机电一体化项目技术指导规程

1、2014年中国技能大赛山东省选拔赛机电一体化项目技术文件2014年中国技能大赛山东省选拔赛组委会2014年5月2014年中国技能大赛山东省选拔赛机电一体化项目技术指导方案（草案）1.本项目的技术描述1.1 本项目的技术描述机电一体化技术涉及机械、电子、气动和计算机技术。集机械、气压工程、数控系统、编程、机器人技术及系统开发等技能于一体。机电一体化技术人员能满足自动化行业的各种需求，能搭建工业自动化系统，能够设计、制造、维护和修理自动化设备及对设备控制系统编程。 1.2 选手的能力要求本竞赛是对专业知识、技能的展示与评估，包括理论知识和实际操作两部分。包含：1.2.1理论知识竞赛 1、理论知识范

2、围（1）基础知识 电路和磁路知识复杂直流电路的分析和计算；交流电路的分析和计算；电子电路的简单分析和计算；磁场的基本性质及磁路与磁路定律的内容，电磁感应、自感系数的概念。 仪器仪表知识普通信号发生器和通用示波器的原理、使用及保养知识；万用表、电压表、电流表、钳形表及互感器等的使用及保养知识。 机械基础知识常用机械性能的含义、指标及实验方法；碳素钢、合金钢、铸铁、有色金属及其合金的分类、性能及用途；机械图纸识读知识；公差与配合的基本术语和定义，公差与配合的选用原则与方法；表面粗糙度的概念、术语、标注、选用原则与方法；常用机械加工方法及特点；常用螺纹联接、键联接、销联接及其它联接的类型、特点与应用

3、；带传动的类型、原理、特点及应用；齿轮的基本类型与特点，齿轮传动的基本结构、传动类型及其应用；蜗杆传动的组成、特点及应用；滚珠丝杠副的构造、分类及特点；轮系类型、组成和应用，传动比计算方法；轴承的类型、特点及应用；联轴器和离合器的类型、特点及应用；常用机械设备拆装、检测、调试的方法；零部件装配工艺知识；常用工、量具的使用基本知识。（2）专业知识 电子电路知识模拟电路（晶体管放大、正弦波振荡、集成运算放大、直流稳压电源电路）基础及应用知识；数字电路（集成门电路、触发器、多谐振荡器、计数器、寄存器及数字显示电路）基础及应用知识；晶闸管电路（单相、三相各种形式可控整流电路及逆变器电路）基础及应用知识

4、；电力半导体器件，如GTO（门极可关断晶闸管）、MOSFET（电力场效应管）、GTR（电力晶体管）、IGBT（绝缘栅双极晶体管）、MCT（MOS控制晶闸管）、IGCT（集成门极换流晶闸管）的特点及在逆变器、斩波器中应用的基本知识；电子设备防干扰的基本知识。 电机及拖动知识变压器、交流电机、直流电机相关知识；控制类电机（测速发电机、伺服电动机、步进电动机、力矩电机）的原理构造、特性和接线方法；串级调速、变频调速、斩波器直流电动机调速的原理、特点及应用的基本知识。 自动控制知识自动控制系统的基本概念；常用调速系统（直流调速系统、交流变频调速系统、无级调速）的结构组成及控制原理知识；常用传感器（电感

5、式传感器、电容式传感器、光电传感器、旋转编码器、温度传感器、压力传感器、霍尔传感器等）的原理及应用知识；通用变频器、步进驱动器、伺服驱动器的原理及应用基本知识；触摸屏的原理及应用基本知识；自动生产线的基本知识。 液压气动知识气动、液压系统中泵、缸、阀的作用；液压源、气源装置的组成环节、符号和作用；液压泵符号、种类与适用场合，液压泵压力、排量、流量的定义及单位；直线位移类和角位移类气缸、油缸的符号、选用原则及使用方法；控制阀（换向阀、调压阀、溢流阀、节流阀等）的符号、工作原理和使用方法； 典型气动、液压控制回路的组成及工作原理；气动、液压系统维护保养知识。 现代控制技术知识可编程序控制器的基本控

