职业院校技能大赛“轨道交通信号控制系统设计应用赛”智能监控辅助系统开发题库题库12.docx

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任务四智能监控辅助系统开发

（一）PLC梯形图设计

1.任务背景

某高铁车厢内有一个温度监测系统，当环境温度>=30℃时，报警灯打开，当环境温度<30℃时，报警灯关闭。

一段时间后，发现报警灯经常烧坏，最后发现是由于环境温度一直在30℃左右来回变动，造成报警灯频繁启动，导致报警灯烧坏。

为了改进温度监测系统，在温度监测系统中当环境温度>=32℃时，报警灯打开，当环境温度<=28℃时，报警灯关闭，当温度>28℃且<32℃时，报警灯维持上一个状态不变化。

在温度监测系统中加入滞回比较器功能，即：

当环境温度高于或者低于报警值（30℃）2℃，报警灯才进行状态变化。

同时为了增加温度监测系统的灵活性，增加了自动控制、手动控制模式选择。

2.功能描述

当开右侧门按钮（I0.0）按下时，进入自动控制模式（自动控制模式下温度存放在SMB28特殊存储器中），利用滞回比较器进行报警灯（Q0.5）控制。

当关右侧门按钮（I0.1）按下时，进入手动控制模式，在手动控制模拟下，按下开左侧门按钮（I0.2）控制报警灯（Q0.5）打开，按下关左侧门按钮（I0.3）控制报警灯（Q0.5）关闭。

（1）波形图绘制

现根据输入信号I0.0、I0.1、I0.2、I0.3、SMB28的波形结合“任务背景”和“功能描述”，在提供的“PLC时序图答题纸”上画出Q0.5的波形。

利用WPS绘制或者利用提供“PLC时序图答题纸”绘制均可。

如果利用WPS绘制（“PLC时序图答题纸”电子档文件在U盘根目录“辅助资料\任务四\PLC程序设计”目录下），将绘制完成的波形图截图，如果利用提供的铅笔和答题纸绘制，将绘制完成的波形图进行拍照。

将图片命名为“图4-1-波形图”，并粘贴至U盘根目录“提交资料\竞赛答题卡.doc”指定位置。

注意：

①自动控制模式优先于手动控制模式；

②Q0.5的状态在没有外界条件影响时具有保持功能。

（2）梯形图编写

根据“背景描述”和“功能描述”在“STEP7MicroWIN”开发环境中编写PLC控制程序，程序命名为“报警灯控制”,将该程序保存到U盘根目录“提交资料\任务四\PLC程序”中，并下载到PLC中。

把U盘根目录“辅助资料\任务四\PLC程序设计\温度显示.empt”下载到人机交互界面中，连接好PLC与人机交互界面的通信线，运行PLC与人机交互界面。

报警灯控制模式设置为自动控制，旋转PLC自身的模拟量调整器改变SMB28存储器中的数值模拟当前环境温度变化，控制报警灯的打开与关闭；同时人机交互界面会实时显示模拟量调整器的数值变化。

把报警灯控制模式设置为手动控制，按下开左侧门按钮（I0.2），报警灯打开，按下关左侧门按钮（I0.3）控制报警灯关闭。

报警灯自动控制过程-包含报警灯打开与关闭；报警灯手动控制过程-包含报警灯打开与关闭。

需使用摄像头录制报警灯控制过程的整个视频，将录制的视频命名为“报警灯控制.wmv”（视频里须包含报警灯自动控制和手动控制，在报警灯自动控制时须同时出现人机交互界面和报警灯，在手动控制时须同时出现操作按钮和报警灯），并保存到U盘根目录“提交资料\任务四\PLC视频”。

