中国技能大赛山东省选拔赛机电一体化项目技术文件模板.docx
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中国技能大赛山东省选拔赛机电一体化项目技术文件模板
2014年中国技能大赛山东省选拔赛
机电一体化项目技术文件
2014年中国技能大赛山东省选拔赛组委会
2014年5月
2014年中国技能大赛山东省选拔赛
机电一体化项目技术指导方案（草案）
1.本项目的技术描述
1.1本项目的技术描述
机电一体化技术涉及机械、电子、气动和计算机技术。
集机械、气压工程、数控系统、编程、机器人技术及系统开发等技能于一体。
机电一体化技术人员能满足自动化行业的各种需求，能搭建工业自动化系统，能够设计、制造、维护和修理自动化设备及对设备控制系统编程。
1.2选手的能力要求
本竞赛是对专业知识、技能的展示与评估，包括理论知识和实际操作两部分。
包含：
1.2.1理论知识竞赛
1、理论知识范围
（1）基础知识
①电路和磁路知识
复杂直流电路的分析和计算；
交流电路的分析和计算；
电子电路的简单分析和计算；
磁场的基本性质及磁路与磁路定律的内容，电磁感应、自感系数的概念。
②仪器仪表知识
普通信号发生器和通用示波器的原理、使用及保养知识；
万用表、电压表、电流表、钳形表及互感器等的使用及保养知识。
③机械基础知识
常用机械性能的含义、指标及实验方法；
碳素钢、合金钢、铸铁、有色金属及其合金的分类、性能及用途；
机械图纸识读知识；
公差与配合的基本术语和定义，公差与配合的选用原则与方法；
表面粗糙度的概念、术语、标注、选用原则与方法；
常用机械加工方法及特点；
常用螺纹联接、键联接、销联接及其它联接的类型、特点与应用；
带传动的类型、原理、特点及应用；
齿轮的基本类型与特点，齿轮传动的基本结构、传动类型及其应用；
蜗杆传动的组成、特点及应用；
滚珠丝杠副的构造、分类及特点；
轮系类型、组成和应用，传动比计算方法；
轴承的类型、特点及应用；
联轴器和离合器的类型、特点及应用；
常用机械设备拆装、检测、调试的方法；
零部件装配工艺知识；
常用工、量具的使用基本知识。
（2）专业知识
①电子电路知识
模拟电路（晶体管放大、正弦波振荡、集成运算放大、直流稳压电源电路）基础及应用知识；
数字电路（集成门电路、触发器、多谐振荡器、计数器、寄存器及数字显示电路）基础及应用知识；
晶闸管电路（单相、三相各种形式可控整流电路及逆变器电路）基础及应用知识；
电力半导体器件，如GTO（门极可关断晶闸管）、MOSFET（电力场效应管）、GTR（电力晶体管）、IGBT（绝缘栅双极晶体管）、MCT（MOS控制晶闸管）、IGCT（集成门极换流晶闸管）的特点及在逆变器、斩波器中应用的基本知识；
电子设备防干扰的基本知识。
②电机及拖动知识
变压器、交流电机、直流电机相关知识；
控制类电机（测速发电机、伺服电动机、步进电动机、力矩电机）的原理构造、特性和接线方法；
串级调速、变频调速、斩波器－直流电动机调速的原理、特点及应用的基本知识。
③自动控制知识
自动控制系统的基本概念；
常用调速系统（直流调速系统、交流变频调速系统、无级调速）的结构组成及控制原理知识；
常用传感器（电感式传感器、电容式传感器、光电传感器、旋转编码器、温度传感器、压力传感器、霍尔传感器等）的原理及应用知识；
通用变频器、步进驱动器、伺服驱动器的原理及应用基本知识；
触摸屏的原理及应用基本知识；
自动生产线的基本知识。
④液压气动知识
气动、液压系统中泵、缸、阀的作用；
液压源、气源装置的组成环节、符号和作用；
