职业院校技能大赛现代电气控制系统安装与调试赛项样题（高职组）任务2.定长切料.pdf

1、2022 年江西省职业院校技能大赛高职组现代电气控制系统安装与调试赛项样题库12022 年江西省职业院校技能大赛高职组现代电气控制系统安装与调试高职组现代电气控制系统安装与调试赛项赛项工工作作任任务务书书（样题）（样题）高职组现代电气控制系统安装与调试赛项专家组中国中国 江西江西20221 12 2工位号:2022 年江西省职业院校技能大赛高职组现代电气控制系统安装与调试赛项样题库2注意事项注意事项一、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。二、不得擅自更改设备已有器件位置

2、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。三、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 1 分；若因人为操作损坏器件，扣 5 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。四、所编 PLC、触摸屏、PPT 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。五、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。六、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

3、场。2022 年江西省职业院校技能大赛高职组现代电气控制系统安装与调试赛项样题库3请按要求在请按要求在 1010 个小时内完成以下工作任务：个小时内完成以下工作任务：一、按“定长切料系统”，使用智能化电气设计软件，设计控制系统主电路、控制电路（含伺服、步进、变频器）、PLC 控制电路；将设计完成的内容导出 PDF 格式并保存到硬盘指定位置和优盘中，比赛开始两个小时后提交。二、按设计图完成元件选型计算、元件安装、电路连接（含主电路）和相关元件参数设置。三、按“定长切料系统”，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。四、根据给定的电气设

4、备原理图及故障检测要求，检测出该电气设备电路板上的故障，并按要求在其电路图纸的相应位置上标注故障类型符号。五、使用三维场景搭建软件进行工业场景的搭建，完成搭建后的场景能够完整的展示“定长切料系统”结构。六、按“定长切料系统”编写 PPT，内容包含设计思路，调试流程，并能独立讲解，时间为 5 分钟。PPT 文件必须保存到计算机的“D:工位号”文件夹下，工位号以现场抽签为准。2022 年江西省职业院校技能大赛高职组现代电气控制系统安装与调试赛项样题库4定长切料系统定长切料系统一、系统运行说明一、系统运行说明定长切料机的结构及组成如图 1 所示，包括底座、工作滑台、工料、切断气缸、进料滚轮、滑台电动

5、机、编码器、切断压板、压紧气缸、锯片、次品分拣汽缸、次品推板和正品传送带等，工料检测传感器。定长切料系统定长切料系统主要由以下电气控制回路组成，进料电动机 M1【M1 为三相异步电动机（带速度继电器），由变频器进行速度控制,变频器速度采用模拟量给定方式，已知进料速度 v 与变频器的运行频率 f 之间的关系为：v=0.2f，进料速度需要从触摸屏设定，加速时间 1 秒，减速时间 0.5 秒，】。滑台由电机 M2 驱动【M2 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 1600 个脉冲】。锯片电动机由 M3 控制【M3 为双速电机，要求能进行高、低速运行，需要考虑过载、联锁保护】。正品传

6、送带由电机 M4 控制【M4 为三相异步电机（不带速度继电器），只进行单向正转运行】。切断气缸 4、压紧气缸2022 年江西省职业院校技能大赛高职组现代电气控制系统安装与调试赛项样题库59、次品分拣汽缸 11 分别由数字量输出点控制，置位则推出，复位则返回（气缸的置位复位状态由触摸屏显示）。系统输入应包含以下各点：滑台电动机 M2 初始位置检测传感器 SQ2、左右限位（软限位）保护传感器 SQ3 和 SQ1、左右极限位（硬限位、直接接到伺服驱动器上）保护传感器 SQ5 和 SQ4，编码器（双相计数），启动按钮 SB1、停止按钮 SB2 和急停按钮 SB3。工料检测传感器（由 SA1 模拟），切

7、断压板的初始位置和终点位置检测传感器（SQ11、SQ12），分拣推板 12 起始位置、终点位置检测传感器（SQ13、SQ14）,锯片气缸原位检测传感器（SQ15）。注：SQ11SQ15 的状态由触摸屏显示。电动机旋转以“顺时针旋转为正向顺时针旋转为正向,逆时针旋转为反向逆时针旋转为反向”为准。二二、控制控制系统设计要求系统设计要求1.本系统使用三台 PLC、一台变频器，网络指定 QCPU/S7-300/S7-1500 为主站，2 台 FX3U/S7-200Smart/S7-1200 及变频器为从站，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

8、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HMISB1SB3、SA1Q00UCPUCPU314C-2PN/DPCPU 1511M3、M4FX3U-32MRS7-200SmartCPU 1212C2022 年江西省职业院校技能大赛高职组现代电气控制系统安装与调试赛项样题库6HL1HL4

