2021 年山东省职业院校技能大赛“现代电气控制系统安装与调试”赛项-A题任务书

2021年山东省职业院校技能大赛“现代电气控制系统安装与调试”赛项

工位号:

2021年山东省职业院校技能大赛

（高职组）（A题）

现代电气控制系统安装与调试赛项

工

作

任

务

书

高职组现代电气控制系统安装与调试赛项专家组

2021·12

2021年山东省职业院校技能大赛“现代电气控制系统安装与调试”赛项

注意事项

一、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（GB50254-96）》验收。

二、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）同意后方可修改。

三、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

1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

PLC、变频器、伺服等烧坏），本次竞赛成绩计0分。

四、所编PLC、触摸屏、SC、SEE等项目必须保存到计算机的

“D:\场次号-工位号”文件夹下，场次号和工位号以现场抽签为准。

五、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。

六、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，不得带离赛场。

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请按要求在5个小时内完成以下工作任务：

一、按“智能立体车库控制要求”，使用SEEElectrical电气

设计软件，设计控制系统主电路、控制电路（含伺服、步进、变频

器）、PLC控制电路。

二、按设计图完成元件选型计算、元件安装、电路连接（含主

电路）和相关元件参数设置。

三、按“智能立体车库控制要求”，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。

四、根据给定的电气设备原理图及故障检测要求，检测出该电

气设备电路板上的故障，并按要求在其电路图纸的相应位置上标注故

障类型符号。

五、使用Solidcenter软件进行工业场景的搭建，完成搭建后

的场景能够完整的展示“智能立体车库控制系统”结构。

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智能立体车库系统控制说明书

一、智能立体车库系统运行说明

立体车库系统由预约车辆传送带、泊车位、圆盘型升降电梯、电梯上的转盘换位装置和

转盘上的汽车定位装置组成。该智能立体车库共3层，每层10个泊车位环绕着中央的升降电

梯（无门），电梯由五根钢丝绳（图中虚线）牵引，钢丝绳导轨垂直贯穿紧贴在每两个泊车位

的门一侧位置（如图黑点所示）。车库外传送带上可以停放三辆预约存放的汽车，1层的1号

车库为出入口共用库。汽车车长不同，小型低档轿车车长3.5-4米，普通中档轿车车长4-4.5

米，豪华高档轿车车长4.5-5米，车型检测由出入口车库的激光测距装置自动检测确定（传

感器量程为0-5米，以控制柜正面的模拟量0-10V模拟）。汽车定位装置包括伸缩大支架和

夹紧装置。图1为三层立体车库的泊车位示意图。

伸缩大支架(M4)升降电梯(M3)

夹紧装置(M5)

M5

汽车泊车位泊车位泊车位

M4定位M3

装置

M6M2

转盘换位装置出入口

(M6)车库外门

汽车定位装置

入口库内门

(M2)

A

自助存取机

B

M1

预约车辆传送带

C(M1)

入

图1三层立体车库系统示意图

系统运行过程如下：驾驶人将汽车依序驶入传送带的存车预约位，按下自助存取机预约，

系统根据排队规则，轮到存车时，传送带向前将A位置的车辆经过出入口车库的外门（工作

时间外门常开）驶入该库，同时B、C位置的车辆前进一位。入口库的激光测距装置自动检测

车型→升降电梯驶入1层→转盘换位装置旋转到汽车定位装置正对入口库的位置→入口库内

门打开→汽车定位装置从电梯中央驶入入口库，夹紧汽车，再驶回电梯中央→入口库内门关

闭→汽车由升降电梯运送到指定的层数→由转盘换位装置旋转到各层的指定位置→汽车定

位装置从电梯中央驶入泊车位，松开汽车，再驶回电梯中央，至此，存车过程完成。取车时

驾驶人按下自助存取机预约，等待当前的存取操作结束后进行取车。取车过程与存车过程相

反，取车时人性化设计，转盘装置将车辆掉头，驾驶员从出口直接前进驶出汽车。

排队预约机制如下：为减少存车等待时间，允许三辆汽车预约存入，预约后驾驶人即可

离开，随后按照“存车先来后到”有序操作；为减少取车等待时间，允许一辆汽车预约取出，

又因存车预约人已离开，取车预约人在等待，故执行“取车优先存车”的排队机制。

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实际中在每个泊车位中央均有一个接近开关，并联接入PLC的同一输入端。此处结合竞