注意：

①PLC中SMB28存储器的数据变化可以通过旋转PLC自身的模拟量调整器实现。

利用PLC里的特殊存储器SMB28里数据模拟外界温度数据。

PLC的模拟量调整器位置如下图所示。

②上述四个按钮全是自恢复按钮。

③PLC与人机交互界面通信波特率为19200，通信线连接到PLC的PORT1端口。

（二）PLC逻辑控制

背景：

现需要对轨道交通信号控制系统-信号主控台的左侧门开启指示灯、左侧门关闭指示灯、右侧门开启指示灯、右侧门关闭指示灯、开左侧门按钮、关左侧门按钮、开右侧门按钮、关右侧门按钮设备进行功能及稳定性检测。

需要选手编写一个PLC检测程序，将程序命名为“设备功能及稳定性检测”,保存到U盘根目录“提交资料\任务四\PLC程序”中；并把程序下载到PLC中。

要求如下：

（1）轨道交通信号控制系统-信号主控台设备上电并启动PLC，初始状态时左侧门开启指示灯、左侧门关闭指示灯、右侧门开启指示灯、右侧门关闭指示灯处于熄灭状态；

（2）第一步操作：

按下开左侧门按钮，左侧门开启指示灯、左侧门关闭指示灯、右侧门关闭指示灯、右侧门开启指示灯依次顺序点亮（指示灯点亮后保持点亮状态，4个指示灯全部点亮等待第二步操作），间隔时间为2S；

（3）第二步操作：

按下关左侧门按钮，左侧门关闭指示灯、左侧门开启指示灯、右侧门开启指示灯、右侧门关闭指示灯依次顺序熄灭（指示灯熄灭后保持熄灭状态，4个指示灯全部熄灭等待第三步操作），间隔时间为2S；

（4）第三步操作：

按下开右侧门按钮，右侧门开启指示灯、右侧门关闭指示灯、左侧门关闭指示灯、左侧门开启指示灯依次顺序点亮（指示灯点亮后保持点亮状态，4个指示灯全部点亮等待第四步操作），间隔时间为2S；

（5）第四步操作：

按下关右侧门按钮，右侧门关闭指示灯、右侧开启指示灯、左侧门开启指示灯、左侧门关闭指示灯依次顺序熄灭（指示灯熄灭后保持熄灭状态，4个指示灯全部熄灭后停止操作），间隔时间为2S；

（6）上面每个操作步骤，指示灯在点亮或熄灭过程中，再次按下4个按钮的任何一个按钮对其无影响。

注意：

①要求每一个点亮或熄灭过程中需要选手依次按下4个按钮（按下的顺序无要求）。

②从PLC启动开始以及上述四个步骤的操作过程进行录像，将录制的视频命名为“设备功能检测.wmv”，保存到U盘根目录“提交资料\任务四\PLC视频”中，使用摄像头进行视频录像时严格按照上述4个步骤流程操作。

（三）人机交互界面数据监测

1.列车车厢环境监测界面设计

利用人机交互界面编程软件进行列车车厢环境监测功能界面设计。

实现温度、湿度、光照数据及烟雾状态的实时采集、3个数据变化趋势显示、烟雾报警，初始化界面如图4-1所示。

将设计完成后的界面下载至人机交互界面中，并对人机交互界面拍照，将图片命名为“图4-2-列车车厢环境监测界面设计”，并将图片粘贴至U盘根目录“提交资料\竞赛答题卡.doc”指定位置。

注意：

①界面中所有文字字体设置为仿宋；

②趋势图中三个数据的趋势线线宽为2。

（提示：

所需的图片资源在U盘根目录“辅助资料\任务四\人机交互界面\人机交互界面素材”中。

）

图4-1列车车厢环境监测界面-初始化界面

2.列车车厢环境监测功能设计

将U盘根目录“辅助资料\任务四\人机交互界面\PLC采集程序.mwp”下载至PLC中（程序已加密），PLC采集程序（波特率：

19200）用于实现温度数据（地址：

VD6，数据格式：

32-bitFloat）、湿度数据（地址：

VD10数据格式：

32-bitFloat）、光照数据（地址：

VW14数据格式：

16-bitUnsigned）、烟雾状态（地址：

I0.4）的采集。

“列车车厢环境监测界面”可实现实时显示当前环境温度、湿度、光照数据、烟雾状态、烟雾报警信息（按下主控台上烟雾传感器上的黑色按钮来模拟有烟雾，发生烟雾报警并显示报警信息（报警信息字体仿宋））的功能。