液压泵符号、种类与适用场合，液压泵压力、排量、流量的定义及单位；
直线位移类和角位移类气缸、油缸的符号、选用原则及使用方法；
控制阀（换向阀、调压阀、溢流阀、节流阀等）的符号、工作原理和使用方法；
典型气动、液压控制回路的组成及工作原理；
气动、液压系统维护保养知识。
⑤现代控制技术知识
可编程序控制器的基本控制原理及在机电一体化设备控制系统中应用的基本知识；工业控制网络基本知识。
2、试题比重
基础知识约占试卷总分的30%；专业知识约占试卷总分的70%。
3、试题类型
采用客观试题的形式，分单项选择题、多项选择题、判断题，理论考试采用智能化网上机考方式。
4、竞赛时间
竞赛时间为90分钟。
5、命题方式
国家题库抽取与专家命题相结合。
6、主要参考资料
（1）《维修电工》（高级）庄建源、张志林主编，2003年第一版，石油大学出版社；
（2）《维修电工（上、下册）》（高级工）柴进镛、王照清主编，2003年第一版，中国劳动社会保障出版社；
（3）《钳工》（中级）黄涛勋主编，2009年第一版，机械工业出版社；
（4）《液气压传动》黄涛勋主编，2007年第一版，机械工业出版社；
（5）《变频器、可编程控制器及触摸屏综合应用技术》岳庆来主编，2006年第1版，机械工业出版社。
1.2.2实际操作竞赛
实际操作竞赛以操作技能为主，仪器仪表使用及安全文明生产在实际操作竞赛过程中进行考查，不再单独命题。
1、竞赛范围与内容
为全面考查参赛选手的职业综合素质和技术技能水平，实际技能操作竞赛包括机电一体化技术综合应用、仪器仪表使用、安全文明生产三大部分，具体内容见表1。
表1竞赛范围与内容
序号
内容
说明
1
机电一体化技术综合应用
（1）电气控制原理图的设计与绘制。
（2）机械装配、气动回路连接、电气接线。
（3）程序设计与联机调试。
（4）参数设定与调整。
（5）电气安装工艺与标准。
2
仪器仪表使用
万用表、钳形电流表、摇表、双踪示波器等
3
安全文明生产
维修电工及装配钳工安全操作规程
2、竞赛时间
实际操作竞赛总时间360分钟。
3、命题方式
专家命题。
4、主要参考资料
（1）《PLC分析与设计应用》，电子工业出版社，2004年；
（2）《可编程序控制器选择、设计与维护》，机械工业出版社，2002年；
（3）《传感器及应用（电类）》，中国劳动设备保障出版社，2007年；
（4）《现代低压电器及其控制技术》，重庆大学出版社，2003年；
（5）《维修电工技能训练》，1993年第1版，中国劳动社会保障出版社；
（6）《变频器、可编程控制器及触摸屏综合应用技术实操指导书》，2007年第1版，机械工业出版社。
2．选拔赛操作比赛内容及样题
2.1操作比赛内容
本项目操作比赛包含以下内容：
模块一、完成机械部分组件的安装与调整（不包括四工位转盘）；
模块二、根据要求进行气路连接与调整；
模块三、按要求设计并用AutoCAD（2006、2008版）绘制部分电气控制原理图（含PLC的I/O连接图、PLC外围电气图等）及整机电气线路的连接（要求符合国家电气技术设计标准）；
模块四、根据控制要求进行PLC通讯、传感器调整及各驱动器的参数整定；
模块五、根据控制要求设计编写PLC、触摸屏程序；
模块六、系统调试与优化，完成规定的工作任务和技术指标。
2.2比赛内容说明
模块一、根据自动生产线总体布置图，在铝合金工作台上完成试题指定单元的组装与调试。
具体考核要求：
①能按正确的操作规程完成搬运站和装配站组装；
②能正确使用工、量具组装、测量与调试；
③安装正确、牢固、到位。
模块二、根据自动生产线气动原理图，连接并调整气路。
具体考核要求：
