ZZ026 通信与控制系统高铁集成与维护赛项题库 E卷.docx
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ZZ026通信与控制系统高铁集成与维护赛项题库E卷
2017年
“通信与控制系统（高铁）集成与维护”
赛项竞赛任务书
工位_______________
选手须知：
（1）任务书共27页，如出现任务书缺页、字迹不清等问题，请及时向裁判示意，更换任务书。
（2）竞赛现场提供通信与控制系统（高铁）集成与维护实训平台。
（3）竞赛时间共3.5小时，包括系统安装时间、接线时间、程序设计时间、测试时间、调试时间、分析时间、答题时间和提交成果时间等，参赛团队应在3.5个小时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目录下，未存储到指定位置的运行记录或程序文件不得分。
（4）参赛选手提交的答题卡与任务书上只能按要求填写工位号等进行识别，不得填写指定内容之外的任何识别性标记。
如果出现地区、校名、人名等其他任何与竞赛队有关的识别信息，一经发现，竞赛试卷和作品作废，比赛按零分处理，并且提请大赛组委会进行处罚。
（5）竞赛试卷、竞赛作品、竞赛工具、竞赛器材及竞赛材料等不得带出竞赛场地，一经发现，竞赛作品作废，比赛按零分处理，并且提请大赛组委会进行处罚。
（6）参赛选手认定竞赛设备的器件有故障可提出更换，器件经现场裁判与技术支持测定完好属参赛选手误判时，每次扣该参赛队5分。
（7）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。
（8）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，裁判长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。
注意：
●所有上交资料都必须存放到“D：
\提交资料”文件夹中，同时备份到考试提供的U盘内，在交卷时一并提交。
●各任务截图必须按照要求命名。
●截图使用windows自带“截图工具”进行，保存为JPEG格式。
●拍照使用考试配置的摄像头进行拍照，保存为JPEG格式。
●测试结果部分以答题卡结论为准，写在任务书上无效。
任务一系统安装部署（20分）
（一）系统设备安装、内部配线（14分）
根据提供的“技术平台接线图一”，完成PLC（可编程逻辑控制器）、EM231模拟量输入模块、直流24V正极电源接线端子和直流24V负极电源接线端子、人机交互界面、速度表、风机、报警灯、照明灯、温湿度模块、光照模块、烟雾模块、直流电压表、开右侧门按钮、关右侧门按钮、右侧门开启指示灯、右侧门关闭指示灯、紧急制动等模块的安装与接线（线槽需要自行安装）。
要求如下：
1.模块的安装位置正确牢固，螺丝、螺母、垫片选型正确。
2.线号管与线对应正确，且字体方向一致。
3.冷压端子选型合理，压制牢固。
4.按照“技术平台接线图二”中的接线要求，正确选择接线端子，且线序正确，布局合理。
5.在整体上，线束布局合理牢固、长短适宜、美观大方。
6.提交试卷前，确保线槽盖好及机柜盖扣压完成。
（二）程序下载，调试（6分）
1．利用提供的USB-PPI电缆连接电脑与PLC，使用“STEP7MicroWIN”编程软件把“D:
\YooDao\PLC”目录中的“测试程序.mwp”下载到PLC中，并运行PLC。
2．利用提供的miniUSB线连接电脑与人机交互界面使用“EB8000”编程软件把“D:
\YooDao\人机交互界面”目录中的“HMI测试程序.mtp”下载到人机交互界面设备中，并运行。
3．功能测试与记录
按照表1.1动作顺序，测试开关门按钮与指示灯功能，并记录。
指示灯点亮用“1”表示，指示灯熄灭用“0”表示。
表1.1功能测试记录
动作顺序
动作名称
右侧门开启指示灯
右侧门关闭指示灯
左侧门开启指示灯
左侧门关闭指示灯
1
启动PLC
2
按下开左侧门按钮
3
按下关左侧门按钮
4
按下开右侧门按钮
5
按下关右侧门按钮
按照表1.2所示动作顺序，在人机界面中查看传感器测量数据、