赛设备情况，汽车定位装置的伸缩大支架中心（滑台上方中心点）最初时位于转盘圆心处

（SQ12），其前方车库中央和后方车库中央的接近开关分别用SQ11和SQ13代表。若接送车身

较长的高档车辆则伸缩大支架需全部伸入车库中，即伸缩大支架中心点由伺服电机拖动至其

前方或后方车库的中央；若接送车身较短的低档或中档车辆则需要减小一定的行进距离（具

体位置分别以碰触到SQ1和SQ2两个行程开关识别）即可顺利接车。夹紧装置跟随伸缩大支

架行进至大略位置后再微调定位（实际上四个夹紧器安装在伸缩大支架上的两个伸缩小支架

上，此时小支架再分别前后微调找寻定位车轮位置，受竞赛设备局限此过程细节本题不涉及），

精确定位后夹紧电机将四个车轮夹紧，跟随伸缩大支架搬运。为防止升降电梯超出范围设置

SQ3和SQ4两个极限位置。SQ1-SQ4是竞赛设备上行程开关，从左到右依次排列。转盘换位旋

转需满足“转角最小高效率”和“取车掉头人性化”的原则。泊车位用于停放汽车，泊车位

的分区编号详见表1。

表1

层车位号

三21222324252627282930

二11121314151617181920

一1出入口2345678910

智能立体车库系统由以下电气控制回路组成：预约传送带的电机由M1驱动【M1为单向运

转的双速电动机，本题只采用低速运转，需考虑过载保护，热继电器电流整定为0.25A】。入

口库的内门由M2驱动【M2为三相异步电机，正转开门反转关门，需考虑过载保护，热继电

器电流整定为0.3A】。电梯升降由M3驱动【M3为三相异步电机（带速度继电器），由变频器

进行模拟量调速控制,调速范围在0～50Hz，加速时间1.2秒,减速时间1秒】。汽车定位装置

安装在转盘上，其伸缩大支架、夹紧装置分别由M4和M5控制【M4为伺服电机，旋转一周需

要2000个脉冲，正转/反转的转速可为1圈/秒～3圈/秒，正转对应伸缩大支架前进，反转

对应伸缩大支架后退，伸缩大支架中心点位于SQ12表示其处于转盘中心，其位于SQ11或SQ13

表示其前进或后退至相应车库中心。M5为三相异步电机，正转夹紧器夹紧，反转夹紧器松开】。

转盘换位装置由M6驱动【M6为步进电机，旋转一周需要2000个脉冲】。

电机旋转以面向电机“顺时针旋转为正向,逆时针旋转为反向”为准。

本系统中凡涉及到滑台对应标尺位置的均以滑台上部中心点为准，允许有±2mm的误差。

模拟量控制的变频器允许有±2hz的误差。

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，分别以CC_Link或工业以太网的形式组网。

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、I/O、HMI与PLC组合分配方案（其余自行定义）：

方案西门子S7-300+S7-西门子S7-1500+S7-三菱Q系列+FX3U系列

电机200Smart方案1200方案方案

HMI

SQ1～SQ4CPU314C-2PN/DPCPU1511Q00UCPU

M3、M4、M6S7-200SmartCPU1212C

FX3U-32MT

SQ11～SQ156ES7288-1ST30-0AA06ES7212-1AE40-0XB0

M1、M2、M5S7-200SmartCPU1212C

FX3U-32MR

SB1～SB56ES7288-1SR40-0AA06ES7212-1BE40-0XB0

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除题目特别要求外，其他所有按钮及指示灯应使用控制柜正面元件。