①进气管与回气管分别用不同颜色的气管分开，气路布局合理，整齐、美观；
②各气缸必须按气动原理图选择控制元件，使用电磁阀组中某个元件与电气原理图相配匹；
③连接系统的气路时，气管与接头的连接必须可靠，不漏气；
④上料检测站的推料气缸1和推料气缸2均处于缩回状态；
⑤加工检测站的升降气缸和检测气缸处于缩回状态，钳位气缸处于伸出位置。
减压阀用于降低加工；
深度检测时对四工位转盘的压力，即减压阀接在深度检测气缸的伸出时的进气口上；
⑥装配站的挡料气缸处于伸出状态，托盘进退气缸顶料气缸处于伸出状态；
⑦分类存储站的Z轴伸缩气缸处于缩回位置，手指气缸处于手指张开位置；
⑧搬运站Y轴升降气缸处于下降位置，Z轴伸缩气缸处于缩回位置，手指气缸处于手指张开位置，摆动气缸处于Z轴垂直于X轴位置；
⑨调整各气缸的调速接头，使各气缸能顺利流畅的完成要求的动作，调整二联体的减压阀，把压力调整到0.6Mpa；
⑩系统上电后调整各气缸磁性开关的位置，使气缸运动到位时磁性开关能正确发出信号。
模块三、根据你对设备及其工作过程的理解，设计并用AutoCAD绘制存储站和装配站电气原理图,满足设备动作的需要。
（文件以“绘图”命名，保存在E盘根目录下文件夹，文件夹命名为“卷别+考号”，例如：
A卷001号）
具体考核要求：
①原理图设计正确，电路保护措施齐全；
②元件图形文字符号标示正确规范；
③布局合理，内容齐全。
模块四、根据你对设备及其工作过程的理解完成整机电气线路连接并将I/O分配填表。
具体考核要求：
①元件选用正确；
②电路连接正确；
③接线工艺规范、美观，符合国家电气技术设计标准。
模块五、根据控制要求及电动机数据设定变频器、伺服驱动器参数，步进驱动器拨码开关；并将参数分别填写至表格。
具体考核要求：
①能正确设置变频器、伺服驱动器参数；
②会根据步进电机参数，设置步进驱动器拨码开关。
模块六、根据你对设备及其工作过程的理解，设计PLC程序和触摸屏画面，并调试实现各控制功能。
（PLC程序以“程序”命名，保存在E盘根目录下文件夹，文件夹命名为“卷别+考号”，例如：
A卷001号）
具体考核要求：
①完成程序设计，实现控制功能。
②完成现场调试。
模块七、编写通迅控制程序
具体考核要求：
①上料站、加工站、装配站用一个PLC控制，搬运站用一个PLC控制，仓储站用一个PLC控制,这三个PLC谁做主站不作要求，考生自定义。
②完成三站PLC通讯控制程序与调试。
安全文明生产职业安全意识及素质。
具体考核要求：
符合安全规范及文明生产要求。
2.3评分
2.3.1评分办法
依据过程评价与结果评价相结合，工艺评价与功能评价相结合，能力评价与职业素养评价相结合的评价原则，按照评分标准，对选手完成工作任务的情况进行评分。
满分为100分，各配分大项如表2：
表2配分表
序号
项目
配分
1
设备组装与调试
20
2
气路组装
8
3
电气原理图绘制
10
4
电气线路连接
20
5
参数及拨码开关设定
5
6
PLC、触摸屏编程及调试
32
7
安全文明生产
5
2.3.2评分表细则
评分表细则包含在比赛试题中，由省技术专家组组织制定.最终的评分细则由全体参评专家确定。
机电一体化项目为客观评分，不采用主观评分。
2.3.3违规扣分
选手有下列情形须从参赛成绩中扣分：
①在完成工作任务的过程中，因操作不当导致事故，扣1～10分，情况严重者取消竞赛资格。
②因违规操作损坏赛场提供的设备，污染赛场环境等不符合职业规范的行为，视情节扣1～5分。
③扰乱赛场秩序，干扰裁判员工作，视情节扣2～5分，情况严重者取消竞赛资格。