9、6ES7288-1SR40-0AA06ES7212-1BE40-0XB0M2、编码器SQ1SQ3FX3U-32MTS7-200Smart6ES7288-1ST30-0AA0CPU 1212C6ES7212-1AE40-0XB0M1FR-E740G120C-PNG120C-PN4.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

10、的位置和线路。其余器件的安装位置请自行定义。三、系统控制要求三、系统控制要求定长切料系统设备具备两种工作模式，模式一：调试模式；模式二：切料模式。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 1.调试模式调试模式触摸屏的调试界面请参考图 2。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 M1M4，对应电机指示灯亮，触摸屏提示信息变化为“电机调试”（为当前调试电机的名称），HL1、HL2 停止闪烁。按下调试启动 SB1

11、按钮，选中的电机将进行调试运行。每个电机调试完成后，对应的指示灯消失。此外，调试界面中应配置有通讯测试功能，用于测试主站 PLC、从站 PLC和触摸屏之间的通讯。例如，测试主站与触摸屏之间的通讯时，可在触摸屏2022 年江西省职业院校技能大赛高职组现代电气控制系统安装与调试赛项样题库7上设置指示灯，当按下 SB1 时，触摸屏上的指示灯亮。图 2调试模式画面（1）进料电动机 M1 调试过程按一下 SB1 按钮，M1 电动机以 15Hz 启动，再按下 SB1 按钮，M1 电动机30Hz 启动，以此方式操作，可调试 M1 电动机分别在 15Hz，30Hz，40Hz 的频率下启动，并不断循环，按下停止

12、按钮 SB2，M1 停止。M1 电动机在运行时，HL1 灯长亮。（2）滑台电动机 M2 调试过程初始状态断电手动调节回原点 SQ2，按下 SB1 按钮，M2 以 8mm/s（已知滑台丝杠的螺距为 4mm）的速度带动滑块向左移动，当 SQ3 检测到信号时，M2停止旋转，停 2 秒后，M2 以 12mm/s 的速度反转带动滑块右移，当 SQ1 检测到信号时，停止旋转，停 2 秒后，又以 8mm/s 的速度向左移动至原点 SQ2 后，电机 M2 停止，至此电机 M2 调试结束。M2 电机调试过程中，HL1 以 2Hz 闪烁。2022 年江西省职业院校技能大赛高职组现代电气控制系统安装与调试赛项样题库

13、8图 3滑台电动机结构示意图（3）锯片电动机 M3 调试过程按下 SB1 按钮，电机 M3 以 3 秒间隔进行低速-高速-停止-低速-高速-停止-.状态循环切换，电机 M3 在低速运行时，HL2 以 2Hz 闪烁点亮，M3 在高速运行时，HL2 长亮，M3 停止时，HL2 熄灭。按下停止按钮 SB2，M3 停止，HL2 灭。（4）正品传送带电动机 M4 调试过程按下 SB1 按钮，电机 M4 启动，3 秒后 M4 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。M4 电机调试过程中，HL1 和 HL2 同时以 2Hz 闪烁。所有电机（M1M4）调试完成后触摸屏画面将自

14、动切换进入到定长切料模式。在未进入定长切料模式时，单台电机可以反复调试。2 2.定长切料模式定长切料模式自动切换进入到切断分拣模式后，触摸屏自动进入切断分拣模式画面，出现“切断分拣模式”字样，画面自行设计，触摸屏画面要求：有各个电机、气缸、位置传感器的标识符号及工作状态指示灯；滑台当前位置（由编码器测定）；设置预设值参数对话框（设置进料速度、切料长度、工料类型选择，2022 年江西省职业院校技能大赛高职组现代电气控制系统安装与调试赛项样题库9误差值等）。切断分拣模式画面参考图 4.图 4 画面设计切料机启动前，首先需要在触摸屏上选择工料种类、设定进料速度 v（4.0v6.0，单位 mm/s）和

15、切料长度 L（120L160，单位 mm）。当选择不同的工料时，各个气缸的运行时间不同：选择工料一时，夹紧气缸的加紧时间和缩回时间分别为 3s，切断气缸的切断时间为 4s、缩回时间为 1s；选择工料二时，夹紧气缸的夹紧时间和缩回时间分别为 2s，切断气缸的切断时间为 5s、缩回时间为 1s；切断分拣工艺流程与控制要求：（1）系统初始化状态滑台电动机 M2、切断压板 8、分拣推板 12 均位于初始位置位于初始位置，锯片 10 在原位。（2）定长切断分拣工作流程 触摸屏设定完成后，系统位于初始化状态，按下启动按钮 SB1，进料电机 M1 启动，工件连续挤出；当工料检测传感器 SA1 检测到有物料时