4、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。

正面

背面

图2PLC和变频器安装位置示意图

5、三台PLC和变频器安装位置要求如图2所示,不允许自行定义位置，不擅自更改设备

已有器件位置和线路，其余器件位置自行定义。

三、智能立体车库系统控制要求

立体车库系统具备三种工作模式。模式一：通信测试模式；模式二：调试模式；模式三：

自动运行模式。设备上电后自动进入“用户登录界面”，参考图3所示，登录信息有两种：

第一种用户名：“admin”，密码：“2021”；第二种用户名：“user”，密码：“XX”（工

位号）。用户名和密码输入正确后，点击“登录确定”按钮，登录成功，当前登录用户显示你

所登录用户名的信息。如果用户名和密码输入错误点击“登录确定”按钮时，触摸屏弹出

“用户登录错误”信息。

图3用户登录界面示意图图4首页界面示意图

进入到“首页界面”如图4所示。若用户未登录，“首页界面”中的“通信测试模式”、

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“设备调试模式”和“自动运行模式”按钮显示为红色，点击该按钮没有任何反应；若当前

登录用户为“admin”，权限可进入“通信测试模式”、“设备调试模式”和“自动运行模式”

界面，对应进入该界面的按钮由红色变为绿色；如果前登录用户为“user”，权限只能进入

“自动运行模式”界面，对应进入界面按钮变为绿色，其它按钮变为红色。

1、通信测试模式

触摸屏进入通信测试画面后，HL1以闪烁3次停3s的周期运行（闪烁频率为2Hz）。此

模式下可检测触摸屏与三台PLC及三台PLC之间的通信情况，如图5所示。

图5通信测试界面示意图

当三台PLC上电后处于运行状态时，系统网络连接正常时，触摸屏中对应的通信指示灯

以1HZ闪亮，若“从站一”或“从站二”PLC网络断开时，对应通信指示灯熄灭，“通信状态

显示区”显示“从站一（或二）网络通信异常”（显示文字以1Hz频率闪烁）。若触摸屏连接

主站PLC网络断开时，“主站”、“从站一”和“从站二”三个通信指示灯均全部熄灭，

“通信状态显示区”显示“通信中断，请检查网络连接”（显示文字以1Hz频率闪烁）。

此外，每台PLC需自由分配一个输出点作为通信测试灯。分两种情况测试，由触摸屏中

的“模式转换开关”来切换，开关拨至左端时表示三台PLC之间的通信测试模式，拨至右端

时代表触摸屏与三台PLC之间的通信。在触摸屏中的“通信状态显示区”显示“三台PLC之

间通信”或“触摸屏与三台PLC通信”字样，要求与实际操作相符。

（1）三台PLC之间通信测试

按下SB1按钮，从站一PLC输出点的通信测试灯以2Hz闪烁，闪烁3S后变为常亮；再按

下SB1按钮，从站一PLC输出点的通信测试灯由常亮变为1Hz闪烁，从站二PLC输出点的通

信测试灯以1Hz闪烁，从站一和从站二闪烁3S后变为常亮；再按下SB1按钮，从站一、从站

二PLC输出点的通信测试灯均熄灭，第一种通信测试完成。当触摸屏中的模式选择开关不在

左端位置时，此模式操作无效，如需重新测试该模式可将模式转换开关拨至右端再拨至左端

重新开始。

（2）触摸屏与三台PLC之间通信测试

将触摸屏中的模式选择开关拨至右端位置时（“触摸屏与主站通信测试”、“触摸屏与

从站一通信测试”和“触摸屏与从站二通信测试”初始化文本框为白色），进行触摸屏与三台

PLC之间的通信测试,测试过程如下:①触摸屏与主站PLC通信测试：在“触摸屏与三台PLC

通信测试”输入框中输入“AA”,按下触摸屏中的“测试按钮”，主站PLC通信测试灯常亮、

触摸屏上“触摸屏与主站通信测试”文本框背景色显示绿、红两色以1Hz交替闪烁；再次按

下触摸屏中的“测试按钮”，主站PLC通信测试灯灭、触摸屏上“触摸屏与主站通信测试”

