GZ-010--光伏发电设备安装与调试(中职组)样题.docx
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2015年全国中职技能大赛“康尼杯”光伏发电设备安装与调试赛项任务书（样题）
2015年全国中职技能大赛
“康尼杯”
光伏发电设备安装与调试赛项
任务书（样题）
选手须知
（1）任务书如果出现缺页、字迹不清等问题，请及时向裁判示意，进行任务书的更换。
（2）竞赛内容包括系统安装、布线与接线、程序设计、测试、分析、设计、答题、焊接和提交成果。
竞赛时间共4小时，参赛队应在规定的时间内完成任务书规定内容。
参赛选手在竞赛过程中根据任务书要求，将各系统的运行记录或程序文件存储到指定的计算机的盘目录下，未存储到指定位置的运行记录或程序文件不予给分。
（3）参赛选手提交的试卷不得写上姓名或与身份有关的信息，否则成绩无效。
（4）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，每次扣该参赛队3分。
（5）竞赛过程中，参赛选手要遵守操作规程，确保人身及设备安全，并接受裁判员的监督和警示。
竞赛过程中由于参赛选手人为原因造成的器件损坏，不予更换。
竞赛过程中由于参赛选手人为原因造成贵重器件损坏，停止该队比赛，竞赛成绩作为零分。
（6）在竞赛过程中，参赛选手如有舞弊、不服从裁判判决、扰乱赛场秩序等行为，裁判按照规定扣减相应分数。
情节严重的取消竞赛资格，竞赛成绩记为零分。
（7）竞赛结束时，参赛选手要清洁工位。
一、竞赛设备描述
竞赛设备以“KNT-SPV02光伏发电实训系统”为载体，该设备由光伏供电装置、光伏供电系统、逆变与负载系统和监控系统组成，如图1所示。
（a）（b）（c）（d）
图1KNT-SPV02光伏发电实训系统外形图
（a）光伏供电装置（b）光伏供电系统（c）逆变与负载系统（d）监控系统
1．光伏供电装置
光伏供电装置主要由光伏电池组件、投射灯、光线传感器、光线传感器控制盒、水平方向和俯仰方向运动机构、摆杆、摆杆减速箱、摆杆支架、单相交流电动机、电容器、直流电动机、接近开关、微动开关、底座支架等设备与器件组成。
光伏供电装置的光伏电池组件偏移方向的定义和摆杆移动方向的定义如图2所示，靠近摆杆的投射灯定义为投射灯1（简称灯1），另1盏投射灯定义为投射灯2（简称灯2）。
型号、参数相同的4块光伏电池组件和光线传感器没有安装在光伏供电装置上。
2．光伏供电系统
光伏供电系统主要由光伏电源控制单元、光伏输出显示单元、触摸屏、光伏供电控制单元、DSP核心单元、信号处理单元、接口单元、西门子S7-200CPU226PLC、继电器组、接线排、蓄电池组、可调电阻、断路器、开关电源、应用软件、网孔架等组成。
光伏供电系统的光伏供电控制单元没有接线且从网孔架上拆除、西门子S7-200CPU226PLC除了AC220V电源线和接地线外，其他接线已拆除；继电器组接线已拆除。
图2光伏供电装置外形图及方向定义
3．逆变与负载系统
逆变与负载系统主要由逆变电源控制单元、逆变输出显示单元、DSP核心单元、DC-DC升压单元、单相桥逆变单元、变频器、三相交流电机、发光管舞台灯光模块、警示灯、接线排、断路器、网孔架等组成。
逆变与负载系统的接线均完成。
4．监控系统
监控系统主要由计算机、组态软件、接线排、网孔架等组成。
二、竞赛任务
任务一：
光伏供电装置
1．光伏电池组件、光线传感器的安装
要求：
（1）将4块光伏电池组件正确地安装在光伏供电装置上，紧固件不松动。