6、制原理及在机电一体化设备控制系统中应用的基本知识；工业控制网络基本知识。2、试题比重基础知识约占试卷总分的30%；专业知识约占试卷总分的70%。3、试题类型采用客观试题的形式，分单项选择题、多项选择题、判断题，理论考试采用智能化网上机考方式。4、竞赛时间竞赛时间为90分钟。5、命题方式国家题库抽取与专家命题相结合。6、主要参考资料（1）维修电工（高级） 庄建源、张志林主编，2003年第一版，石油大学出版社；（2）维修电工（上、下册）（高级工）柴进镛、王照清主编，2003年第一版，中国劳动社会保障出版社；（3）钳工（中级）黄涛勋主编， 2009年第一版，机械工业出版社；（4）液气压传动黄涛勋主编

7、，2007年第一版，机械工业出版社；（5）变频器、可编程控制器及触摸屏综合应用技术 岳庆来主编，2006年第1版，机械工业出版社。1.2.2实际操作竞赛实际操作竞赛以操作技能为主，仪器仪表使用及安全文明生产在实际操作竞赛过程中进行考查，不再单独命题。1、竞赛范围与内容 为全面考查参赛选手的职业综合素质和技术技能水平，实际技能操作竞赛包括机电一体化技术综合应用、仪器仪表使用、安全文明生产三大部分，具体内容见表1。表1 竞赛范围与内容序号内容说 明1机电一体化技术综合应用（1）电气控制原理图的设计与绘制。（2）机械装配、气动回路连接、电气接线。（3）程序设计与联机调试。（4）参数设定与调整。（5）

8、电气安装工艺与标准。2仪器仪表使用万用表、钳形电流表、摇表、双踪示波器等3安全文明生产维修电工及装配钳工安全操作规程2、竞赛时间实际操作竞赛总时间360分钟。3、命题方式专家命题。4、主要参考资料（1）PLC分析与设计应用，电子工业出版社，2004年；（2）可编程序控制器选择、设计与维护，机械工业出版社，2002年；（3）传感器及应用（电类），中国劳动设备保障出版社，2007年；（4）现代低压电器及其控制技术，重庆大学出版社，2003年；（5）维修电工技能训练，1993年第1版，中国劳动社会保障出版社；（6）变频器、可编程控制器及触摸屏综合应用技术实操指导书，2007年第1版，机械工业出版社。

9、2选拔赛操作比赛内容及样题2.1操作比赛内容本项目操作比赛包含以下内容：模块一、完成机械部分组件的安装与调整（不包括四工位转盘）；模块二、根据要求进行气路连接与调整；模块三、按要求设计并用AutoCAD（2006、2008版）绘制部分电气控制原理图（含PLC的I/O连接图、PLC外围电气图等）及整机电气线路的连接（要求符合国家电气技术设计标准）； 模块四、根据控制要求进行PLC通讯、传感器调整及各驱动器的参数整定； 模块五、根据控制要求设计编写PLC、触摸屏程序；模块六、系统调试与优化，完成规定的工作任务和技术指标。2.2比赛内容说明模块一、根据自动生产线总体布置图，在铝合金工作台上完成试题指

10、定单元的组装与调试。 具体考核要求： 能按正确的操作规程完成搬运站和装配站组装； 能正确使用工、量具组装、测量与调试； 安装正确、牢固、到位。模块二、根据自动生产线气动原理图，连接并调整气路。 具体考核要求： 进气管与回气管分别用不同颜色的气管分开，气路布局合理，整齐、美观； 各气缸必须按气动原理图选择控制元件，使用电磁阀组中某个元件与电气原理图相配匹； 连接系统的气路时，气管与接头的连接必须可靠，不漏气； 上料检测站的推料气缸 1和推料气缸2均处于缩回状态； 加工检测站的升降气缸和检测气缸处于缩回状态，钳位气缸处于伸出位置。减压阀用于降低加工； 深度检测时对四工位转盘的压力，即减压阀接在深度

