山西省首届职业技能大赛技术文件-工业控制项目

山西省首届职业技能大赛

工业控制项目

技

术

文

件

2019年8月

目录

1.本项目的技术描述...............................3

1.1项目名称.....................................3

1.2项目说明.....................................3

2.工业控制赛项应知应会技能标准...................3

2.1选手的基础技能要求...........................3

2.2选手的专业技能要求...........................3

3.竞赛命题.......................................4

3.1竞赛模块.....................................4

3.2试题难度.....................................4

3.3测试试题.....................................5

4.命题方式.......................................7

5.评分规则.......................................7

5.1评分方式.....................................7

5.2分值分配.....................................7

5.3评分规范.....................................8

6.赛场要求和设备要求............................10

6.1赛场要求....................................11

6.2设备要求....................................12

6.3工具、仪器建议清单..........................17

7.竞赛安全要求..................................19

7.1选手防护装备................................19

1

7.2选手禁止携带易燃易爆物品....................19

7.3赛场必须留有安全通道........................20

7.4赛场必须配备医护人员和必须的药品............20

7.5注意事项....................................20

8.开放现场的要求................................21

9.绿色环保......................................21

10.补充说明.....................................22

2

1.本项目的技术描述

1.1项目名称

竞赛项目名称：工业控制

1.2项目说明

工业控制项目包含电气安装和自动化的元素。本赛项要求从业人员需要广

泛的自动化安装技术技能，涉及主要技术技能有安装导线线槽，电缆安装，仪

表设备，工业自动化控制I/O设备和可编程序控制器、电路设计、PLC编程技

术、总线系统设备设置参数和配置人机界面等方面的技能。

故障排除是工业控制从业人员应具备的一项重要技能，包括在新工厂的设

备安装过程中发现问题，或是在现有工厂内解决问题。

工业控制赛项为单人赛项。凡年满16周岁，在我省从事相关专业、职业的、

具备相应职业（专业）扎实基本功和技能水平，具有较强学习能力、应变能力

以及较好身体素质、心理素质的城乡劳动者均可参加。竞赛包含四个模块。

2.工业控制赛项应知应会技能标准

2.1选手的基础技能要求

（1）安全生产常识；

（2）电工基本知识；

（3）测量知识；

（4）机械基础加工知识；

（5）电路设计知识；

（6）计算机技术知识；

(7）公差标准；

(8）自动控制基本知识。

2.2选手的专业技能要求

（1）安全文明生产与各类技术规范；

（2）电气安全操作规程；

3

（3）电气控制电路设计和功能改进；

（4）现场工业控制器件的安装和电连接；

（5）系统和各个单元硬件配置以及软件设计、功能调试；

（6）系统和各个单元的运行优化；

（7）仪器仪表的使用；

（8）工具合理选择与正确使用。

3.竞赛命题

3.1竞赛模块

本项目包含4个模块，竞赛总时长6小时。

模块序号名称比赛时长竞赛地点

模块1-1主项目操作2小时主操作区

模块1-2控制与调试2小时主操作区

