高职组现代电气控制系统安装与调试赛项题库 任务书01混料罐Word格式.docx
《高职组现代电气控制系统安装与调试赛项题库 任务书01混料罐Word格式.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《高职组现代电气控制系统安装与调试赛项题库 任务书01混料罐Word格式.docx(7页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
![高职组现代电气控制系统安装与调试赛项题库 任务书01混料罐Word格式.docx](https://file1.bdocx.com/fileroot1/2022-10/24/3d760992-b88c-4dc2-bb50-32aa0af687fa/3d760992-b88c-4dc2-bb50-32aa0af687fa1.gif)
一、本任务书共11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(GB50254-96)》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PLC、变频器、伺服等烧坏),本次竞赛成绩计0分。
五、所编PLC、触摸屏等程序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。
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。
请按要求在4个小时内完成以下工作任务:
一、按“混料罐系统控制要求”,设计电气控制原理图,制定相应的IO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“混料罐系统控制要求”,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T68镗床/X62W铣床电气原理图,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。
混料罐系统控制要求
一、系统运行说明
在炼油、化工、制药、水处理等行业中,将不同液体混合是必不可少的工序,而且这些行业中多为易燃易爆、有毒有腐蚀性的介质,不适合人工现场操作。
本混料罐系统借助PLC来控制混料罐,对提高企业生产和管理自动化水平有很大的帮助,同时又提高了生产效率、使用寿命和质量,减少了企业产品质量的波动。
图1混料罐系统
混料罐系统见图1,该系统由以下电气控制回路组成:
进料泵1由电机M1驱动【M1为三相异步电机,只进行单向正转运行】。
进料泵2由电机M2驱动【M2为三相异步电动机由变频器进行多段速控制,变频器参数设置为第一段速为10Hz,第二段速为30Hz,第三段速为40Hz、第四段速为50Hz,加速时间1.2秒,减速时间0.5秒】。
出料泵由电机M3驱动【M3为三相异步电机(带速度继电器),只进行单向正转运行】。
混料泵由电机M4驱动【M4为双速电机,需要考虑过载、联锁保护】。
液料罐中的液位由M5电机通过丝杠带动滑块来模拟【M5为伺服电机;
伺服电机参数设置如下:
伺服电机旋转一周需要2000个脉冲】。
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
电机
三菱Q系列+FX3U系列方案
西门子S7-300+S7-200Smart方案
西门子S7-1500+S7-1200方案
HMI
SB1~SB5
Q00UCPU
CPU314C-2PN/DP
CPU1511
M1、M3、M4
HL1~HL3
FX3U-48MR
S7-200Smart
6ES7288-1SR40-0AA0
CPU1212C
6ES7212-1BE40-0XB0
M2、M5、编码器
SQ1~SQ5
FX3U-48MT
6ES7288-1ST30-0AA0
6ES7212-1AE40-0XB0
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,不允许借用机床考核单元电气回路。
参照所给定的图纸格式把系统电气原理图以及各个PLC的I/O接线图绘制在标准图纸上,在“设计”栏中填入选手工位号,在“制图”栏中填入PLC品牌型号。
参照所给定的IO分配表格式,将编程中所用到的各个PLC的IO点以及主要的中间继电器和存储器填入IO分配表中。
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,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
混料罐控制系统设备具备两种工作模式,模式一:
调试模式;
模式二:
混料模式。
设备上电后触摸屏显示欢迎界面,点击界面任一位置,触摸屏即进入调试界面,设备开始进入调试模式。
1、调试模式
触摸屏进入调试画面后,指示灯HL1、HL2以0.5Hz频率闪烁点亮,等待电机调试。
触摸屏调试界面可以参考图2进行制作:
通过按下“选择调试按钮”,可依次选择需要调试的电机M1~M5,对应电机指示灯亮,HL1、HL2停止闪烁。