控制执行器动作，并记录。
风机转动/指示灯点亮/有烟雾用“1”表示，风机停转/指示灯熄灭/无烟雾用“0”表示。
表1.2传感器数据测量与控制器功能记录
动作顺序
动作名称
温度
（oC）
湿度
（%rh）
光照
（Lux）
照明灯
报警灯
风机
烟雾
1
启动PLC
2
常按烟雾模块上黑色按钮
/
/
/
/
/
/
3
进入第二界面
/
/
/
/
/
/
/
4
点击X1
/
/
/
5
点击X2
/
/
/
6
点击X3
/
/
/
任务二通信配置及调试（20分）
（一）平台网络配置（8分）
1．无线路由器的配置（4分）
★路由器配置连接网址：
http:
//192.168.3.1/。
★默认用户名为“admin”，默认管理员密码为“admin”。
本地局域网络（LAN口）的搭建和配置：
按照表2.1要求，对无线路由器进行本地局域网络的搭建和配置，设置完毕后将带有网络名、IP地址、无线加密方式的配置界面分别进行截图或拍照，以“图2-X”的形式命名，存放到“D:
\提交资料\任务二”中，并在答题卡相应表格中标明其对应关系。
表2.1本地局域网配置要求
序号
设备
参数值
1
无线网络名SSID
guosaiS【工位号】
2
无线网络密钥
各组可自行设置（长度在10位）
3
无线加密模式
WPA2PSK模式、密码类型AES
4
路由器IP地址
176.128.【工位号】.99
2．平台局域网搭建（3分）
在通信与控制系统（高铁）集成与维护平台中，搭建局域网，并对各终端设备的有线网络、无线网络进行连接和配置。
按照表2.2所示IP地址规划表，组建局域网络。
分别进行截图，以“图2-X”的形式命名，存放到“D:
\提交资料\任务二”中，并在答题卡相应表格中标明其对应关系。
表2.2按照IP地址规划组建局域网
设备
设备接口
IP地址
备注
无线路由器
WIFI
176.128.【工位号】.99
控制中心
WIFI
176.128.【工位号】.3
列控中心
WIFI
可通过DHCP自动获取
3．网络通信测试（1分）
在计算机“命令提示符”界面下使用“ping”命令检测控制中心与无线路由器、列控中心之间网络通信是否正常，将正常通信测试结果分别进行截图，以“图2-X”的形式命名，存放到“D:
\提交资料\任务二”中，并在答题卡相应表格中标明其对应关系。
（二）列控中心配置（2分）
对列控中心进行配置（详见表2.3），并成功连接控制中心,保证列控中心各项功能正常运行。
在控制中心计算机上对连接成功界面截图，以“图2-x”的形式命名，存放到“D:
\提交资料\任务二”中，并在答题卡相应表格中标明其对应关系。
表2.3通信配置参数
串口号
波特率
IP地址
端口号
轨道电路通信
ttyAMA4
57600
/
/
列车通信
ttyAMA5
115200
/
/
服务器通信
/
/
自行设置
8080
（三）典型通信系统调试（6分）
背景：
高铁运行线路中，分布一些信息采集点，信息采集点采集到各个传感器数据，将数据发送至控制中心，实现各点的数据采集与监控。
已知备用电脑模拟信息采集点，信息采集点通过WIFI，将数据传送给控制中心。
信息采集点配备一个485通信模块，用于采集当前温湿度和光照数据，如下图2.1所示。
图2.1
任务：
典型通信系统调试，实现信息采集点数据的采集与发送。
通信协议详见“D:
\YooDao\通信配置及调试\485通信.pdf”文件。
1.正确配置与连接485通信模块。
配置串口号、波特率，利用相关指令，建立485通信模块与信息采集点之间通信。
将显示“485通信成功”字样界面截图。
配置服务器IP地址及端口号，连接控制中心服务器，将显示“服务器连接成功”字样界面截图。
所有截图以“图2-X”的形式命名，存放到“D:
\提交资料\任务二”中。
2.利用信息采集点上位机软件，根据自定义协议进行温湿度、光照数据采集及执行命令的调试，并将采集结果发送至控制中心。
将控制中心采集到数据的界面截图，以“图2-X”的形式命名，存放到“D:
\提交资料\任务二”中。
（四）通信拓扑图绘制（4分）
根据通信与控制系统（高铁）集成与维护实训平台功能，利用visio绘制通信网络拓扑图。
