2016年现代电气控制系统安装与调试”赛题B题资料

1、2016年全国高职院校技能大赛“现代电气控制系统安装与调试”赛项201奔全国职业院校技能大赛现代电气控制系统安装与调试（B题）工作任务书（总时间：240分钟）场次号 工位号ii2016年全国高职院校技能大赛“现代电气控制系统安装与调试”赛项注意事项一、本任务书共14页，如出现缺页、字迹不清等问题，请及时 向裁判示意，进行任务书的更换。二、在完成工作任务的全过程中，严格遵守电气安装和电气维 修的安全操作规程。电气安装中，低压电器安装按电气装置安装工 程低压电器施工及验收规范（GB50254-99验收。三、不得擅自更改设备已有器件位置和线路， 若现场设备安装调 试有疑问，须经设计人员（赛场评委）同

2、意后方可修改。四、竞赛过程中，参赛选手认定竞赛设备的器件有故障，可提出 更换，器件经现场裁判测定完好属参赛选手误判时，每次扣参赛队3分；若因人为操作损坏器件，酌情扣 5-10分；后果严重者（如导致 PLG变频器、伺服等烧坏），本次竞赛成绩计0分。五、所编PLG触摸屏等程序必须保存到计算机的“ 场次号-工位号”文件夹下，场次号和工位号以现场抽签为准。六、参赛选手在完成工作任务的过程中， 不得在任何地方标注学 校名称、选手姓名等信息。七、比赛结束后，参赛选手需要将任务书以及现场发放的图纸、 资料、草稿纸等材料一并上交，不得带离考场。10请按要求在4个小时内完成以下工作任务：一、按“平面仓库系统”控

3、制要求，设计电气控制原理图，制定 相应的I/O分配表，并按图完成器件选型计算、器件安装、电路连接 （含主电路）和相关元件参数设置。二、按“平面仓库系统”控制要求，编写 PLC程序及触摸屏程序， 完成后下载至设备PLC及触摸屏，并调试该电气控制系统达到控制要 求。三、根据赛场设备上所提供的故障考核装置，参考 X62W院床电气 原理图，排除机床电气控制电路板上所设置的故障， 使该电路能正常 工作，同时完成维修工作票。本次工作任务请在YL-158GA1型现代电气控制系统安装与调试实 训考核装置上完成，该装置的结构介绍及使用方法请参考用户说明 书。操作过程中，须遵守安全操作规程和职业素养要求的相关规定

4、。SQ14运料小车货物类 型检测 传感器传送带2（ M4传送带1SQ1SQ4返货区平面仓库控制系统一、系统运行说明某平面仓库的结构如图1所示，系统（其主要由）传送带、机器 手、运料小车、推料气缸和一套平面仓库等组成。图1平面仓库结构图平面仓库系统的运行过程如下：开始运行时，人工将货物从进货 区放至传送带1上，当SQ1检测到货物之后，由电机M1带动传送带 1将货物运送至SQ2位置，期间需要对货物类型进行检测，根据货物 类型检测到的结果（用控制柜正面的 070V电压模拟货物类型），将 货物分成 A、B、C三种（04V为A货，47V为B货，710V为C 货）；由机械手臂抓起货物，并根据货物类型检测结

5、果决定将货物放 至运料小车或者传送带2;平面仓库包括三个仓位，运动送料小车将 货物运送至相应的仓位后，小车上的气缸将货物推进仓位。 送料小车 的初始位置在SQ12处的仓位。如图1所示，每个仓位配有一个位置 检测传感器（SQ11SQ13）,且每一个仓位存放货物的顺序需按照 A、 B、C的顺序依次存放，送料小车应按照从左往右（仓位1-仓位2-仓位3）的顺序进行送料；如果货物类型检测传感器检测到的货物不满足各个仓位存放货物的要求，由机械手将该货物抓取后送至传送带2送回返货区。平面仓库控制系统主要由以下电气控制回路组成：传送带1由电机M1驱动【M1为三相异步电机，只进行单向正转运行，要求能进 行Y-降