（2）将光线传感器安装在4块光伏电池组件的中部位置，紧固件不松动。
2．光伏电池组件开路电压和短路电流的测量
要求：
（1）分别在关闭灯1和灯2、灯1亮、灯1和灯2亮的三种情况下，用万用表测量光伏供电装置中任意1块光伏电池组件的开路电压和短路电流，在表1中记录该光伏电池组件的开路电压值和短路电流值。
（2）将2块光伏电池组件串联连接。
分别在关闭灯1和灯2、灯1亮、灯1和灯2亮的三种情况下，用万用表测量该串联连接的光伏电池组件的开路电压和短路电流，在表1中记录该串联连接的光伏电池组件开路电压值和短路电流值。
（3）将2块光伏电池组件并联连接。
分别在关闭灯1和灯2、灯1亮、灯1和灯2亮的三种情况下，用万用表测量该并联连接的光伏电池组件的开路电压和短路电流，在表1中记录该并联连接的光伏电池组件的开路电压值和短路电流值。
表1光伏电池组件开路电压和短路电流的测量数据
光伏电池组件
关闭灯1和灯2
灯1亮
灯1和灯2亮
开路电压（V）
短路电流（A）
开路电压（V）
短路电流（A）
开路电压（V）
短路电流（A）
1块
2块串联
2块并联
3．光伏电池组件接线
要求：
光伏电池组件的开路电压和短路电流测量结束后，请将4块光伏电池组件并联连接，焊接连接线并用胶带缠绕包扎。
4．简述下列问题
（1）请根据表1记录的开路电压值和短路电流值，简述型号和参数相同的光伏电池组件的串联、并联的开路电压值和短路电流值与单块光伏电池组件开路电压值和短路电流值之间的关系。
（2）在实训中，同学将KNT-SPV02光伏发电实训系统的2块光伏电池组件并联，灯1和灯2关闭，用性能良好的万用表测量该并联光伏电池组件的输出电压值为-2.8V；打开灯1，用性能良好的万用表测量该并联光伏电池组件的输出电压值为+0.7V。
请叙述可能的原因。
任务二：
光伏供电系统
1．西门子S7-200CPU226PLC的配置
要求：
西门子S7-200CPU226PLC的输入输出配置如表2所示。
表2S7-200CPU226PLC的输入输出配置表
序号
输入输出
配置
序号
输入输出
配置
1
I0.0
不使用
23
I2.6
摆杆西东向限位开关
2
I0.1
灯1按钮
24
I2.7
不使用
3
I0.2
灯2按钮
25
Q0.0
启动按钮指示灯
4
I0.3
东西按钮
26
Q0.1
向东按钮指示灯
5
I0.4
西东按钮
27
Q0.2
向西按钮指示灯
6
I0.5
停止按钮
28
Q0.3
向北按钮指示灯
7
I0.6
向北按钮
29
Q0.4
向南按钮指示灯
8
I0.7
向南按钮
30
Q0.5
灯1按钮指示灯、KA7线圈
9
I1.0
旋转开关自动挡
31
Q0.6
灯2按钮指示灯、KA8线圈
10
I1.1
启动按钮
32
Q0.7
东西按钮指示灯
11
I1.2
急停按钮
33
Q1.0
西东按钮指示灯
12
I1.3
向东按钮
34
Q1.1
停止按钮指示灯
13
I1.4
向西按钮
35
Q1.2
继电器KA3线圈
14
I1.5
光线传感器（光伏组件）向东信号
36
Q1.3
继电器KA4线圈
15
I1.6
光线传感器（光伏组件）向西信号
37
Q1.4
继电器KA5线圈
16
I1.7
光线传感器（光伏组件）向北信号
38
Q1.5
继电器KA6线圈
17
I2.0
光线传感器（光伏组件）向南信号
39
Q1.6
继电器KA1线圈
18
I2.1
摆杆接近开关垂直限位
40
Q1.7
继电器KA2线圈
19
I2.2
光伏组件向东、向西限位开关
41
1M
0V
20
I2.3
光伏组件向北限位开关