模块2电路设计和/或修改1小时主操作区

模块3故障查找1小时故障排除区

选手在规定时间内需完成以下三个模块的工作。其中，第一模块又分为主

项目操作、控制与调试两个方面。具体安排如下：

模块1-1主项目操作：参赛选手需要完成包括配电箱制作、电气设备安装、

工业控制对象安装、电气连线、安全测试等操作内容。

模块1-2控制与调试：主要完成控制核心硬件配置及控制程序编制，用于

检测和调试PLC、HMI、VSD及工业控制对象的功能。

模块2电路设计和/或修改：要求选手根据给定条件，按照电气制图规范，

使用Fluidsim-PV3.6软件设计或改进继电器逻辑控制的电路图。要求使用符

号准确，功能符合要求，并考虑设计的经济性和合理性。

模块3电气装置故障检测与定位：选手根据大赛提供的准确资料，利用万

用表、试电笔等基本工具仪表，对给定的继电器控制电路进行测试和逻辑故障

诊断，要求判定出电路中的故障，并进行定位，分辨出故障的类别。

3.2试题难度

（1）模块1-1检测安装尺寸和安装工艺时，只考虑呈现的外部尺寸测量和

外观目视直观评价。

4

（2）模块1-2中，PLC编程符合IEC1131.3规范并且只使用如下指令进

行编程（位操作指令–NO、NC、Transitional、Coils、Jumps、Calls、Sets、

Resets；数学运算指令–ADD、SUBTRACT、MULTIPLY、DIVIDE；字操作指令

–MOVE、COMPARE、BCD、AND、OR；基本功能指令–TIMERS、COUNTERS、

REGISTERS）；HMI仅限于状态显示、参数修改和按钮控制；VSD限于数字信号、

模拟信号和通信的基本控制。

（3）模块1-2中，竞赛现场提供SIMATICSTEP7ProfessionalV14、

SIMATICWinCCComfort/AdvancedV14、SIMATICSTEP7PLCSIMV14、

SINAMICSStartdriveV14软件，PLC编程使用的编程语言由选手自行选定。

（4）模块2中，设计电路原理图只涉及继电控制电路中的启动、停止、自

保持、连锁（互锁）、顺序控制、集散控制、多地控制、延时控制等逻辑控制

功能设计，不涉及电气驱动主电路及气动、液压回路的设计。

（5）模块3中，所使用的电气装置原理图提前公开。

（6）模块3中，故障可能存在的状态包括短路、断路、参数设置错误等，

（7）模块3中，检测过程中可以通电观察故障现象，允许但是不建议带电

检测和定位故障。

3.3测试试题

1）模块1-1主项目操作由四个主要方面构成:

（1）安装和布线(电源以及控制)，包括：工业常用元器件的安装、布线

系统的安装、布线和电缆的安装、接线端子的组装和连接。

（2）线路和继电器逻辑的测试和试运行过程中要完成以下测试：相线之间、

相线与中性点、相线与接地、中性点与接地之间的绝缘电阻；开关和断路器的

极性；电压测试；安全用电守则；按规格正确布线；试运行；故障识别和更正；

完成现场测试；功能安全测试。

（3）PLC安装和I/O布线

（4）I/O布线，PLC编程，VSD设定和HMI配置的测试和试运行：对HMI、

VSD和PLC的网络通讯组态；按照输入/输出地址布线；程序检验和调试。

如果大赛组织者不能提供布线的标准颜色代码，专家会选择其他颜色供参

赛者使用。现场提供的导线颜色必须满足测试项目的需求。在比赛开始之前，

必须提供外用电源进行PC和PLC间的通信测试以及比赛期间的编程（如有需

要）。

2）模块1-2控制与调试

（1）PLC编程必须符合IEC1131.3并且只能使用如下指令进行编程。

5

位级指令-NO，NC，Transitional，Coils，Jumps，Calls，Sets

和Resets

数学指令-ADD，SUBTRACT，MULTIPLY，DIVIDE

字级指令-MOVE，COMPARE，BCD，AND，OR

基本指令-TIMERS，COUNTERS，REGISTERS

（2）关于程序功能要求的所有信息必须公正地给予所有的参赛者。

原则上所有的信息必须为非语言功能描述形式

（3）在工作区进行编程模块时，参赛者不允许与别人有交流行为。

所有的编程和配置必须符合模块1-2要求

人机交互设备主要显示和按钮控制

VSD使用基本控制

3)模块2电路设计和/或修改

（1）参赛者必须使用Fluidsim-PV3.6绘图软件，按照说明（或功能图）

设计/修改继电器逻辑控制和/或电源电路图，只可使用在本技术描述内所列出

的部件。

（2）设计将在以下方面评分

满足功能需求；设计的经济性；符号的正确使用；设计的准确性；图例的

提供。

本部分60%的分数分配给功能的正确性

4)模块3故障查找

（1）检查面板上的继电器逻辑故障:

参赛者必须在一个控制电路和/或电源电路里找出5个故障

在故障被设置前，参赛者首先会得到电路电路图，并且会面对相应的控制

设备

参赛者依据电路图或者功能图使用万用表，参赛者要对提供的电路进行测

试，识别所设定的故障

参赛者必须确定故障的类型和故障位置

所有的故障必须在所提供的文件中被标出

在指定的一个小时内，参赛者允许退回前一故障

参赛者完成的故障文件必须标明：参赛者姓名，参赛代表队，故障编号，

故障位置和故障类型

（2）继电器逻辑故障查找的设定说明

大赛组织者必须提供充足的相同设备，使全体参赛者能够在一天内完成。

对所有参赛者的故障设置必须按照相同的顺序

6

每个测试只能设置一个故障

对确认的每一个故障评分

经过裁判允许，在保证安全情况下可以通电

提前找到全部故障，剩余时间可以用于主项目竞赛操作

（3）电路说明

测试电路包括:时间继电器、开关或者按钮、继电器、有常开、常闭辅助触

头的接触器和模拟负载

（4）错误类型

应该从以下方面查错：开路、闭路、参数设置错误

每次测试中最多只能定位一个故障点

4.命题方式

模块1提前公布样题，赛前不公布最终试题。

模块2赛前不公布最终试题。

模块3故障查找电路图会和模块1样题同时公布，每个参赛者必须提前了解

电路功能。裁判长将在故障查找模块开始前一天，选出故障并由技术支持设置

故障。

5.评分规则

评分规则目的是按照标准规范的权重比例来为各个竞赛模块分配分数。

5.1评分方式

本项目每个单元都采用客观评分。每个评分点由至少2名专家评分。

5.2分值分配

根据在规定的时间内完成工作任务的情况进行评分，满分为100分。

分值

部分标准

主观客观总分

A电路设计和/或改进01010

B故障查找01010

C测量01515

7

D墙面和面板的安装03030

E测试，试运行和安全055

硬件功能(手动操作/线路和总线系

F01010

统的功能)

G软件功能(自动操作)02020

总分0100100

5.3评分规范

1）电路设计/修改

选手需要设计/修改逻辑、控制和电气回路，40%分数是图纸规范：符号的

准确使用，正确的图形标记，完整的注释，图纸的规范制作。

需要满足功能需求，设计精简，精确使用符号，60%分数是功能实现。

2）模块B：故障检测

经过裁判允许，在保证安全情况下可以通电，选手熟悉正常设备后，每次

检测时设备中可以定位一个故障点。每一个故障点检测不限时，共计5个故障点，

但是该项目总时长不能超过1小时。

3）模块C：测量

计量标准中的公差如下:

任何0-500mm范围内的测量，其公差范围为±2mm;

任何大于500mm的测量，其公差范围为±3mm;

测试时使用赛场提供的水平尺测量水平和垂直。

4）模块D：墙面和面板的安装

应该选择合适的线缆;

线缆和导体不应该有任何损坏;

终端不应该有多余的导线;

终端不得有任何损坏;

电缆长度合理;

电缆接线可靠，布线合理。

5）模块E：测试，试运行和安全

安装必须符合安全标准，使用说明和说明书中的要求;

参赛者必须完成电气安装测试报告;

电缆槽和盖在检测时必须被安全安装归位;

所有设备必须有识别标签;

8

参赛者必须提供所有电气测试的书面报告，包括接地的连续性，绝缘电阻，

实际电压值测量;

在参赛者进行绝缘测试期间，连接VSD的进出电源线、任何供电电源线均

不得接通。

6）模块F：手动功能

触摸屏页面设置；

触摸屏页面操作功能符合要求；

通讯功能正常。

7）模块G：自动功能

必须具备保护功能；

利用触摸屏能够实现自动操作；

按照给出的时序图或流程图完成动作。

根据在规定的时间内完成工作任务的情况进行评分，满分为100分。

竞赛分配见表

1制作自动控制面板/中心15分

选手个人需了解和领会：

参赛选手必须能够：

描述和端子图。

方面的问题中去。

件并连接线路。

2现场安装工艺及其功能实现40分

选手个人需了解和领会：

参赛者能够：

9

可靠、有效的安装

可靠、有效、美观

用所有工具

3线路测试和检查5分

参赛者需要认识和了解：

参赛者能够：

4编程40分

选手个人需了解和领会：

(PLC)，工业网络交互信息的人机界面

（HMI），以及基于PC的可视化编程环境

PLC,HMI,VFD/VSD以

及分布式I/O

I/O和工业总线技术

(IEC)的编程规范(IEC61131-3)