文本框背景色恢复为白色。②触摸屏与从站一PLC通信测试：在“触摸屏与三台PLC通信测

试”输入框中输入“BB”,按下触摸屏中的“测试按钮”，从站一PLC通信测试灯常亮、触摸

屏上“触摸屏与从站一通信测试”文本框背景色显示绿、红两色以1Hz交替闪烁；再次按下

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触摸屏中的“测试按钮”，从站一PLC通信测试灯灭、触摸屏上“触摸屏与从站一通信测试”

文本框背景色恢复为白色。③触摸屏与从站二PLC通信测试：在“触摸屏与三台PLC通信测

试”输入框中输入“CC”,按下触摸屏中的“测试按钮”，从站二PLC通信测试灯常亮、触摸

屏上“触摸屏与从站二通信测试”文本框背景色显示绿、红两色以1Hz交替闪烁；再次按下

触摸屏中的“测试按钮”，从站二PLC通信测试灯灭、触摸屏上“触摸屏与从站二通信测试”

文本框背景色恢复为白色。

当触摸屏中的“模式转换开关”不在右端位置，此模式操作无效，如需重新测试该模式

可将模式转换开关拨至左端再拨至右端重新开始测试。

两种模式测试完成后，触摸屏显示“全部通信正常”，按下“返回首页”按钮将触摸屏

切换至首页界面，模式指示灯HL1熄灭。

2、调试模式

图6调试界面示意图

设备进入调试模式后（如图6所示），选择电机调试按钮均为初始状态红色，HL1、HL2指

示灯以1Hz频率交替闪烁，通过点击触摸屏界面下方对应电机调试按钮来选择调试电机（没

有调试顺序要求）。随意选择需调试的电机按钮，HL1和HL2熄灭，打开选择调试的电机界面，

选中调试的按钮绿色并以1Hz频率闪烁，按下SB2启动按钮，选中的电机按下述要求进行调

试运行，调试完成对应按钮变为黄色。

（1）传送带电机M1调试过程

图7M1调试界面

触摸屏中选择电机M1调试时，切换至M1调试界面。输入1-10s的“延时时间”后按下

调试启动按钮SB2后，M1开始调试，指示灯HL1以闪烁1s（频率为1Hz）灭1s的周期运行，

输出报警滚动条提示“马上启动传送带”并文字闪烁；等待“延时时间”到达后，结束报警

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提示，M1传送带电机以低速正转前进，传送带轮子上的指示灯由红色变绿色；此时按调试停