任务三故障检测及维修（25分）
站点副控制台中有8路轨道继电器，每一路轨道继电器对应轨道的一个区段。
当列车运行到某一区段时，对应轨道继电器触点吸合，并且对应轨道继电器指示灯点亮，代表列车在此区段。
没有列车的区段，对应的轨道继电器触点断开，轨道继电器指示灯是熄灭状态。
轨道继电器电路原理图、装配图及元器件清单在“D:
\YooDao\故障检测及维修”文件夹中。
（一）硬件故障检测与处理（15分）
1．电路板焊接（7分）
根据提供的电路原理图（D:
\YooDao\故障检测及维修\轨道继电器原理图.pdf）、轨道继电器装配图和轨道继电器元器件清单把轨道继电器电路焊接完成。
2．电路板排故（8分）
根据题干给出的逻辑关系，通过运行轨道电路上的列车找出轨道继电器板的故障并完成维修，填写表3.2。
表3.2轨道继电器电路故障排查记录表
故障现象描述
故障点
排除后结果
（提示：
有4处故障需要维修，仔细检测出现的问题，再根据原理图进行维修。
）
（二）应答器检测与处理（10分）
轨道电路分为八个区段，每个区段配备一个应答器，用于存储当前区段相关信息，如下图3.1所示。
运行列车从左至右进行区间行驶，当列车行驶至对应区段时，列车下方的读写器会读取区段应答器信息，并伴有“滴”的提示声，表示读卡成功。
同时列车LCD屏幕中左侧表盘会指向相应的区段号，如下图3.2所示，本图片显示的信息为列车位于区段1位置。
图3.1轨道电路区段及应答器
图3.2列车区间行驶模式下LCD界面
应答器配置模块如图3.3所示，可用于检测、修改应答器中相关信息。
图3.3应答器配置模块
站点副控制台轨道电路区段应答器存储的状态信息设计参数如表3.3所示。
表3.3轨道区段应答器存储信息
第一区段
第二区段
第三区段
第四区段
第五区段
第六区段
第七区段
第八区段
坡路
隧道
转弯
隧道
坡路
隧道
坡路
转弯
应答器配置模块与上位机通信遵循一定的数据协议，用于建立通信和应答器数据的写入，详见“D:
\YooDao\故障检测及维修”目录中“应答器配置通信协议.xlsx”。
1）建立通信
将应答器配置模块与上位机连接，已知应答器配置模块与上位机通信的数据位为8，停止位为1，波特率和校验位未知，借助桌面上“串口调试工具”软件，测试出应答器配置模块与上位机通信的波特率及校验位，并将测试结果填写至答题卡中。
（注：
当上位机向应答器配置模块发送请求数据，得到回复数据表明通信正常，若无回复数据，表明通信失败。
请求数据和回复数据详见“D:
\YooDao\故障检测及维修\应答器配置通信协议.xlsx”）
2）数据写入
借助“串口调试工具”软件及“应答器配置通信协议.xlsx”文件，参看表3.3中各区段状态信息，完成对区段1-8应答器状态信息的写入。
3）信息验证
利用桌面“应答器查询软件”，配置正确的串口号，利用“1）建立通信”中测试的波特率和校验位，完成对区段1-8应答器状态信息的读取，并将区段1-8读取到的状态信息软件界面截图，将8张截图以“图3-x”的形式命名，存放到“D:
\提交资料\任务三”中，并在答题卡相应表格中填写对应图片名称。
任务四应用设计（25分）
（一）PLC程序设计（6分）
1.打开“STEP7MicroWIN”编程软件，新建一个工程，命名为“人机交互通讯.mwp”，在工程中完成要求描述的程序设计，保存到“D:
\YooDao\任务四\PLC程序设计”文件夹中并下载到PLC中运行。
（1分）
要求：
完成温湿度程序设计，把采集到的温湿度数值上传到人机交互界面进行显示。
详细说明请参看“
（二）人机交互界面设计”。
注意：
温度换算公式：
温度=读取值/260.0-40.0单位：
℃
湿度换算公式：
温度=读取值/310.0单位：
%rh
2．打开“STEP7MicroWIN”编程软件，新建一个工程命名为“自由口控制.mwp”,在工程中完成任务要求的程序设计，保存到“D:
\YooDao\任务四\PLC程序设计”文件夹中并下载到PLC中运行。
用USB转485模块连接好电脑与PLC。
（4分）
任务要求如下：
（1）定义PLC的PORT0口为485通讯；
（2）波特率：
9600，校验位：
NONE，数据位：
8，停止位：
