1分；若因人為操作損壞器件，扣5分；后果嚴重者（如

導致PLC、變頻器、伺服等燒壞），本次競賽成績計0分。

四、所編PLC、觸摸屏、PPT等程序必須保存到計算機的“D:

\場次號-工位號”文件夾下，場次號和工位號以現場抽簽為準。

五、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。

六、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。

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請按要求在10個小時內完成以下工作任務：

一、按“自來水廠居民飲用水輸送監控系統”，使用智能化電

氣設計軟件，設計控制系統主電路、控制電路（含伺服、步進、

變頻器）、PLC控制電路；將設計完成的內容導出PDF格式并保存

到硬盤指定位置和優盤中，比賽開始兩個小時后提交。

二、按設計圖完成元件選型計算、元件安裝、電路連接（含

主電路）和相關元件參數設置。

三、按“自來水廠居民飲用水輸送監控系統”，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。

四、根據給定的電氣設備原理圖及故障檢測要求，檢測出該

電氣設備電路板上的故障，并按要求在其電路圖紙的相應位置上

標注故障類型符號。

五、使用三維場景搭建軟件進行工業場景的搭建，完成搭建

后的場景能夠完整的展示“自來水廠居民飲用水輸送監控系統”

結構。

六、按“自來水廠居民飲用水輸送監控系統”編寫PPT，內容

包含設計思路，調試流程，并能獨立講解，時間為5分鐘。PPT

文件必須保存到計算機的“D:\工位號”文件夾下，工位號以現場

抽簽為準。

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自來水廠居民飲用水輸送監控系統

一、系統運行說明

自來水廠居民飲用水輸送監控系統主要由以下電氣控制回路組成：M2

為變頻器控制的不帶離心開關的三相異步電機，M1為帶離心開關的三相

異步電機星三角啟動控制回路【啟動時，星型運行時間2秒（M1電機星

型啟動時間由時間繼電器設置），間隔0.5秒后，自動轉換為三角型運行】；

M3為雙速電機；M4步進電機控制回路【設置參數：步進電機旋轉一周需

要2000個脈沖】正轉頻率均為1000Hz，反轉頻率均為600HZ；M5伺服電

機控制回路【設置參數：伺服電機旋轉一周需要2000個脈沖】正反轉頻

率均為1000Hz。

電動機旋轉以“順時針旋轉為正向,逆時針旋轉為反向”為準。如無

特別說明，題目中的所有開關、按鈕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、一臺變頻器，網絡指定QCPU/S7-300/S7-1500

為主站，2臺FX3U/S7-200Smart/S7-1200及變頻器為從站，分別以CC_Link

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或工業以太網的形式組網。

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、I/O、HMI與PLC組合分配方案（其余自行定義）：

方案三菱Q系列西門子S7-300西門子S7-1500

電機+FX3U系列方案+S7-200Smart方案+S7-1200方案

HMISB1～SB2、SA3Q00UCPUCPU314C-2PN/DPCPU1511

M4、M5、編碼器

S7-200SmartCPU1212C

SA1～SA2、SQ1～FX3U-32MT6ES7288-1ST30-06ES7212-1AE40-0X

SQ4、SQ10、SQ11AA0B0

M1、M3S7-200SmartCPU1212C

FX3U-32MR

HL1～HL36ES7288-1SR40-06ES7212-1BE40-0X

AA0B0

M2FR-E740G120C-PNG120C-PN

4.根據本說明書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。參照所給定的圖紙把系統電氣原理圖

以及各個PLC的I/O接線圖繪制在標準圖紙上，在“設計”欄中填入選手工

位號，在“制圖”欄中填入PLC品牌型號。

5.三臺PLC和變頻器安裝位置要求如圖1所示,不允許自行定義位置，

不得擅自更改設備已有器件位置和線路，其余器件位置自行定義。

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從站：三菱FX3U-32MT

/西門子S7-200Smart

（6ES7288-1ST30-0AA0）

/西門子CPU1212C

（6ES7212-1AE40-0XB0）

變頻器：三菱FR-E840/

西門子G120C

（a）正面

從站：三菱FX3U-32MR

/西門子S7-200Smart

（6ES7288-1SR40-0AA0）

/西門子CPU1212C

（6ES7212-1BE40-0XB0）

主站：三菱Q00UCPU/西門

子S7-300/西門子

S7-1500

（b）反面

圖1PLC和變頻器安裝位置示意圖

三、系統控制要求

（一）設備調試

1.M2飲用水輸出泵1#電機調試

調試要求選擇“M2電機調試”后按下“調試按鈕”，使用柜內左上角電

壓調節旋鈕的0V～10V調速，使PLC驅動變頻器輸出頻率從0Hz～50Hz不斷變

化的頻率下正轉啟動。調試界面可實時顯示變頻器的當前轉速(使用變頻器

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2022年江西省職業院校技能大賽高職組現代電氣控制系統安裝與調試賽項樣題庫