按下调试启动SB1按钮,选中的电机将进行调试运行。
每个电机调试完成后,对应的指示灯熄灭。
图2调试模式参考画面
(1)进料泵1对应电机M1调试过程
按下启动按钮SB1后,电机M1启动运行,6秒后停止,电机M1调试结束。
M1电机调试过程中,HL1长亮。
(2)进料泵2对应电机(变频电机)M2调试过程
按下启动按钮SB1后,电机M2以10Hz启动,再按下SB1按钮M2电动机30Hz运行,再按下SB1按钮M2电动机40Hz运行,再按下SB1按钮M2电动机50Hz运行,按下停止按钮SB2,M2停止。
M2电机调试过程中,HL1以亮2S灭1S的周期闪烁。
(3)出料泵对应电机M3调试过程
按下SB1按钮,电机M3启动,3秒后M3停止,再3秒后又自动启动,按此周期反复运行,可随时按下SB2停止。
M3电机调试过程中,HL2长亮。
(4)混料泵对应电机M4调试过程
按下SB1按钮,M4电动机以低速运行4秒后停止,再次按下启动按钮SB1后,高速运行6秒,电机M4调试结束。
电机M4调试过程中,HL2以亮2S灭1S的周期闪烁。
(5)液位模拟电机(伺服电机)M5调试过程
初始状态断电手动调节至高液位SQ1,按下SB1按钮,电机M5正转带动滑块以10mm/s(已知滑台丝杠的螺距为4mm)的速度向左移动,当SQ2检测到中液位信号时,停止旋转,再次按下SB1按钮,电机M5正转带动滑块以8mm/s的速度向左移动,当SQ3检测到低液位信号时,停止旋转,至此电机M5调试结束。
M5电机调试过程中,按下SB2,电机M5立即停止,再按下SB1,电机M5继续行驶,另外,M5调试过程中HL1和HL2同时以2Hz闪烁。
液位模拟电机M5结构示意图如图3所示。
图3液位模拟电机结构示意图
所有电机(M1~M5)调试完成后触摸屏画面将自动切换进入到混料模式。
在未进入混料模式时,单台电机可以反复调试。
2、混料模式
自动切换进入到混料模式后,触摸屏随即进入混料模式画面,混料模式画面请参考图4所示,主要包含:
(1)各个泵的工作状态指示;
(2)液位检测开关SQ1-SQ3的状态指示灯;
(3)画面中的液位跟随M5电机的实际运行位置(编码器检测)连续变化;
(4)画面中包含配方选择开关S07,以及循环方式选择开关S08;
(5)画面中包含系统已循环运行次数(停止或失电时都不会被清零)等信息。
图4混料模式参考画面
混料模式时初始状态:
指示灯HL3开始以1Hz频率闪烁,液位模拟电机M5所带动的滑块位于低位SQ3,混料模式启动按钮SB3、停止按钮SB4、急停按钮SB5全部位于初始状态、所有电机(M1~M5)停止等。
(1)开始混料之前,首先应对系统的循环方式以及配方进行选择:
循环方式选择开关S08为0时,系统为连续循环模式,为1时,系统为单次循环模式;
配方选择开关S07为1时,选择配方1,为0时,选择配方2。
(2)选择配方1时:
混料罐的工艺流程如下:
按下SB3,进料泵M1打开,液位增加(M5电机以8mm/s速度右行);
当SQ2检测到达中液位时,进料泵M2以40Hz运行,液位加速上升(M5电机以12mm/s速度右行),同时混料泵M4开始低速运行;
当SQ1检测到达高液位时,进料泵M1、M2均关闭,液位不再上升(M5停止),同时混料泵M4开始高速运行,持续5s后M4停止;
此时开始检测液体温度(温度控制器+热电阻Pt100),温度超过30℃时,出料泵M3开始运行,液位开始下降(M5电机以20mm/s速度左行);
当SQ3检测到达低液位时,M3停止,液位不再下降(M5停止)。
至此,混料罐完成一个周期的运行。
整个混料过程中,HL3长亮。
(3)选择配方2时:
按下SB3,进料泵M1打开,进料泵M2以10Hz运行,液位增加(M5电机以10mm/s速度右行);
当SQ2检测到达中液位时,进料泵M1关闭,进料泵M2以30Hz运行,液位继续上升(M5电机以8mm/s速度右行),同时混料泵M4开始低速运行;
当SQ1检测到达高液位时,进料泵M2关闭,液位不再上升(M5停止),同时混料泵M4开始高速运行,持续5s后,,出料泵M3开始运行,液位开始下降(M5电机以10mm/s速度左行),当SQ2检测到达中液位时,混料泵M4停止;
至此,混料罐完成一个周期的运行,整个混料过程中,HL3长亮。
(4)若混料罐为单次循环模式,则每完成一个周期,混料罐自动停止,同时指示灯HL3以1Hz频率闪烁;
若混料罐为连续循环模式,则混料罐将连续作3次循环后自动停止,期间按急停按钮SB5,混料罐立即停止;
直至SB5恢复,再次按下启动按钮SB3,混料罐继续运行;
期间按停止按钮SB4,则混料罐完成当前循环后才能停止。
(5)加工模式结束后,可以通过触摸屏查看液位的历史变化曲线(由编码器计数测出)。
3、非正常情况处理
当电机M5出现越程(左、右超行程位置开关分别为两侧微动开关SQ4、SQ5),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,系统重新从原点初始态启动。
在选择配方1时,当混料泵停止,开始检测液体温度时,若10秒内检测液体温度未超过30℃,则自动弹出报警画面“加热器损坏,请检测设备”,手动关闭窗口后再次自动进入10秒温度检测。