16、，t1 开始计时；2022 年江西省职业院校技能大赛高职组现代电气控制系统安装与调试赛项样题库10当 t1=L/v 时，即工料已达到切料长度，滑台电动机 M2 立即启动，带动滑台向右跟随工料同步运行，同时压紧气缸开始伸出将工料压紧，锯片电动机 M3 带动锯片开始低速旋转（压紧气缸与锯片均固定在滑台上）；当工料压紧后，锯片电动机开始高速旋转，并且锯片气缸伸出开始切料；工料被切断后，夹紧气缸缩回，锯片气缸开始缩回，同时判断同步误差（误差由触摸屏给定），若误差值小于 5，则说明所切的工料长度符合要求，则启动正品传送带电机，5s 后将正品工料运出，否则则说明所切料不符合要求，则启动次品分拣气缸将次品推

17、出侧面（气缸的推出和缩回各需要 2s）；当夹紧气缸和锯片气缸缩回到位后，锯片电动机停止，滑台电动机带动滑台快速（10mm/s）向左回到原点 SQ1，同时编码器复位。至此一次切料完成。等待工料再次达到切料长度，滑台再次同步向右运行完成下一次切料、分拣等。直到工料检测传感器检测不到物料，整个切料机系统停止。（3）停止操作a)按下停止按钮 SB2，系统完成一个动作周期后滑台电动机 M2 回到初始位置停止运行。b)系统发生急停事件按下急停按钮时(SA2 被切断)，系统立即停止。急停恢复后（SA2 被接通），再次按下 SB1，系统自动从之前状态启动运行。（4）系统状态显示系统运行时绿灯 HL4 亮，系统

18、停止时红灯 HL3 亮，系统发生急停、故障时红灯 HL3 闪（周期为 1 秒）。3 3.非正常情况处理非正常情况处理2022 年江西省职业院校技能大赛高职组现代电气控制系统安装与调试赛项样题库11在切料模式下，当电机 M2 出现越程，则在触摸屏自动弹出报警画面。其中，左限位 SQ3 有信号时，M2 不能左行，报警画面显示“设备到达左限位，请向右行”；SQ1 有信号时，M2 不能右行，报警画面显示“设备到达右限位，请向左行”。2022 年江西省职业院校技能大赛高职组现代电气控制系统安装与调试赛项样题库12故障检测故障检测一、工作任务一、工作任务请选手在设有故障（10个故障点）的装置上进行故障查找

19、，并将故障点的位置与故障类型在图纸上标出。装置图纸见附件，符号具体要求如下：二、操作要求二、操作要求1.观察现象时，只能接通控制电路的电源，不能接通主回路电源；2.故障检测时，必须在断电情况下测量，不能打开行线槽盖板、不能松卸端子；3.必要时，可以打开开关面板和按钮盒进行检测；4.请使用万用表、绝缘电阻测试仪、接地电阻测试仪等仪表进行故障检测；5.故障点只需在图纸上标注符号，无需修复。三、模块分值三、模块分值本模块分值为10分，每正确找到一个故障点且标注正确得1.0分。标注方法如下：四、注意事项四、注意事项在完成工作任务的全过程中，严格遵守电气安装安全操作规程。2022 年江西省职业院校技能大

20、赛高职组现代电气控制系统安装与调试赛项样题库13数字化工业场景搭建数字化工业场景搭建一、工作任务一、工作任务请选手根据任务书“定长切料系统”的场景平面参考图进行工业场景搭建。场景平面参考图二、操作要求二、操作要求1.在电脑上使用三维场景搭建软件进行操作，搭建三维场景图；2.搭建所需的部件可在模型库中选择；3.搭建的三维场景必须与场景平面参考图展现的场景一致。三、模块分值三、模块分值本模块分值为5分，每正确搭建一个区域得1分，区域搭建错误或不完整该区域不得分。四、注意事项四、注意事项在完成工作任务的全过程中，严格遵守赛场纪律。2022 年江西省职业院校技能大赛高职组现代电气控制系统安装与调试赛项样题库14应用办公软件制作汇报应用办公软件制作汇报 PPTPPT一一.工作任务工作任务请选手根据任务书“定长切料系统”的控制要求制作 PPT。二操作要求二操作要求1.在电脑上使用 WPS 软件进行操作；2.内容包含设计思路，调试流程。三三.模块分值模块分值本模块分值为 8 分，PPT 制作 3 分，汇报 5 分。四四.注意事项注意事项在完成工作任务的全过程中，严格遵守赛场纪律。2022 年江西省职业院校技能大赛高职组现代电气控制系统安装与调试赛项样题库15器件参数器件参数序号器件型号参数值1热继电器2变频器3步进电机4伺服电机工位号：