止按钮SB3，M1调试完成立即停止，HL1熄灭。若M1还没启动就按下SB3，则HL1熄灭（调

试没有完成，需重新启动调试）。

（2）出入库内门电机M2调试过程

触摸屏中选择电机M2调试时，切换至M2调试界面。按下调试启动按钮SB2后，M2开始

调试，指示灯HL1以闪烁2s（频率为1Hz）灭1s的周期运行，门电机M2启动运行，并按照

“正转5秒-停2秒-反转5秒-停2秒”的规律运行3个周期后停止，电机M2调试结束，HL1

熄灭。运行中若按调试停止按钮SB3，M2立即停止，HL1熄灭（调试没有结束，需重新启动

调试）。

图8M2调试界面

（3）升降电梯电机M3调试过程

触摸屏中选择电机M3调试时，切换至M3调试界面。任意设定变频器频率（0-50Hz），按

下调试启动按钮SB2后，M3开始调试，指示灯HL1以闪烁3s（频率为1Hz）灭1s的周期运

行。M3电机能够以设定的频率运转，已知电梯初始位置在1楼，电梯首先正转上行至2楼后

停2s，继续正转上行至3楼后停2s，再反转下行至1楼后，电机M3调试结束，HL1熄灭。

图9M3调试界面

要求：触摸屏界面能够实时显示电梯当前的高度（已知每层楼高3米，地面高度为0，以

cm显示高度，保留一位小数，误差范围0.2cm），右侧电梯圆盘能够实时跟随电梯移动位置；

电梯能够以设定的频率运行（已知变频器频率50Hz时，每升高或降低1层需要6s），频率变

化时每升高或降低1层所需时间须随之变化正确。

（4）汽车定位装置M4（伸缩电机）和M5（夹紧电机）调试过程

触摸屏中选择伸缩M4和夹紧M5调试时，切换至M4和M5联合调试界面。开始调试前，

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手动将伸缩支架移动至任意位置，在触摸屏中设定伺服电机的运行速度（速度范围在4-