6、压起动，起动时间为3秒，并且需要设有过载保护，热继 电器的整定电流设置为0.4A】；机器手底盘旋转由电机 M2驱动【M2 为伺服电机，要求伺服电机能进行正、反转，伺服电机正转则机械手 底盘向左旋转，伺服电机反转则机械手底盘向右旋转；伺服电机参数设置如下：伺服电机旋转一周需要 1000个脉冲，伺服电机通过齿轮 减速器带动机械手底盘旋转，减速比为 24:1】；送料小车由电机 M3 驱动【M3为步进电机，要求步进电机能进行正、反转，步进电机参 数设置如下：步进电机旋转一周需要 2000个脉冲，已知直线导轨的 螺距为4mm,并使用旋转编码器对小车位置进行检测】；传送带2由 电机M4驱动【M4为三相异步

7、电机，由变频器驱动，要求变频器速 度由PLC输出模拟量电压进行给定，已知传送带 2的速度v与变频 器的运行频率f之间的关系为：v=0.2Xf,传送带2的速度需要从触 摸屏设定，M4从0mm/s加速到5mm/s需要用时1秒，从5mm/s减 速到0mm/s需要用时0.5秒机械手夹紧气缸YV1、小车上推料气 缸YV2由PLC数字量输出点控制，机械手夹紧气缸置位则夹紧，复 位则松开；推料气缸置位则推出，复位则返回。系统输入应包含以下各点：传送带1、2的位置传感器SQ1SQ4 （使用控制柜正面的行程开关模拟）；送料电动机M3位置检测传感 器SQ11、SQ12、SQ13,左右极限位保护传感器 SQ14和S

8、Q15,编 码器（双相计数）；调试/自动运行模式切换开关（用控制柜正面SA1 模拟），调试启动按钮SB4、调试停止按钮SB1,自动运行启动按钮 SB5、自动运行停止按钮SB2,货物类型确认按钮SB3 （所有按钮SB 请使用控制柜正面元件）和急停按钮（由控制柜正面的SA2模拟）。 货物检测传感器SQ16（用控制柜正面的SA3来模拟，SA3位于右档 位时代表传感器有信号），推料气缸动作过程用延时3秒代替；由钳 电阻模拟电机 M1的温度，由温控器显示温度，温控器输出接点给 PLC。系统的输出指示灯应该包含：系统停止指示灯（红灯 HL1）、系 统调试指示灯（红灯HL2）、系统运行指示灯（绿灯HL4）。

9、所有的指 示灯请使用控制柜正面元件。二、控制系统设计要求1、本系统使用三台 PLC,网络指定 QCPU/S7-300/S7-1500为主 站，2 台 FX3U/S7-200Smart/S7-1200 为从站，分另U以 CC_Link 或工 业以太网的形式组网。具体配置见表 1。2、MCGS触摸屏应连接到系统中主站 PLC上（三菱系统中触摸 屏连接到 QPLC的RS232端口；西门子系统中触摸屏连接到 S7-300/S7-1500的以太网端口，不允许连接到交换机）。3、电机控制、部分I/O、HMI与PLC组合分配方案见表1,其 余自行定义。表1 PLC、HMI及I/O配置方案二菱 Q+FX3U系

10、列方案西门子S7-300+S7-200Smart 方案西门子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、根据本控制要求设计电气控制原理图，根据所设计的电路图 连接电路（不允许借用机床考核单元电气回路）。把

11、系统电气原理图、 各PLC的I/O接线图在标准图纸上，并填写I/O分配表，在“设计” 栏中填入选手工位号，在“制图”栏中填入 PLC品牌型号。5、本次工作任务中用到的主要器件（如各个 PLC和变频器）已 安装好，部分线路也已经安装好（参见实物），选手不得擅自更改设 备中已有器件的位置和线路。其余器件的安装位置请自行定义。三、系统控制要求平面仓库系统设备设有两种工作模式，模式一：调试模式；模式 二：自动运行模式。系统工作模式由运行模式切换开关SA1 （控制柜反面）选取。设备上电后触摸屏首先进入登录画面。 控制柜正面的红色指示灯 HL1以0.5Hz频率闪烁点亮，表示系统上电。若连续 15秒未对触摸