④违反操作规程，未造成设备损坏和影响其他选手竞赛的,由现场评委负责记录,扣10分；造成严重后果的，报竞赛组委会批准，由裁判长宣布终止该选手竞赛，成绩以0分计算。
⑤比赛过程中，不允许放弃任意一项考核内容，否则在考核内容原分值的基础上倒扣50%。
3．选拔赛的基础设施
3.1竞赛场地
①竞赛工位：
每个工位占地15～20m2，标明工位号，并配备竞赛平台、工作准备台1张、电脑2台（并安装PLC编程软件、触摸屏软件、AutoCAD绘图软件及PDF格式的设备说明书）、电脑桌2张、座椅2把、绝缘橡胶垫2张。
②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、单项电源分别控制）和压力为0.6～1.0Mpa的气源，供电和供气系统有必要的安全保护措施。
③赛场提供9套光机电一体化实训考核鉴定装置。
④为保证大赛顺利进行，赛场须具有双电源保障。
3.2赛场设施
竞赛设备采用栋梁DLMCS-585系列光机电一体化实训考核鉴定装置，该设备包含的主要电气单元和被控对象单元如表3、表4所示。
表3主要电气单元
序号
名称
主要电器元件及规格
数量
备注
1
触摸屏模块
TPC7062KS
1
2
直流电源模块
DL-DY2402
1
3
双闭环调速
DL-ZLTS01
1
4
三菱
系统
变频器
DL-BPQ001M（FR-D720S）
1
二选一
6
PLC模块
DL-FX2N01（FX2N-48MR+485BD）
1
7
DL-FX2N32T01（FX2N-32MT+485BD）
1
8
DL-FX2N32R（FX2N-32MR+485BD）
1
5
西门
子系
统
变频器
DL-BPQ001S（G110+BOP面板）
1
9
PLC模块
DL-SIM224XPT01（CPU224XP）
1
10
DL-SIM224R01（CPU224+EM223）
2
11
伺服驱动模块
DL-TST15C01
1
12
伺服电机
SC06401功率400W，转速3000RPM，编码器规格2500
1
13
步进驱动模块
DL-SMDS01（CW230）
1
14
步进电机
57BYG079步距角1.8度,电流2.4A
2
15
变频器操作手册
1
电子版
16
伺服操作手册
1
17
PLC手册
1
18
CW230使用说明
1
19
使用说明书
1
表4被控对象单元
序号
名称
说明
数量
单位
1
送料检测单元
料仓装置、送料推出气缸、推料气缸、电磁阀及气动元件、光电传感器、光纤传感器、电感传感器。
1
套
2
加工检测单元
四工位转盘、模拟钻头装置、深度检测装置、传感器、电磁阀及气动元件、三相380V交流电机、并励直流电机、蜗轮蜗杆减速机、电磁离合器。
1
套
3
搬运单元
气动手指、伸缩气缸、提升气缸、旋转气缸、伺服电机、同步带传动机构、限位保护开关、原点传感器、电磁阀及气动元件
1
套
4
装配单元
配件料筒、装配台、顶料气缸、推料气缸、光电传感器、电磁阀及气动元件。
1
套
5
分类存储单元
X向滚珠丝杆、Y向滚珠丝杠、联轴器、3×4仓库架、气动手指、X向步进电机、Y向步进电机、限位保护开关、原点传感器、电磁阀及气动元件。
1
套
3.3赛场提供以下器材
序号
名称
说明
数量
单位
1
导线
单根多股/铜芯/塑料绝缘/0.5mm2
若干
米
2
异型管
用于导线连接端子编号/1.0mm2
若干
米
3
气管
Φ4、Φ6
若干
米
4
扎带
若干
根
5
线针
若干
个
6
线槽
若干
米
3.4赛场提供以下仪器及量具
序号
名称
型号及规格
数量
备注
1
示波器
双踪数字