11、检测气缸的伸出时的进气口上； 装配站的挡料气缸处于伸出状态，托盘进退气缸顶料气缸处于伸出状态； 分类存储站的Z 轴伸缩气缸处于缩回位置，手指气缸处于手指张开位置； 搬运站Y 轴升降气缸处于下降位置，Z 轴伸缩气缸处于缩回位置，手指气缸处于手指张开位置，摆动气缸处于Z 轴垂直于X 轴位置； 调整各气缸的调速接头，使各气缸能顺利流畅的完成要求的动作，调整二联体的减压阀，把压力调整到 0.6Mpa； 系统上电后调整各气缸磁性开关的位置，使气缸运动到位时磁性开关能正确发出信号。 模块三、 根据你对设备及其工作过程的理解，设计并用AutoCAD 绘制存储站和装配站电气原理图, 满足设备动作的需要。 （文

12、件以“绘图”命名，保存在E盘根目录下文件夹，文件夹命名为“卷别+考号”， 例如：A 卷 001 号） 具体考核要求： 原理图设计正确，电路保护措施齐全；元件图形文字符号标示正确规范；布局合理，内容齐全。 模块四 、根据你对设备及其工作过程的理解完成整机电气线路连接并将 I/O分配填表。 具体考核要求： 元件选用正确；电路连接正确；接线工艺规范、美观，符合国家电气技术设计标准。 模块五、 根据控制要求及电动机数据设定变频器、伺服驱动器参数，步进驱动器拨码开关；并将参数分别填写至表格。 具体考核要求： 能正确设置变频器、伺服驱动器参数；会根据步进电机参数，设置步进驱动器拨码开关。 模块六、根据你对

13、设备及其工作过程的理解，设计PLC 程序和触摸屏画面，并调试实现各控制功能。 （PLC 程序以 “程序”命名，保存在 E 盘根目录下文件夹，文件夹命名为 “卷别+考号”，例如：A 卷 001 号） 具体考核要求： 完成程序设计，实现控制功能。 完成现场调试。 模块七、编写通迅控制程序 具体考核要求： 上料站、加工站、装配站用一个PLC控制，搬运站用一个PLC控制，仓储站用一个PLC 控制,这三个PLC 谁做主站不作要求，考生自定义。 完成三站PLC通讯控制程序与调试。 安全文明生产 职业安全意识及素质。 具体考核要求：符合安全规范及文明生产要求。2.3评分2.3.1评分办法依据过程评价与结果评

14、价相结合，工艺评价与功能评价相结合，能力评价与职业素养评价相结合的评价原则，按照评分标准，对选手完成工作任务的情况进行评分。满分为100分，各配分大项如表2：表2 配分表序号项目配分1设备组装与调试202气路组装83电气原理图绘制104电气线路连接205参数及拨码开关设定56PLC、触摸屏编程及调试327安全文明生产52.3.2 评分表细则 评分表细则包含在比赛试题中，由省技术专家组组织制定.最终的评分细则由全体参评专家确定。 机电一体化项目为客观评分，不采用主观评分。2.3.3违规扣分选手有下列情形须从参赛成绩中扣分： 在完成工作任务的过程中，因操作不当导致事故，扣110分，情况严重者取消竞

15、赛资格。 因违规操作损坏赛场提供的设备，污染赛场环境等不符合职业规范的行为，视情节扣15分。 扰乱赛场秩序，干扰裁判员工作，视情节扣25分，情况严重者取消竞赛资格。违反操作规程，未造成设备损坏和影响其他选手竞赛的,由现场评委负责记录,扣10分；造成严重后果的，报竞赛组委会批准，由裁判长宣布终止该选手竞赛，成绩以0分计算。比赛过程中，不允许放弃任意一项考核内容，否则在考核内容原分值的基础上倒扣50%。3选拔赛的基础设施3.1竞赛场地 竞赛工位：每个工位占地1520 m2，标明工位号，并配备竞赛平台、工作准备台1张、电脑2台（并安装PLC编程软件、触摸屏软件、AutoCAD绘图软件及PDF格式的设

16、备说明书）、电脑桌2张、座椅2把、绝缘橡胶垫2张。 赛场每工位提供独立控制并带有漏电保护装置的380 V三相五线、220 V单相三线两种电压的交流电源（三相、单项电源分别控制）和压力为0.61.0Mpa的气源，供电和供气系统有必要的安全保护措施。赛场提供9套光机电一体化实训考核鉴定装置。为保证大赛顺利进行，赛场须具有双电源保障。3.2赛场设施竞赛设备采用栋梁DLMCS-585系列光机电一体化实训考核鉴定装置，该设备包含的主要电气单元和被控对象单元如表3、表4所示。表3 主要电气单元序号名 称主要电器元件及规格数量备注1触摸屏模块 TPC7062KS12直流电源模块DL-DY240213双闭环调