12、 屏进行任何操作，则触摸屏自动进入待机画面，即屏幕进入休眠状态， 直到再次点击触摸屏。1、触摸屏登录画面要求登录画面如图2所示。点击“用户登录”按钮，弹出用户登录窗 口如图3所示，登录画面中用户名为 admin,密码为123。如输入有 错，画面上应弹出“密码输入错误，是否重新输入”的提示框，点击 提示框中的“是”，用户可重新登录，点击提示框中的“否”，返回登 录画面。点击“重新启动”按钮，触摸屏重新启动进入登录画面。登录后系统自动进入相应画面：当 SA1在左挡位时，画面进入“调试模式”；当SA1在右挡位时，画面进入“自动运行模式”。系统要求进入自动运行模式之前，需首先进行调试。登录画面用户名:

13、admin123A5tT*a0*-14RCEfGH1JDi>lKLMN0pUR&1Cb|jUVWXYz呵a：入调猫装X和自确道由根式图2登录画面图3用户登录窗口2、调试模式设备进入调试模式后，触摸屏切换至调试画面，触摸屏画面设计可参考图4。触摸屏进入调试画面后，控制柜正面的红色指示灯 HL1熄灭，绿色指示灯HL4保持0.5Hz频率闪烁，直到调试模式结束 通过按下“选择调试按钮”，可依次选择需要调试的电机 M1M4, 触摸屏中对应电机指示灯亮。按下控制柜正面绿色按钮SB4,选中的 电机将进行调试运行。调试模式画面电机调试指示选择调试按钮M4电机设定一传送带2函f亍谏度r M3电机设

14、定-送料小车速度mm/s机械手底盘角度度送料小车复位°送料可瘁当前位罟mm送和库演示mm/s图4调试画面示意图（1）传送带1驱动电机M1调试过程按下SB4按钮，电机M1以3秒间隔进行Y型运行-型运行- 停止-Y型运行-型运行-停止-.状态循环切换，电机 M1在Y型 运行时，HL2以2Hz闪烁点亮，M1在型运行时，HL2长亮，M1 停止时，HL2熄灭。按下停止按钮 SB1, M1停止，HL2灭。（2）机器手底盘旋转电机 M2调试过程首先在触摸屏中设置机械手底盘的旋转速度 （速度取整数，设定 范围为38 /s）,再设定机械手底盘的正向（向左）旋转角度 0c （% 取整数，设定范围为60

15、120 ）,按下SB4,伺服电机M2按照设 定的速度正向旋转相应角度（需要考虑减速比24:1）, 2秒后再反向旋转相应角度回到初始位置；然后再次在触摸屏中设置机械手底盘的 反向（向右）旋转角度B B取整数，设定范围为60 120 ）,按 下SB4,伺服电机M2按照设定的速度反向旋转相应角度，2秒后再 正向旋转相应角度回到初始位置； 再次按下SB4,伺服电机首先带动 机械手底盘正向旋转口角度，2秒后反向旋转口角度，再过2秒后反 向旋转B角度，再过2秒后正向旋转B角度。电机M2运行过程中， 可随时按下SB1使M2停止，再次按下SB4,电机M2继续完成未完 成的动作。M2在调试过程中，HL2红灯长亮

16、。（3）送料小车驱动电机M3调试过程送料小车电机结构示意图如图 5所示。电机M3调试前，送料小 车在SQ11与SQ13之间的任意位置。首先在触摸屏上设置送料小车 的速度（设定范围为4.012.0mm/s,精确到小数点后一位），按一下 SB4按钮，步进电机 M3带动送料小车左行至SQ11,停2秒后再向 右运行至SQ12 （此时小车所在的位置为初始位置，系统将编码器中的数值清零）。然后，再次按下SB4,送料小车将按照以下顺序循环 运行：右运行至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运行过程中， 随时按下SB1,小车停止，此时

17、可以使用触摸屏中的“送料小车复位” 按钮控制送料小车返回初始位置 （即无论送料小车停在哪个位置， 按 下触摸屏中的“送料小车复位”按钮，送料小车都将 直接返回至初始 位置SQ12处）。在调试过程中，HL2红灯以1Hz闪烁点亮。止匕外， 要求在触摸屏中显示送料小车的当前位置（单位为mm,精确到小数点后一位），并要求有动画演示效果。fSQ回 |SQ12碗 13图5送料小车电机结构示意图止匕外，在M3电机移动过程中检测左右硬限位 SQ14和SQ15。即小车左移时，SQ14检测有信号，小车停止；小车右移时，SQ15检 测有信号，小车停止。（4）传送带2驱动电动机M4调试过程首先在触摸屏中设置传送带2的