参赛选手必须能够：

HMI）屏幕

VSD

IEC）的序列编程规范

6.赛场要求和设备要求

10

6.1赛场要求

竞赛设备：参考选用DLDS-3012A工业控制实训系统。

竞赛工位：每个工位占地约3m×6m，标明工位号，并配备竞赛平台1台、

装配台1张（带台虎钳）、电脑桌1张、座椅1把、人字梯1套，编程计算机

1台（安装了大赛所需的必要软件）。

赛场每工位提供独立控制并带有漏电保护装置的380V三相五线、220V

单相三线两种电压的交流电源（三相、单相电源分别控制），供电系统有必要

的安全保护措施。为保证大赛顺利进行，赛场编程计算机须配套不间断电源系

统。

竞赛设备布局示意图如图1所示，所有布局以大赛现场实际摆放为准。

图1竞赛设备布局示意图

墙面安装局部示意图如图2所示

11

图2墙面安装局部示意图

图3竞赛参考现场图

平台分为两个安装操作面，其尺寸分别不小于：

工作区具有相应的安全保护围栏如图3所示，且外形不小于100*5000mm。

6.2设备要求

根据竞赛需要，提供耗材见下表(参考)，实际以真题为准。

赛场提供材料见表

序号名称规格型号/主要参数数量单位

1控制柜1H800*W600*D2501个

2控制柜2H600*W600*D2501个

3扎带（束线带）3*100mm50条

4塑料粘钉不干胶(19*19mm)20个

5缠绕管12mm1包

6针形线鼻E7508红色200个

7针形线鼻E1508红色200个

8针形线鼻E2508红色100个

9针形线鼻E6012红色50个

10U型线鼻SV1.25-4200个

11圆形线臂Φ1.5-6闭口50个

12多股软线RV6mm2黄绿色15米

13多股软线RV2.5mm2黑色20米

14多股软线RV1.5mm2黑色30米

15多股软线RV1.5mm2黄绿色6米

16多股软线RV0.75mm2蓝色100米

12

17护套电缆线RVV3*0.75黑色50米

18护套电缆线RVV7*0.75黑色15米

19护套电缆线RVV4*0.75黑色5米

20护套电缆线RVV5*0.75黑色15米

21护套电缆线RVV4*1.5黑色5米

22护套电缆线RVV5*2.5黑色5米

23护套电缆屏蔽线RVVP4*1.5黑色10米

塑料固定电缆

24V-TECVMM16*1.52个

防水接头

塑料固定电缆

25V-TECVMM20*1.536个

防水接头

塑料固定电缆

26V-TECVMM25*1.51个

防水接头

27密封垫OboBettermann，6个

28PVC线槽40*60，灰色，2米/根3根

29壁式线槽WDK6040,60*40,带盖，6米

30边缘保护KSB/2,橡胶.宽1-2mm，黑色1米

31大圆头螺栓与螺母FRSB6x15mm48个

桥架连接管底座和盖

3260040,B40*H60*L2000mm6米

板

33网格式桥架3米1根2根

34壁挂支架—电缆桥架适用于200宽度桥架8根

35电缆桥架蝴形支架SPB2个

36电缆桥架连接卡扣KK288个

37电缆桥架接地连接件EHB-A/B8个

平头自攻钉

383.5*20mm120个

（十字半圆头）

平头自攻钉

393.5*50mm80个

（十字半圆头）

平头自攻钉

405*40mm60个

（十字半圆头）

41缸盖螺丝M4*25mm10个

42缸盖螺丝M5*10mm10个

43行程开关SIRIUS位置开关8个

44三色灯绿色AC/DC24V...230V1个

13

45黄色AC/DC24V...230V1个

46红色AC/DC24V...230V1个

47嗡鸣器元素1个

连接元件带盖，用于安装在管

481个

道，地板和支架上

49底座，塑料，地板安装1个

50管子，10CM1个

51按钮盒按钮盒22mm2孔4个

52按钮盒按钮盒22mm3孔1个

53按钮盒按钮盒22mm1孔1个

西门子3SU1按钮指

5420个

示灯附件

LED模块，集成LED24VAC/

55LED模块DC，白色，螺丝端子，用于基6个

座安装

指示灯，22MM，圆形，塑料，

56指示灯6个

白色，光滑的镜头

“选择开关，可以是单色的，

22MM，圆形，塑料，白色，短

57选择开关选择开关，2个开关位置O-1个

I，锁紧，致动角90°，

10:30H/13：30H

1触点元件，1NO，螺丝接线

58触点元件2个

端子，用于底座安装

多圈电位器，紧凑型，22MM，

59多圈电位器3个

圆形，塑料，黑色，10KOHMS

西门子3SU1按钮指

607个

示灯中座

带光滑镜片、集成的LED（UC

61红色圆形塑料指示灯1个

24V）、螺钉端子

带光滑镜片、集成的LED（UC

62绿色圆形塑料指示灯1个

24V）、螺钉端子

带光滑镜片、集成的LED（UC

63黄色圆形塑料指示灯1个

24V）、螺钉端子

64标签座用于12.5*27mm的标签座及6个

14

12.5*27mm标签

12.5*27mm标签，银灰色，方

65标签6个

形

66标牌银灰色22*22mm，长方形15个

67塑料管VR252米

68无缝钢管黑色Φ20*1.02米

6990°弯曲塑料管VR255个

70塑料管卡（U型）VR208个

71塑料管开（U型）VR2515个

72铝制导轨DIN35，1米2根

73焊锡丝0.5-1.0mm1卷

74松香小盒1盒

75短套管Φ35*2002个

76长套管Φ35*7001个

77工业防水插头CEE插头5极400V/16A3个

78工业防水插座CEE壁式插座5孔400V/16A2个

中椭圆螺口E27带13WLED

79防水灯1个

灯泡

低压电机，IEC笼型转子，自

冷，IP55热量级155(F)根据

130(B)铝制外壳（超高效

率）6极*组件80M*

80低压电机2台

0.37kW(50Hz)0.43kW(60Hz)