42
2M
0V
21
I2.4
光伏组件向南限位开关
43
1L
DC24V
22
I2.5
摆杆东西向限位开关
44
2L
DC24V
2．绘制S7-200CPU226输入输出接口图
依据表2定义的S7-200CPU226PLC的输入输出配置，请在图3上绘制S7-200CPU226输入输出接口图。
要求：
（1）S7-200CPU226输入的有关端口分别画出按钮、开关、传感器等符号图形，注明各按钮、开关、传感器的去向。
（2）输出的有关端口分别画出所接的指示灯、继电器线圈等符号图形，注明各指示灯、继电器线圈的去向。
（3）输出接口图中相关继电器要反映互锁关系。
图3绘制S7-200CPU226输入输出接口图
3．西门子S7-200CPU226PLC的布线与接线
要求：
根据表2西门子S7-200CPU226PLC的配置，完成西门子S7-200CPU226PLC的布线与接线，接线的线径和颜色要求见表3。
比赛工位提供了设备出厂时的线标套管，接线的线标套管号码与表2要求一致。
在进行西门子S7-200CPU226PLC的布线与接线时，不改变光伏供电控制单元的按钮、旋钮、急停按钮的功能。
表3S7-200CPU226PLC接线的线径和颜色要求
序号
起始端
结束端
线型
序号
起始端
结束端
线型
1
L1
接线排L
0.75mm2红色
25
I2.0
略
0.3mm2蓝色
2
N
接线排N
0.75mm2黑色
26
I2.1
略
0.3mm2蓝色
3
GND
接线排PE
0.75mm2黄绿色
27
I2.2
略
0.3mm2蓝色
4
1M
略
0.3mm2白色
28
I2.3
略
0.3mm2蓝色
5
2M
略
0.3mm2白色
29
I2.4
略
0.3mm2蓝色
6
1L
略
0.3mm2红色
30
I2.5
略
0.3mm2蓝色
7
2L
略
0.3mm2红色
31
I2.6
略
0.3mm2蓝色
8
3L
略
0.3mm2红色
32
I2.7
9
I0.0
33
Q0.0
略
0.3mm2蓝色
10
I0.1
略
0.3mm2蓝色
34
Q0.1
略
0.3mm2蓝色
11
I0.2
略
0.3mm2蓝色
35
Q0.2
略
0.3mm2蓝色
12
I0.3
略
0.3mm2蓝色
36
Q0.3
略
0.3mm2蓝色
13
I0.4
略
0.3mm2蓝色
37
Q0.4
略
0.3mm2蓝色
14
I0.5
略
0.3mm2蓝色
38
Q0.5
略
0.3mm2蓝色
15
I0.6
略
0.3mm2蓝色
39
Q0.6
略
0.3mm2蓝色
16
I0.7
略
0.3mm2蓝色
40
Q0.7
略
0.3mm2蓝色
17
I1.0
略
0.3mm2蓝色
41
Q1.0
略
0.3mm2蓝色
18
I1.1
略
0.3mm2蓝色
42
Q1.1
略
0.3mm2蓝色
19
I1.2
略
0.3mm2蓝色
43
Q1.2
略
0.3mm2蓝色
20
I1.3
略
0.3mm2蓝色
44
Q1.3
略
0.3mm2蓝色
21
I1.4
略
0.3mm2蓝色
45
Q1.4
略
0.3mm2蓝色
22
I1.5
略
0.3mm2蓝色
46
Q1.5
略
0.3mm2蓝色
23
I1.6
略
0.3mm2蓝色
47
Q1.6
略
0.3mm2蓝色
24
I1.7
略
0.3mm2蓝色
48
Q1.7
略
0.3mm2蓝色
4．光伏供电控制单元的安装、布线与接线
要求：
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