12mm/s之间）。按下调试启动按钮SB2后开始调试，指示灯HL1以“闪烁4s（频率为1Hz）-

灭1s-闪烁5s（频率为1Hz）-灭1s”的周期运行。

触摸屏界面中的滑块上方七个矩形显示框，分别记录前、后方车库的高、中、低档车辆

的接车位置和电梯转台的中心点位置。竞赛设备与实际现场有一定缩放比例，若标尺刻度值

是“13.1cm”，则在触摸屏显示“13.1”，保留1位小数。设备中SQ12表示转盘中心点，安

装在刻度15cm处（以滑台上方的中心感应点为准），SQ13和SQ11分别表示伸缩支架前方车

库和后方车库的中央，分别安装在9cm和21cm处，误差范围±0.25cm。微动开关SQ14、SQ15

分别为右侧和左侧的极限位。

图10汽车定位装置伸缩支架结构示意图

点击触摸屏上【向左】键或将十字开关置于左位则滑台以设定的速度向左移动、点击触

摸屏上【向右】键或将十字开关置于右位则滑台以设定速度向右移动。十字开关置于中位或

松开【向左】、【向右】按键时滑台停止。

启动后，首先按下“回原点”按钮，伺服电机M4控制伸缩大支架沿丝杠行驶到转盘中

心点SQ12处自动停止，触摸屏记录转盘的中心位置，之后触摸屏上的滑块能够准确跟随伸缩

大支架在丝杠上滑动；触摸屏或十字开关控制伸缩大支架前进左行至在10.75cm-11.25cm之

间碰到SQ1时，触摸屏记录前方车库的低档车接车位置，M5执行一次夹紧松开的过程（正转

4s夹紧车辆，停2s，反转4s松开车辆）；操作同前，伸缩大支架左行至9.75cm-10.25cm之

间碰到SQ2时触摸屏记录前方车库的中档车接车位置，M5夹紧松开一次；操作同前，伸缩大

支架左行至8.75cm-9.25cm之间碰到SQ13时触摸屏记录前方车库的高档车接车位置，M5电机

夹紧松开一次；随后用触摸屏或十字开关控制伸缩大支架后退向右，在20.75cm-21.25cm之

间碰到SQ11时触摸屏记录后方车库的高档车接车位置。默认后方车库的高中档车位置差、高

低档车位置差分别与前方车库的对应位置差一致，由此计算后方车库的中、低档车辆的接车

位置并在触摸屏上显示。行程开关不在规定区间时，触碰无反应。至此M4和M5调试完成，

HL1熄灭。

图11M4和M5调试界面

（5）转盘换位电机（步进电机）M6调试过程

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触摸屏中选择电机M6调试时，切换至M6调试界面。

初始时，伸缩支架的前方（即指向SQ13的长针）正对1号出入口车库。转盘换位电机

（步进电机）假设安装在减速箱上（步进电机转20圈，转盘转1圈）。在触摸屏中用旋转仪

表的指针表示汽车定位装置，要求能够实时记录其跟随转盘旋转的情况：指针中心表示转台

中心；指针长端指向SQ13，表示伸缩支架前方；指针短端指向SQ11，表示伸缩支架后方

（实际设计中指针前后两端应等长，此处受触摸屏控件限制且为区分前后而长度不同）。

按下调试启动按钮SB2，指示灯HL1以闪烁6s（频率为1Hz）灭1s的周期运行，步进电

机M6正转2圈驱动转盘转动36度，即伸缩支架前方（长针）从1号车位转至2号车位，停

止3s后，步进电机正转6圈驱动转盘正转108度，即伸缩支架前方（长针）转至5号车位；

停止3s后，步进电机反转8圈驱动转盘反转到初始位置；再次按下启动按钮SB2，步进电机

M6正转20圈，驱动转盘顺时针旋转360度停止，至此电机M6调试完成，HL1熄灭。要求步

进电机在旋转运动中能够跟随“速度调节”滑块的滑动而随时改变速度。

图12M6调试界面示意图

所有电机调试完成后，6s后自动切换到自动运行界面。在未进入自动运行模式前，单台

电机可以反复调试。

3、自动运行模式

切换进入到自动运行模式后，触摸屏自动进入存取汽车模式画面，画面可参考图13进行

设计。

图13立体车库自动运行模式示意图

画面要求：如图13所示，设置取车区、存车区、车库工作队列区、后台控制与各泊车位

的表格区等。存车区输入“车位”点击“存”，出现密码；取车区输入“密码”点击“取”，

出现车位和停车费。在表格中，各车位标号的上方两格分别显示对应车位的“汽车类型”

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（“高”、“中”或“低”）和“停车计时”（“分：秒”），点击“后台控制”区域的“密码提示”

按钮，“停车计时”显示自动切换为“密码提示”（四位数密码）显示。点击“存”或“取”

时相应车位的“密码提示”显示或消失，点击“存”或“取”时相应车位的“停车计时”开

始或结束，车辆进入或离开车库时相应车位的“汽车类型”显示或消失。此外，触摸屏中还

应该有转台换位指示和电梯升降指示等。

立体车库工艺流程与控制要求：

（1）系统初始化状态

初次进入自动模式时，升降电梯在1层，电梯内门关闭，各电机处于初始状态，泊车位

无汽车，伸缩支架中心点位于SQ12位置处，伸缩支架前方正对1号出入口车库，立体车库1

层泊车示意如图12所示。自动运行指示灯HL2以0.5Hz的频率闪烁，按下自动模式启动按钮

SB4，HL2长亮，系统进入自动运行模式。

（2）运行操作

存取预约机制：系统有“正在存取库”、3个存车预约库和1个取车预约库，并在触摸屏

的“车库工作运行队列”中实时更新。若存车或取车已约满，则有黄色提示框“存车已约满”