輸出模擬量端口AM端口進行模擬轉速實時顯示)。再次按下“調試按鈕”M2調

試完成，M2電機停止。M2電機調試時HL3亮。

2.M1飲用水輸出泵2#電機調試

調試要求選擇“M1電機調試”后按下“調試按鈕”，M1電機星型正轉

啟動運行2S（M1電機星型啟動時間由時間繼電器設置）后間隔0.5S轉為三

角型全壓正轉運行4S后停止，停止2S后M1電機星型反轉啟動運行2S后間隔

0.5S轉為三角型全壓反轉運行4S后停止，完成調試。M1電機調試時HL2亮。

3.M3進水泵電機調試

調試要求選擇“M3電機調試”后按下“調試按鈕”，M3電機低速正轉

啟動，低速正轉運行2S后間隔0.5S后轉為高速正轉，高速正轉運行4S后停

止，完成調試。M3電機調試時HL2、HL3亮。

4.M4明礬投放電機調試

調試要求選擇“M4電機調試”后按下“調試按鈕”，M4電機正轉4圈

后停止，停止2S后，M4電機反轉4圈后停止。M4電機調試時HL1亮。

5.M5活性炭投放電機調試

調試要求選擇“M5電機調試”后按下“調試按鈕”，M5電機正轉到

SQ11后停止，停止2S后，M5電機反轉回SQ10后停止。M5電機調試時

HL1、HL3亮。

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調試模式每次只可選擇調試一個電機，如誤選或錯選（同時選擇2

個或2個以上電機）時，提示框內報警提示“調試過程中每次只可進行

單一電機調試”字樣的紅色字體，報警同時不可進行任何調試。調試電

機時，提示框中提示當前調試電機的名稱如“XX電機正在調試”的藍色

字樣提示。

全部電機全部調試完畢時“進入運行界面”按鈕才會顯示（除此之

外都是隱藏的）。觸摸屏畫面如圖2所示：

圖2調試模式畫面

（二）工作方式

本次工作模擬自來水廠居民飲用水處理系統。按下“進入運界

面”鍵進入運行界面出現“自來水廠居民飲用水處理系統”字樣。如圖3所

示。

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圖3運行畫面

按下“啟動按鈕”或SB1自來水廠居民飲用水輸出系統啟動。居民飲用

水輸送第一階段：原水（河水）處理，M3進水泵電機將待處理的原水抽入

蓄水池，當蓄水池中的水位處于低水位或無水狀態時（由SA1模擬給出信

號,SA1至右側）M3進水泵電機以高速工作快速將原水抽送至蓄水池，當蓄

水池中的水位處于高水位（由SA1模擬給出信號,SA1至左側）但蓄水池未滿

時，M3進水泵電機以低速工作將原水抽送至蓄水池直至注滿蓄水池(由SA2

模擬給出信號,SA2至右側)。蓄水池水滿時(由SA2模擬給出信號,SA2至左側)

此時M3電機立即停止，M4明礬投放電機正轉4圈向蓄水池中投放明礬，投放

完成后，立即反轉4圈復位，當M4電機復位完成后，M5活性炭投放電機正轉

到SQ11向蓄水池中投放活性炭，投放完成后，等待10S后自動反轉回到SQ10

復位回收活性炭，復位完成后第一階段結束。

居民飲用水輸送第二階段：飲用水輸送，飲用水的輸送情況由用戶水

壓的情況決定（用戶水壓由電壓輸出調節旋鈕的0～10V來模擬0～10MPa

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的水壓）當水壓為0～5MPa(0～5V時），居民飲用水以M1飲用水輸出泵2#