1；
（3）利用PLC串口调试小助手访问PLC；当PLC串口调试小助手向PLC发送D:
\YooDao\PLC\通讯协议.pdf中发送协议时，PLC收到数据后对应的执行设备会做相应的状态变化。
3.在答题卡任务四空白处编写一个检测上升沿变化的程序。
（1分）
每当I1.3接通一次，VB50的数值增加1，如果计数达到5时，Q1.2接通，用I1.2使Q1.2复位。
要求只使用：
常开、上升沿检测、增计数。
（二）人机交互界面设计（10分）
打开电脑桌面EB8000软件
，机型选择MT（TK）6000/8000iP/iQ/iH5Series；连接方式为USB线，点击编辑工具中EasyBuilder8000进入编辑界面。
实现下述功能。
（注：
触摸屏型号：
TK6070IP）
1.窗体界面背景设置，窗体界面背景颜色设置为Lavender
。
2.设计界面，在一个窗口界面上，进行温湿度数据实时显示界面设计，实现实时显示获取到的温湿度数据，点击情景智能按钮，弹出情景智能界面。
情景智能界面，显示当前时间以及温湿度数据，随着温湿度数据的变化，右侧显示相应提示。
在另一个窗口界面上，进行温度控制界面的设计及功能实现，实现温度过高，报警灯闪烁及风机转动的控制，实现按钮控制界面切换的效果。
所需图片资源在D:
\YooDao\辅助资料文件夹中。
注意：
通过4.1PLC程序设计第1）小题获取温湿度，PLC中V区存储器取址从VB20开始。
（1）温湿度数据实时显示界面设计及功能实现，温湿度数据实时显示界面如图4.1所示。
图4.1
点击情景智能按钮，出现情景智能界面，显示当前时间以及温湿度数据，随着温湿度数据的变化，右侧实时显示不同的提示和指示。
当前温度值大于30度时，显示“温度高记得防暑降温”，当前温度值位于20度到28度之间时，显示“温度适中，出去运动吧”，当前温度值小于18度时，显示“温度低，记得添加衣物”；随着湿度变化，指示当前的天气的干燥程度。
如图4.2所示。
图4.2
点击情景智能界面任意位置，关闭情景智能界面。
如图4.3所示。
图4.3
（2）温度控制界面的设计及功能实现，实现温度过高，报警灯闪烁及风机转动的控制，实现当触发控制元件为OFF状态时，触控该界面上的任意位置，界面不发生切换，当触发控制元件为ON状态时，触控该界面上的任意位置，界面发生切换到温湿度数据实时显示界面。
温度控制界面，显示当前的温度值，点击触发控制元件。
当前温度值大于10度，控制人机交互界面上报警灯闪烁及风机的转动，控制通信与控制系统（高铁）集成与维护实训平台上风机转动。
点击《温湿度数据实时显示界面》界面“下一页”，切换到《温度控制》界面。
如图4.4所示。
图4.4
点触发控制按钮，当前温度值大于10度，人机交互界面上报警灯闪烁及风机的转动。
通信与控制系统（高铁）集成与维护实训平台上风机转动。
如图4.5所示。
图4.5
此时触摸温度控制界面的任意位置切换到温湿度数据实时显示界面。
如图4.6所示。
图4.6
3.界面完成设计后，保存文件位于D:
\提交资料\任务四\人机交互界面文件夹中，文件名称为“工位号”，通过miniUSB线将程序下载到人机交互界面上。
使用人机交互界面进行演示。
（三）移动客户端应用设计（9分）
选手需完善”控制中心上速度新效果展示APP”项目的功能代码，根据具体要求，完善展示各界面的效果。
具体的要求：
（1）将”控制中心上速度新效果展示APP”项目导入eclipse中，拍照并且保存（0.5分）。
（2）在packagecom.yoodao.train包中找到WelcomeActivity类，在layout文件夹里找到WelcomeActivity对应的布局文件welcome.xml，并在布局里完善代码实现如图4.6的效果（左上角的Logo图的名称为logo2.png）：
图4.6
并且在WelcomeActivity类里实现5秒倒计时跳转到ChuanKouActivity的界面效果的代码,倒计时用Handler与Runnable完成。
拍照列空中心上的效果图并保存（0.5分）。
（3）在packagecom.yoodao.train包中找到ChuanKouActivity类，ChuanKouActivity的界面，效果图如下：