或“取车已约定”分别把“存”或“取”按钮挡住，暂停存车或取车预约。排队规则是“取

车优先存车”和“存车先来后到”。即：系统空闲时查看“车库工作运行队列”，优先响应取

车预约，若无取车预约时则依据先后顺序响应存车预约，同时后续的存车预约顺次上移一位。

系统一般情况下的转盘旋转规则是“转角最小”，即（参见图14）：若伸缩支架在其前方

指向1号车库方向时要去3号车库方向接送车辆，则转盘顺时针旋转2个车位（72度），之

后伸缩支架向前方行驶接送车辆；若伸缩支架在前方指向3号车库时要去往7号车库，则转

盘逆时针旋转1个车位（36度），之后伸缩支架后行接送车辆；同理，若伸缩支架在其前方

指向1号车库方向时要去6号车库方向，则转盘不转，伸缩支架后行接送车辆。

系统将车辆送入出口库的转盘旋转规则是“转角最小实现自动掉头”，即：取出车辆时，

采用人性化设计，通过转盘旋转让司机直接向前驶出出口车库。若车辆是自5号方向车库取

车，根据存入时“转角最小”的原则5号车位的车头应该背离圆心（如图14所示），那么电

梯取上车辆下降到一层后，转盘逆时针旋转4个车位，使车头指向1号出口库的出口，司机

前行直接驶出不必掉头。

6

57

车头

48指针小头是支架后方，指向SQ11

汽车

定位

装置

39

车尾指针大头是支架前方，指向SQ13

出入口

2车库10

外门

图14立体车库1层按“转角最小”规则停车入库、“转角最小实现自动掉头”出库示意图

①存车流程如下：

首先存车预约：驾驶人将汽车驶入传送带最前方的空白预约位（图1中A、B或C），在触

摸屏“存车”区域中输入“车位”，单击触摸屏“存”，若该位已有汽车则弹出对话框提示

“该车位已经有车”，否则随机生成四位数“密码”，并将车位号在“车库工作运行队列”中

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的相应位置中显示。若三个“存车预约库”已经占满，则出现黄色“存车已约满”提示框将