17、速DL-ZLTS0114三菱系统变频器DL-BPQ001M(FR-D720S)1二选一6PLC模块DL-FX2N01（FX2N-48MR+485BD）17DL-FX2N32T01(FX2N-32MT+485BD)18DL-FX2N32R(FX2N-32MR+485BD)15西门子系统变频器DL-BPQ001S(G110+BOP面板)19PLC模块DL-SIM224XPT01(CPU224XP)110DL-SIM224R01(CPU224+EM223)211伺服驱动模块DL-TST15C01112伺服电机SC06401功率400W，转速3000RPM，编码器规格2500113步进驱动模块DL-S

18、MDS01(CW230)114步进电机57BYG079 步距角1.8度,电流2.4A215变频器操作手册1电子版16伺服操作手册117PLC手册118CW230使用说明119使用说明书1表4 被控对象单元序号名 称说 明数量单位1送料检测单元料仓装置、送料推出气缸、推料气缸、电磁阀及气动元件、光电传感器、光纤传感器、电感传感器。1套2加工检测单元四工位转盘、模拟钻头装置、深度检测装置、传感器、电磁阀及气动元件、三相380V交流电机、并励直流电机、蜗轮蜗杆减速机、电磁离合器。1套3搬运单元气动手指、伸缩气缸、提升气缸、旋转气缸、伺服电机、同步带传动机构、限位保护开关、原点传感器、电磁阀及气动元件

19、1套4装配单元配件料筒、装配台、顶料气缸、推料气缸、光电传感器、电磁阀及气动元件。1套5分类存储单元X向滚珠丝杆、Y向滚珠丝杠、联轴器、3×4仓库架、气动手指、X向步进电机、Y向步进电机、限位保护开关、原点传感器、电磁阀及气动元件。1套3.3赛场提供以下器材序号名 称说 明数量单位1导线单根多股/铜芯/塑料绝缘/0.5mm2若干米2异型管用于导线连接端子编号/1.0mm2若干米3气管4、6若干米4扎带若干根5线针若干个6线槽若干米3.4赛场提供以下仪器及量具序号名称型号及规格数量备注1示波器双踪 数字1台/组2游标卡尺0-150mm（数显）1把3.5选手自带工具（建议，但不限于）序号

20、名 称型号/规格单位数量备注1工具箱1个2内六角扳手9件套1套3活口扳手小号1把4尖嘴钳160mm1把5斜口钳160mm1把6剥线钳常规1把7十字螺丝刀3寸1把8一字螺丝刀3寸1把9十字螺丝刀3×75mm1把10一字螺丝刀3×75mm1把11钟表螺丝刀套件1套12电烙铁35W1把13焊锡2米14卷尺3米1把15橡胶榔头小号1个16电工胶布1卷17记号笔1只18剪刀中号1把19万用表数字1个20钳形电流表15A1个21摇表1个22书写、绘图工具圆珠笔或签字笔（禁止使用红色圆珠笔和签字笔）、HB和B型铅笔、三角尺（禁止带丁字尺）等。1套23劳保用品绝缘鞋等1套4选拔赛安全竞赛的

21、安全目标事故为零4.1选手防护装备参赛选手必须按照规定穿戴防护装备，参见表5。防护项目图示说明足部的防护绝缘、防滑。工作服1、必须是长裤。2、防护服必须紧身不松垮，达到三紧要求。表5 主要防护装备4.2选手禁止携带易燃易爆物品限制携带的易燃易爆物品见表6。有害物品图示说明清洁剂、防锈剂选手根据要求自带酒精禁止携带汽油禁止携带有毒有害物禁止携带表6 限制物品4.3 赛场必须留有安全通道。必须配备灭火设备。赛场应具备良好的通风、照明和操作空间的条件。做好竞赛安全、健康和公共卫生及突发事件预防与应急处理等工作。4.4 赛场必须配备医护人员和必须的药品。4.5 详细安全条例请参考2013年第42届世界技能大赛（德