18、速度（速度v的范围2016年全国高职院校技能大赛“现代电气控制系统安装与调试”赛项4.06.0mm/s,精确到小数点后1位）；然后按下SB4按钮，M4电动 机按照所设置的速度正向 点动运行；M4电机调试过程中，HL2以 5Hz闪烁。所有电机（M1M4）调试完成后，将SA1旋至右档位，系统进 入到自动运行模式。在未进入自动运行模式时，单台电机可以反复调 试。3、自动运行模式系统切换到自动运行模式后，触摸屏也随之进入自动运行模式画 面（参见图6）,画面自行设计。画面设计要求：触摸屏有仓库显示 区，显示每个仓位内A、B、C三种货物的数量；有仓位关闭设定区， 可以选择将对应仓位关闭；有参数显示区，可以

19、显示当前货物类型、 机械手底盘方向、送料小车的当前位置、货物类型传感器的实时电压 值；有参数设定区，可以对机械手底盘速度、送料小车速度、传送带2速度进行设定（设定 范围与调试模式下相同）内样仓位1仓位2仓位3ABC返回调试界用仓降显赤区 , , , , ,关闭1 关团工 关-3J仓位关闭设定区'动运行模式画面套散显示区当前货物竞型假如n车巾黄mn的物光型松温造盛器串伍v加琳于屈岫方显示,后 Lt fit图6自动运行模式参考画面平面仓库自动运行时工艺流程与控制要求:（1）系统初始化状态小车处于原点（中间位置 SQ12）,小车内无货物（SQ16检测）， 机器手处于原始位置。（2）运行操作按

20、下自动运行启动按钮 SB5,系统开始运行，指示灯 HL4长 亮；上货与分拣工作流程：将货物从进货区放至传送带1,当SQ1检测到货物时，电机 M1 开始降压起动；货物经由传送带 1被送至SQ2处，期间经过货物类 型传感器时，触摸屏中显示货物类型传感器电压值，按下按钮SB3,则确认货物类型，并在触摸屏上显示；当 SQ2检测到货物时，电机 M1停止；然后等待3秒，期间机械手将货物抓起，根据入库存放规 则决定将货物抓放至送料小车或者是传送带 2;入库存放规则：每个仓位存放货物的顺序为：依次存入 A、B、C、A、B、C.; 选择仓位的顺序为：仓位 1、仓位2、仓位3,放满为止；每个仓位 最多放6个货物；

21、检测到的货物不满足上述入库存放规则， 由机械手 将该货物抓取至传送带2送回返货区。入库工作流程：系统初始状态下，所有仓位都无货，则若第一个货物经由货物类 型检测传感器检测为A类货物，当M1电机停止后，等待3秒（期间 机械手将货物夹起），然后机械手底盘向左旋转口角度（的值取“调 试模式”下的设定值），旋转到位后再等待3秒（期间机械手将货物 放至在送料小车上）；当小车上的货物检测传感器 SQ16检测到信号 时，等待3秒（期间机械手臂提起），然后机械手底盘向右旋转口角 度回原位，同时送料小车向左行驶将货物送至 SQ11 （仓位1）,到达 SQ11位置时，再等待3秒（表示推料气缸已动作将货物推送至仓位）， 此时触摸屏中仓位1中的A货物数量变成1;然后送料小车向右行驶 返回至初始位置SQ12处。若第二个货物被检测是 A类货物时，则按照以上流程将货物放 至送料小车，再由送料小车将该货物送至 SQ12 （仓位2）存放。若第二个货物被检测是B类货物时，则按照以上流程将货物放至 送料小车，再由送料小车将该货物送至 SQ11 （仓位1）存放。若第二个货物是C类货物，则机械手将货物夹起并向右旋转（3角 度（3的值取“调试模式”下的设定值），将货物放至在SQ3处，传 送带2电机M4启动运行，将该货物送回至返货区，SQ4动作，传送 带2电机M4停止。以此类推，直至所有仓