“存”按钮覆盖，暂停存车预约。

系统响应存车任务时，第一大步是“电梯去出入口车库接车”，顺次执行Step1-Step9。

Step1车辆送入入口库：预约传送带M1运行4s，向前将A位置的车辆经过外门驶入入口

库，同时B、C位置的车辆前进一位；

Step2测量车型：等待5s由该车库的激光测距装置自动检测车型（传感器量程为0-5米，

以控制柜正面的模拟量0-10V模拟，小型低档轿车车长3.5-4米，普通中档轿车车长4-4.5

米，豪华高档轿车车长4.5-5米）；

Step3电梯升降：升降电梯驶入1层（初次运行时此步跳过）；

Step4转盘换位：根据“转角最小”的原则，转盘换位装置旋转到伸缩支架前方或后方

正对入口库的方向（初次运行时此步跳过）；

Step5出入口库内门开：M2电机正转8s，出入口库内门打开；

Step6接车：伺服电机M4带动伸缩支架从电梯中央（SQ12处）前进或后退（初次运行时

由于是伸缩支架的“前方”正对入口库，故是“前进”）驶入入口库中相应车型的接车位置；

Step7夹紧：等待3s（期间完成夹紧器的精准定位）后，夹紧电机M5正向运行4s夹紧

汽车；

Step8返回电梯：M4电机带动伸缩支架运送汽车回到电梯中央（SQ12处）；

Step9出入口库内门关：接着M2电机反转8s出入口库内门关闭。

接上待存车辆后，运行第二大步“电梯去目标车库送车”，顺次执行以下Step10-Step14。

Step10电梯升降：汽车由升降电梯从1楼运送到相应楼层（若存入24号车位，则去往3

楼），已知电梯每升高或降低一层，变频器电机M3以30Hz正转或反转4s；

Step11转盘换位：然后步进电机M6驱动转盘换位装置按照“转角最小”的规则旋转到伸

缩支架前方或后方正对目标库的方向；

Step12送车：伺服电机M4带动伸缩支架从电梯中央（SQ12处）前进或后退（根据当时

是伸缩支架的前方还是后方正对车位）驶入目标库，到达相应车型的接送位置，之前Step2

测得的车型在触摸屏相应车库中显示；

Step13松开：等待3s（期间完成夹紧器的精准定位）后，夹紧电机M5反向运行4s松开

汽车；

Step14返回电梯：M4电机带动伸缩支架回到电梯中央（SQ12处）。

至此存车完成。存车完成时，伸缩支架已归位回到电梯中央，但电梯停留在当下楼层，

转盘停留在当下位置，查看排队队列执行后续操作。

要求取车过程中触摸屏界面电梯跟随实际操作升降至相应楼层，转盘换位装置跟随实际

操作旋转至相应角度。

②取车流程如下：

首先取车预约：驾驶人在触摸屏“取车”区域中输入要取车辆在存入时随机生成的“密

码”，单击触摸屏“取”，若密码错误则弹出“密码错误”对话框，若密码正确则自动生成

“车位号”和“停车费”（每10秒计费1分），司机缴费（默认执行），系统将车位号在“车

库工作运行队列”中的相应位置中显示。若已有汽车进入“取车预约库”，则出现黄色“取车

已约定”提示框将“取”按钮覆盖，暂停取车预约。

系统响应取车任务时，第一大步是“电梯去目标车库接车”，顺次执行以下Step1-Step5。

Step1电梯升降：变频器电机M3控制升降电梯从当前楼层运行到取车车位所在楼层；

Step2转盘换位：步进电机M6驱动转盘换位装置按照“转角最小”的规则旋转到伸缩支

架前方或后方正对目标车库的方向；

Step3接车：伺服电机M4带动伸缩支架从电梯中央（SQ12处）前进或后退（根据是伸缩

支架的前方还是后方正对车位）驶入目标库，到达该车车型的接送位置；

12

2021年山东省职业院校技能大赛“现代电气控制系统安装与调试”赛项

Step4夹紧：等待3s（期间完成夹紧器的精准定位）后，夹紧电机M5正向运行4s夹紧

汽车；

Step5返回电梯：M4电机带动伸缩支架回到电梯中央（SQ12处），触摸屏相应车位的车型

显示消失。

接上待取车辆后，运行第二大步“电梯去出入口车库送车”，顺次执行以下Step6-

Step12。

Step6电梯升降：汽车由变频电机M3控制升降电梯从当前楼层送入1层；

Step7转盘换位：步进电机M6驱动转盘换位装置按“转角最小实现自动掉头”的规则从

取车车位方向旋转到伸缩支架前方或后方正对出入口车库的位置；

Step8出入口库内门开：M2电机正转8s，出入口库内门打开；

Step9送车：伺服电机M4带动伸缩支架从电梯中央（SQ12处）前进或后退（根据是伸缩

支架的前方还是后方正对出入口车库）驶入出口库，到达该车车型的送车位置；

Step10松开：待3s夹紧器精准定位后，夹紧电机M5反向运行4s松开汽车；

Step11返回电梯：M4电机带动伸缩支架回到电梯中央（SQ12处）；

Step12出入口库内门关：M2电机反转8s出入口库内门关闭。

至此，取车完成。要求取车过程中触摸屏界面电梯跟随实际操作升降至相应楼层，转盘

换位装置跟随实际操作旋转至相应角度。

③系统存取车过程中：自动运行指示灯HL2常亮，系统空闲时HL2闪烁（周期为0.5Hz），

系统除正在运行车辆外，可以进行3辆存入和1辆取出汽车的预约操作，并按照存取规则持

续有序进行。

（3）停止操作

系统自动运行过程中，按下自动停止按钮SB5，系统完成当前汽车存取后停止运行，HL2

熄灭。停止后按下SB4再次启动，系统保持上次运行的记录。

（4）非正常情况处理

当智能立体车库存取车循环运行时，若伸缩支架出现越程（左、右超行程位置开关分别

为两侧微动开关SQ14、SQ15），则伺服系统自动锁住，并在触摸屏自动弹出报警画面“报警画

面，设备越程”，解除报警后，系统重新从之前的状态开始运行。

系统在运行时，出现电梯超出范围（SQ3和SQ4两个极限开关动作），则系统立即停止，

触摸屏上弹出报警画面“电梯故障，设备停用”，解除报警后，系统重新从之前的状态开始

运行。

13

2021年山东省职业院校技能大赛（高职组）“现代电气控制系统安装与调试”赛项

故障检测

一、工作任务

请选手在设有故障（10个故障点）的装置上进行故障查