1台/组
2
游标卡尺
0-150mm（数显）
1把
3.5选手自带工具（建议，但不限于）
序号
名称
型号/规格
单位
数量
备注
1
工具箱
1
个
2
内六角扳手
9件套
1
套
3
活口扳手
小号
1
把
4
尖嘴钳
160mm
1
把
5
斜口钳
160mm
1
把
6
剥线钳
常规
1
把
7
十字螺丝刀
3寸
1
把
8
一字螺丝刀
3寸
1
把
9
十字螺丝刀
3×75mm
1
把
10
一字螺丝刀
3×75mm
1
把
11
钟表螺丝刀套件
1
套
12
电烙铁
35W
1
把
13
焊锡
2
米
14
卷尺
3米
1
把
15
橡胶榔头
小号
1
个
16
电工胶布
1
卷
17
记号笔
1
只
18
剪刀
中号
1
把
19
万用表
数字
1
个
20
钳形电流表
15A
1
个
21
摇表
1
个
22
书写、绘图工具
圆珠笔或签字笔（禁止使用红色圆珠笔和签字笔）、HB和B型铅笔、三角尺（禁止带丁字尺）等。
1
套
23
劳保用品
绝缘鞋等
1
套
4．选拔赛安全
竞赛的安全目标——事故为零
4.1选手防护装备
参赛选手必须按照规定穿戴防护装备，参见表5。
防护项目
图示
说明
足部的防护
绝缘、防滑。
工作服
1、必须是长裤。
2、防护服必须紧身不松垮，达到三紧要求。
表5主要防护装备
4.2选手禁止携带易燃易爆物品
限制携带的易燃易爆物品见表6。
有害物品
图示
说明
清洁剂、防锈剂
选手根据要求自带
酒精
禁止携带
汽油
禁止携带
有毒有害物
禁止携带
表6限制物品
4.3赛场必须留有安全通道。
必须配备灭火设备。
赛场应具备良好的通风、照明和操作空间的条件。
做好竞赛安全、健康和公共卫生及突发事件预防与应急处理等工作。
4.4赛场必须配备医护人员和必须的药品。
4.5详细安全条例请参考2013年第42届世界技能大赛（德国莱比锡）健康与安全条例的相关内容。
5．选拔赛竞赛流程
5.1裁判员工作内容
（1）裁判员应服从裁判长的管理，裁判员的工作由裁判长指派决定。
（2）裁判员的工作分为现场执裁、检测监督、安全管理、评判等。
工作分小组开展。
（3）裁判员在工作期间不得使用手机、照相机、录像机等设备。
（4）安全和规范操作评判应由3～5名裁判在竞赛现场打分。
5.2选手的工作内容
（1）选手在熟悉设备前通过抽签决定竞赛顺序和比赛用设备。
（2）比赛前需保证每名选手有不少于1小时在各自工位上进行熟悉设备和器材的时间；
（3）选手在比赛期间不得使用手机、照相机、录像机等设备。
不得携带和使用自带的任何存储设备；
（4）选手在拿到竞赛试题后，有10分钟的时间与来自本地区的裁判员在竞赛现场公开交流。
正式比赛期间，除裁判长外任何人员不得主动接近选手及其工作区域，不许主动与选手接触与交流，选手有问题只能向裁判长反映。
（5）比赛结束铃声响起以后，选手应立即停止工作。
5分钟之内必须把任务书、图纸、评分表等资料提交给副裁判长，并签名确认。
副裁判长须做加密、装箱和保存。
（6）未经裁判长允许，选手不得延长比赛时间。
（7）比赛成绩在比赛结束后两天内公布。
6.开放赛场
6.1比赛承办方应在不影响选手比赛和裁判员工作的前提下提供开放式场地供参观者观摩。
6.2比赛承办方应提供开放式的检测场地。
允许参观者观摩检测过程。
6.3比赛承办方应为赞助商提供宣传其企业和产品的空间和场地。
6.4比赛承办方应积极做好竞赛的宣传工作。
7.绿色环保
7.1选拔赛任何工作都不应该破坏赛场周边环境。
7.2提倡绿色制造的理念。
所有可循环利用的材料都应分类处理和收集。
2014年5月23日
升级会员 