電機輸出，M1電機以星型正轉啟動運行2S（M2電機星型啟動時間由時

間繼電器設置）后間隔0.5S轉為三角型全壓正轉運行以工頻向用戶輸送

飲用水。當水壓為5～8MPa（5～8V）時（當水壓到達5MPa10s后），此

時居民飲用水以M2飲用水輸出泵1#電機輸出，M1飲用水輸出泵2#電機停

止，M2電機起先以50Hz運行輸出居民飲用水，隨著用戶水壓的繼續提升

M2電機逐步減小輸送的頻率直至減小到40Hz為止保持不變。當水壓超過

8MPa，在9～10MPa(9～10V）時，M2電機保持30HZ的頻率輸出。當蓄水池中

的水位再次處于低水位或無水狀態時（由SA1模擬給出信號,SA1至右側），

系統自動跳轉到居民飲用水輸送第一階段。此時也可按下SB2或“停止

按鈕”設備立即停止。

（三）非正常情況處理

(1)過載

系統中的M1電機出現過載時，觸摸屏自動切換到報警畫面如圖4，畫面出

現“報警畫面，M1電機過載”字樣，當M3電機出現過載時，觸摸屏自動切

換到報警畫面如圖5，畫面出現“報警畫面，M3電機過載”字樣。整個系

統停止工作。報警畫面保持，解除過載后（將SA3至左側），系統直接恢復

運行。

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圖4M1電機過載畫面圖5M3電機過載畫面

(2)超程

步進電機和伺服電機設有行程保護，當步進電機發生超程觸動SQ1

或SQ2（用控制柜正面行程開關模擬），M4電機立刻停止運行，觸摸屏自

動切換到報警畫面如圖6，畫面出現“報警畫面，M4電機超程”字樣；

當伺服電機發生超程觸動SQ3或SQ4，觸摸屏自動切換到報警畫面如圖

7畫面出現“報警畫面，M5電機超程”字樣，M5電機立刻停止運行，但

此時系統其他部件不會停止。解除過載后（松開SQ1、2、3、4），系統

直接恢復運行。

圖6M4電機超程畫面圖7M5電機超程畫面

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故障檢測

一、工作任務

請選手在設有故障（10個故障點）的裝置上進行故障查找，并將故障

點的位置與故障類型在圖紙上標出。裝置圖紙見附件，符號具體要求如下：

二、操作要求

1.觀察現象時，只能接通控制電路的電源，不能接通主回路電源；

2.故障檢測時，必須在斷電情況下測量，不能打開行線槽蓋板、不能

松卸端子；

3.必要時，可以打開開關面板和按鈕盒進行檢測；

4.請使用萬用表、絕緣電阻測試儀、接地電阻測試儀等儀表進行故障

檢測；

5.故障點只需在圖紙上標注符號，無需修復。

三、模塊分值

本模塊分值為10分，每正確找到一個故障點且標注正確得1.0分。

標注方法如下：

四、注意事項

在完成工作任務的全過程中，嚴格遵守電氣安裝安全操作規程。

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數字化工業場景搭建

一、工作任務

請選手根據任務書“自來水廠居民飲用水輸送監控系統”的場景平面

參考圖進行工業場景搭建。

場景平面參考圖（5個區域）

二、操作要求

1.在電腦上使用XX軟件進行操作，搭建三維場景圖；

2.搭建所需的部件可在模型庫中選擇；

3.搭建的三維場景必須與場景平面參考圖展現的場景一致。

三、模塊分值

本模塊分值為5分，每正確搭建一個區域得1分，區域搭建錯誤或不

完整該區域不得分。

四、注意事項

在完成工作任務的全過程中，嚴格遵守賽場紀律。

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應用辦公軟件制作匯報PPT

一、工作任務

請選手根據任務書“自來水廠居民飲用水輸送監控系統”的控制要求

制作PPT。

二、操作要求

1.在電腦上使用WPS軟件進行操作；

2.內容包含設計思路，調試流程。

三、模塊分值

本模塊分值為8分，PPT制作3分，匯報5分。

四、注意事項

在完成工作任務的全過程中，嚴格遵守賽場紀律。

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器件參數

序號器件型號參數值

1熱繼電器

2變頻器

3步進電機

4伺服電機

工位號：

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工位號:

2022年江西省職業院校技能大賽

高職組現代電氣控制系統安裝與調試

賽項

工

作

任

務

書

（樣題）

高職組現代電氣控制系統安裝與調試賽項專家組

中國江西

2022·12

1

2022年江西省職業院校技能大賽高職組現代電氣控制系統安裝與調試賽項樣題庫

請按要求在10個小時內完成以下工作任務：

一、按“自來水廠居民飲用水輸送監控系統”，使用智能化電

氣設計軟件，設計控制系統主電路、控制電路（含伺服、步進、

變頻器）、PLC控制電路；將設計完成的內容導出PDF格式并保存

到硬盤指定位置和優盤中，比賽開始兩個小時后提交。

二、按設計圖完成元件選型計算、元件安裝、電路連接（含

主電路）和相關元件參數設置。

三、按“自來水廠居民飲用水輸送監控系統”，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。

四、根據給定的電氣設備原理圖及故障檢測要求，檢測出該

電氣設備電路板上的故障，并按要求在其電路圖紙的相應位置上

標注故障類型符號。

五、使用三維場景搭建軟件進行工業場景的搭建，完成搭建

后的場景能夠完整的展示“自來水廠居民飲用水輸送監控系統”

結構。

六、按“自來水廠居民飲用水輸送監控系統”編寫PPT，內容

包含設計思路，調試流程，并能獨立講解，時間為5分鐘。PPT

文件必須保存到計算機的“D:\工位號”文件夾下，工位號以現場

抽簽為準。

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2022年江西省職業院校技能大賽高職組現代電氣控制系統安裝與調試賽項樣題庫

自來水廠居民飲用水輸送監控系統

一、系統運行說明

自來水廠居民飲用水輸送監控系統主要由以下電氣控制回路組成：M2

為變頻器控制的不帶離心開關的三相異步電機，M1為帶離心開關的三相

異步電機星三角啟動控制回路【啟動時，星型運行時間2秒（M1電機星

型啟動時間由時間繼電器設置），間隔0.5秒后，自動轉換為三角型運行】；

M3為雙速電機；M4步進電機控制回路【設置參數：步進電機旋轉一周需

要2000個脈沖】正轉頻率均為1000Hz，反轉頻率均為600HZ；M5伺服電

機控制回路【設置參數：伺服電機旋轉一周需要2000個脈沖】正反轉頻

率均為1000Hz。

電動機旋轉以“順時針旋轉為正向,逆時針旋轉為反向”為準。如無

特別說明，題目中的所有開關、按鈕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、一臺變頻器，網絡指定QCPU/S7-300/S7-1500

為主站，2臺FX3U/S7-200Smart/S7-1200及變頻器為從站，分別以CC_Link

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2022年江西省職業院校技能大賽高職組現代電氣控制系統安裝與調試賽項樣題庫

或工業以太網的形式組網。

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、I/O、HMI與PLC組合分配方案（其余自行定義）：

方案三菱Q系列西門子S7-300西門子S7-1500

電機+FX3U系列方案+S7-200Smart方案+S7-1200方案

HMISB1～SB2、SA3Q00UCPUCPU314C-2PN/DPCPU1511

M4、M5、編碼器

S7-200SmartCPU1212C

SA1～SA2、SQ1～FX3U-32MT6ES7288-1ST30-06ES7212-1AE40-0X

SQ4、SQ10、SQ11AA0B0

M1、M3S7-200SmartCPU1212C

FX3U-32MR

HL1～HL36ES7288-1SR40-06ES7212-1BE40-0X

AA0B0

M2FR-E740G120C-PNG120C-PN

4.根據本說明書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。參照所給定的圖紙把系統電氣原理圖

以及各個PLC的I/O接線圖繪制在標準圖紙上，在“設計”欄中填入選手工

位號，在“制圖”欄中填入PLC品牌型號。

5.三臺PLC和變頻器安裝位置要求如圖1所示,不允許自行定義位置，

不得擅自更改設備已有器件位置和線路，其余器件位置自行定義。

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2022年江西省職業院校技能大賽高職組現代電氣控制系統安裝與調試賽項樣題庫

從站：三菱FX3U-32MT

/西門子S7-200Smart

（6ES7288-1ST30-0AA0）

/西門子CPU1212C

（6ES7212-1AE40-0XB0）

變頻器：三菱FR-E840/

西門子G120C

（a）正面

從站：三菱FX3U-32MR

/西門子S7-200Smart

（6ES7288-1SR40-0AA0）

/西門子CPU1212C

（6ES7212-1BE40-0XB0）

主站：三菱Q00UCPU/西門

子S7-300/西門子

S7-15