该功能界面如图4-2所示。

将设计完成的界面下载至人机交互界面中，将有烟雾和无烟雾时“列车车厢环境监测界面”录像，要求录像中包含3个实时数据、趋势图、烟雾报警状态（包含主控台上烟雾传感器上黑色按钮的按下过程），将录制的视频命名为“列车车厢环境监测功能设计.wmv”，并保存到U盘根目录“提交资料\任务四\人机交互界面视频”中。

界面及功能完成后，将完成的工程文件保存于U盘根目录“提交资料\任务四\人机交互界面程序”中，工程文件命名为“列车车厢环境监测”。

图4-2功能界面

（四）人机交互界面设备控制

1.定时进入控制界面设计

利用人机交互界面编程软件进行“定时进入控制界面”及“风机联动控制”设计。

初始化界面如图4-3和图4-4所示。

将设计完成后的界面下载至人机交互界面中，并对人机交互界面拍照，将图片分别命名为“图4-3-定时进入控制界面-初始化界面”“图4-4-风机联动控制-初始化界面”，并将以上两张图片粘贴至U盘根目录“提交资料\竞赛答题卡.doc”指定位置。

注意：

界面中所有文字字体设置为仿宋。

（提示：

所需的图片资源在U盘根目录“辅助资料\任务四\人机交互界面\人机交互界面素材”中。

）

图4-3-定时进入控制界面-初始化界面

图4-4-风机联动控制-初始化界面

2.定时进入控制界面功能设计

将U盘根目录“辅助资料\任务四\人机交互界面\PLC温度程序.mwp”下载至PLC中（程序已加密），PLC温度程序（波特率：

19200）用于实现温度（地址：

VD6，数据格式：

32-bitFloat）的采集。

“定时进入控制界面”可实现实时显示当前时间及星期，显示当前的秒针转动，输入用户编号

（2）及密码（222），界面右下角出现开关，点击开关，出现设定时间，输入设定时间，当当前时间等于设定时间时，进入风机联动控制界面。

“定时进入控制界面”如图4-5所示，将设计完成的界面下载至人机交互界面中，将以上功能使用提供的摄像头录像，将录制的视频命名为“定时进入控制界面功能设计.wmv”，并保存到U盘根目录“提交资料\任务四\人机交互界面视频”中。

图4-5定时进入控制界面

3.风机联动控制界面功能设计

实现实时显示当前温度值（地址：

VD6数据格式：

32-bitFloat），输入设定值（数据格式：

16-bitUnsigned），当前时间（时）处于输入的时间范围内时，点击触发按钮，当前温度值与用户设定值进行比较，从而控制风机的转动与否，当用户设定值高于当前温度值3℃时，主控台上风机不转动，人机交互界面上显示当前的风机状态，当用户设定值低于当前温度值3℃时，主控台上风机转动，人机交互界面上显示当前的风机状态，当用户设定值位于比当前温度值高3℃与比当前温度值低3℃区间时，主控台上风机保持上一状态，人机交互界面上显示当前的风机状态；当前时间（时）不在输入的时间范围内时，点击触发按钮，无法进行风机的联动控制。

将设计完成的界面下载至人机交互界面中，将设计完成后的功能界面进行录像，将录制的视频命名为“风机联动控制功能设计.wmv”，并保存到U盘根目录“提交资料\任务四\人机交互界面视频”中（录像中需包含如下功能：

当前时间在输入的时间范围内时，改变设定值，实现风机的转动与停止（录像包含主控台风机的状态过程）；当前时间不在输入的时间范围内时，设定值小于温度值，风机停止（录像包含主控台风机的状态过程））。

界面及功能完成后，将完成的工程文件保存于U盘根目录“提交资料\任务四\人机交互界面程序”中，工程文件命名为“定时进入风扇联动控制界面”。