50Hz230VD/400VY*三相交

流60Hz460VY三相交流IM

B3,无电机保护上方接线盒

1、1个S7-1500CPU1512C-1

PN,250kb/1MB；

2、集成数字量输入/输出模

CPU1512C-1PN紧凑块，16DI/16DO；

811个

型PLC控制系统3、集成数字量输入/输出模

块，16DI/16DO；

4、集成模拟量输入/输出模

块，5AI/2AQ；

15

5、1个MMC存储卡，24MB；

6、1个电源模块，24V/8A。

7、模块安装导轨

1个接口模块IM155-6PN；

1个底板模块，带两个RJ45

接口；

ET200SP远程控制系

2个DI模块，8*24VDC/0.5A1套

82统（含I/OLINK通

HF；

讯模块）

2个DQ模块，8*24VDC/0.5A

HF；

1个通讯模块，4*IO-LINK；

1、2个模拟量输入模块，2通

ET200SP远程控制系道U/I2-/4-线制高速型模

1套

83统（模拟量控制系块；

统）2、1个模拟量输出模块，2通

道U/I高速型模块；

1.1个15.4寸工业彩色精智

15.4寸工业彩色触面板TP15001套

84

摸屏2、1个工业以太网TPXP接

线RJ45/RJ45

1、SINAMICSG120控制单元

CU250S-2PN集成PROFINET

支持矢量控制基本定位器

EPOS通过许可扩展功能4个

可配置DI/DO6DI(3F-

DI),5DI3DO(1F-DO)2个

G120PN标准变频驱

模拟输入，2个模拟输出

动控制系统（带1套

85SafetyintegratedSTO功

PROFINET通讯接

能，SBC，防护等级IP20USB

口）

和SD/MMC接口

2、G120标准变频驱动控制系

统SD卡512MB；

3、G120标准变频驱动控制系

统智能操作面板；

4、G120标准变频驱动控制系

16

统0.75KW功率单元PM240-2

1个SCALANCEX208，受管理

的IE交换机，8个10/100

Mbit/sRJ45端口，LED诊

断，错误信号触点含设置按

钮，冗余电源，PROFINET输

SCALANCEX208网管

入输出设备，网络管理，集成1套

86型工业以太网交换机

冗余管理器，包括电子手册在

系统

CD-ROM，

1个C-PLUG，移动存储介质

用于简单的设备更换故障情

况，用来容纳配置数据或项

目组态数据及应用数据

6.3工具、仪器建议清单

不得携带预制模板，不得携带具有尺子功能、对比赛任务中的加工尺度有

帮助的模具；

不得携带PC或PLC程序使用的存储器、存储设备；

不得携带对比赛有帮助的任何资料类物品进入赛场；

对于没有执行上述规定的选手，经过裁判员确认，通知裁判长，终止本选

手比赛资格。根据竞赛需要，清单见表4。

赛场提供工具、仪器表

序号名称单位数量备注

1人字梯把1

2台虎钳把1

参赛选手自带用具(建议)

序号设备名称单位数量

1万用表个1

2电烙铁把1

3斜口钳把1

4老虎钳把1

5尖嘴钳把1

6万用剥线钳把1

7欧式端子压线钳把1

8强力压着绝缘端子钳把1

17

9剪刀把1

10电工刀把1

11旋转剥皮器把1

12美工刀把1

13挫刀组套1

14公制卷尺把1

1512"水平尺把1

1648"水平尺把1

17游标卡尺把1

18钢直尺把1

19量角器把1

20角尺把1

21弓形锯把1

22锯条条5

23木柄安装锤把1

24木柄圆头锤把1

25手动螺丝刀套杆套1

26万向接头把1

27大十字把1

28小十字把1

29大一字把1

30小一字把1

31内六角扳手套1

32大活动扳手把1

33小活动扳手把1

34书写、绘图工具套1

35直流电动螺丝刀把1

36螺丝刀头套件套1

37电钻把1

38钻头组套1

39金属切割机台1

40角磨机台1

41金属磨片片1

42金属切割片片1

43测电笔支1

44塑料切割机个1

45热风枪个1

46工作手套只1

47工具包个1

48腰带个1

18