图4.7
分别对轨道电路通信，列车通信，服务器通信进行配置，正确配置以后，在列空中心拍照保存效果图（1分）。
（4）点击链接，跳转到GuangZhaoQiangDUActivity界面，在packagecom.yoodao.train包中找GuangZhaoQiangDUActivity.java类，它对应的布局文件是activity_guang_zhao_qiang_du.xml。
对布局文件activity_guang_zhao_qiang_du.xml根据图4.8所示进行布局文件代码编写：
图4.8
其中整体背景的颜色是#99CCFF，有一个有棱角的白色背景，背景的文件名是biankuang.xml，光照度单位的颜色为#ff0000，光照度的图片名是guangzhao.png，关闭图片的文件名pic_window_close.png，打开图片的文件名pic_window_open.png。
在列空中心上拍照没有点击“打开窗户”按钮之前的效果图并保存（2分）。
（5）根据完成的activity_guang_zhao_qiang_du.xml布局，在GuangZhaoQiangDUActivity完成代码实现以下效果（1.5分）：
1.显示光照传感器的光照度
2.点击“打开窗户”按钮，图片发生变化，“关闭窗户”图片发生变化，点击按钮时打开通知，“打开窗户”时通知内容为“打开窗户”，“关闭窗户”时通知内容为“关闭窗户”，如图4.9所示：
图4.9
图片的名称logo.png，通知代码用NotificationCompat来写。
拍照保存。
3.点击按钮“页面跳转”实现跳转，在列空中心拍照点击“打开窗户”按钮以后的效果图并保存。
（6）跳转到TestLieKongActivity的界面，在packagecom.yoodao.train包中找到TestLieKongActivity类，它对应的布局文件是light.xml。
在布局文件中实现如图4.10的效果：
图4.10
图片的相关文件名是car1.png，car2.png，car3.png，car4.png，car5.png，并且拍照保存没有点击按钮时的效果图（1分）。
（7）根据完成的light.xml布局，在TestLieKongActivity完成代码实现以下效果：
1.点击按钮能够在控制中心上显示速度，拍照保存效果图（1分）。
2.点击按钮车速相应变化显示。
3.点击按钮当车速达到200km/h图片发生动画效果，给人移动的动画效果,动画效果用安卓的帧动画实现。
拍照保存效果图（1.5分）。
●相关通讯协议和图片见内容提供包
任务五职业素养（10分）
（一）工作报告
任务一系统安装部署
任务要求简单描述
操作设置记录
实施结果（填写“任务完成”或“任务未完成”，注：
任务未完成需描述原因）
二、通信配置及检测
任务要求简单描述
操作设置记录
实施结果（填写“任务完成”或“任务未完成”，注：
任务未完成需描述原因）
三、故障检测及维修
任务要求简单描述
操作设置记录
实施结果（填写“任务完成”或“任务未完成”，注：
任务未完成需描述原因）
四、应用设计
任务要求简单描述
操作设置记录
实施结果（填写“任务完成”或“任务未完成”，注：
任务未完成需描述原因）
（二）现场管理及安全
1.操作安全规范
2. 文明竞赛，服从管理
3.工位环境整洁、卫生
4.拧螺丝时要求绝缘手套。
5.参赛队要做到工作井然有序、不跨区操作。
6.使用电烙铁进行电路板焊接或者维修时，需要配带防静电手环。
附录一摄像头使用方法步骤
使用方法：
插上USB摄像头→双击打开桌面AMCap汉化版程序→摄像头对准需要拍照的地方，旋转摄像头前面的金属圆框调整焦距→固定摄像头并按下键盘Ctrl+L（或者直接按下摄像头上方的黑色按钮进行拍照）→拍照保存的图片默认是桌面，再根据题目要求把照片放到相应的位置即可
注意：
为了防止拍照时候手的抖动造成图片模糊，建议先固定摄像头再按下键盘Ctrl+L快捷键完成拍照
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