任務(wù)書(shū)06-定長(zhǎng)切料

1、2016年全國(guó)高職院校技能大賽“現(xiàn)代電氣控制系統(tǒng)安裝與調(diào)試”賽項(xiàng)2016年全國(guó)職業(yè)院校技能大賽現(xiàn)代電氣控制系統(tǒng)安裝與調(diào)試（總時(shí)間：240分鐘）工作任務(wù)書(shū) 場(chǎng)次號(hào) 工位號(hào) 注意事項(xiàng)一、本任務(wù)書(shū)共11頁(yè)，如出現(xiàn)缺頁(yè)、字跡不清等問(wèn)題，請(qǐng)及時(shí)向裁判示意，進(jìn)行任務(wù)書(shū)的更換。二、在完成工作任務(wù)的全過(guò)程中，嚴(yán)格遵守電氣安裝和電氣維修的安全操作規(guī)程。電氣安裝中，低壓電器安裝按電氣裝置安裝工程低壓電器施工及驗(yàn)收規(guī)范（GB50254-96）驗(yàn)收。三、不得擅自更改設(shè)備已有器件位置和線路，若現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備安裝調(diào)試有疑問(wèn)，須經(jīng)設(shè)計(jì)人員（賽場(chǎng)評(píng)委）同意后方可修改。四、競(jìng)賽過(guò)程中，參賽選手認(rèn)定競(jìng)賽設(shè)備的器件有故障，可提出更換，器

2、件經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)裁判測(cè)定完好屬參賽選手誤判時(shí)，每次扣參賽隊(duì)3分；若因人為操作損壞器件，酌情扣5-10分；后果嚴(yán)重者（如導(dǎo)致PLC、變頻器、伺服等燒壞），本次競(jìng)賽成績(jī)計(jì)0分。五、所編PLC、觸摸屏等程序必須保存到計(jì)算機(jī)的“D: 場(chǎng)次號(hào)-工位號(hào)”文件夾下，場(chǎng)次號(hào)和工位號(hào)以現(xiàn)場(chǎng)抽簽為準(zhǔn)。六、參賽選手在完成工作任務(wù)的過(guò)程中，不得在任何地方標(biāo)注學(xué)校名稱、選手姓名等信息。七、比賽結(jié)束后，參賽選手需要將任務(wù)書(shū)以及現(xiàn)場(chǎng)發(fā)放的圖紙、資料、草稿紙等材料一并上交，不得帶離考場(chǎng)。請(qǐng)按要求在4個(gè)小時(shí)內(nèi)完成以下工作任務(wù)：一、按“定長(zhǎng)切料系統(tǒng)控制要求”，設(shè)計(jì)電氣控制原理圖，制定相應(yīng)的IO分配表，并按圖完成器件選型計(jì)算、器件安裝、電

3、路連接（含主電路）和相關(guān)元件參數(shù)設(shè)置。二、按“定長(zhǎng)切料系統(tǒng)控制要求”，編寫(xiě)PLC程序及觸摸屏程序，完成后下載至設(shè)備PLC及觸摸屏，并調(diào)試該電氣控制系統(tǒng)達(dá)到控制要求。三、根據(jù)賽場(chǎng)設(shè)備上所提供的故障考核裝置，參考T68鏜床/X62W銑床電氣原理圖，排除機(jī)床電氣控制電路板上所設(shè)置的故障，使該電路能正常工作，同時(shí)完成維修工作票。本次工作任務(wù)請(qǐng)?jiān)赮L-158GA1型現(xiàn)代電氣控制系統(tǒng)安裝與調(diào)試實(shí)訓(xùn)考核裝置上完成，該裝置的結(jié)構(gòu)介紹及使用方法請(qǐng)參考用戶說(shuō)明書(shū)。定長(zhǎng)切料系統(tǒng)控制要求一、系統(tǒng)運(yùn)行說(shuō)明定長(zhǎng)切料機(jī)的結(jié)構(gòu)及組成如圖1所示，包括底座、工作滑臺(tái)、工料、切斷氣缸、進(jìn)料滾輪、滑臺(tái)電動(dòng)機(jī)、編碼器、切斷壓板、壓緊氣

4、缸、鋸片、次品分揀汽缸、次品推板和正品傳送帶等，工料檢測(cè)傳感器。定長(zhǎng)切料系統(tǒng)主要由以下電氣控制回路組成，進(jìn)料電動(dòng)機(jī)M1【M1為三相異步電動(dòng)機(jī)（帶速度繼電器），由變頻器進(jìn)行速度控制,變頻器速度采用模擬量給定方式，已知進(jìn)料速度v與變頻器的運(yùn)行頻率f之間的關(guān)系為：v=0.2×f，進(jìn)料速度需要從觸摸屏設(shè)定，加速時(shí)間1秒，減速時(shí)間0.5秒，】?；_(tái)由電機(jī)M2驅(qū)動(dòng)【M2為伺服電機(jī)，伺服電機(jī)參數(shù)設(shè)置如下：伺服電機(jī)旋轉(zhuǎn)一周需要1600個(gè)脈沖】。鋸片電動(dòng)機(jī)由M3控制【M3為雙速電機(jī)，要求能進(jìn)行高、低速運(yùn)行，需要考慮過(guò)載、聯(lián)鎖保護(hù)】。正品傳送帶由電機(jī)M4控制【M4為三相異步電機(jī)（不帶速度繼電器），只進(jìn)行

5、單向正轉(zhuǎn)運(yùn)行】。切斷氣缸4、壓緊氣缸9、次品分揀汽缸11分別由數(shù)字量輸出點(diǎn)控制，置位則推出，復(fù)位則返回（氣缸的置位復(fù)位狀態(tài)由觸摸屏顯示）。系統(tǒng)輸入應(yīng)包含以下各點(diǎn)：滑臺(tái)電動(dòng)機(jī)M2初始位置檢測(cè)傳感器SQ2、左右限位（軟限位）保護(hù)傳感器SQ3和SQ1、左右極限位（硬限位、直接接到伺服驅(qū)動(dòng)器上）保護(hù)傳感器SQ5和SQ4，編碼器（雙相計(jì)數(shù)），啟動(dòng)按鈕SB1、停止按鈕SB2和急停按鈕SB3。工料檢測(cè)傳感器（由SA1模擬），切斷壓板的初始位置和終點(diǎn)位置檢測(cè)傳感器（SQ11、SQ12），分揀推板12起始位置、終點(diǎn)位置檢測(cè)傳感器（SQ13、SQ14）, 鋸片氣缸原位檢測(cè)傳感器（SQ15）。注：SQ11SQ15的

6、狀態(tài)由觸摸屏顯示。電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)以“順時(shí)針旋轉(zhuǎn)為正向,逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)為反向”為準(zhǔn)。二、控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求1、本系統(tǒng)使用三臺(tái)PLC，網(wǎng)絡(luò)指定QCPU/S7-300/S7-1500為主站，2臺(tái)FX3U/S7-200Smart/S7-1200為從站，分別以CC_Link或工業(yè)以太網(wǎng)的形式組網(wǎng)。2、MCGS觸摸屏應(yīng)連接到系統(tǒng)中主站PLC上（三菱系統(tǒng)中觸摸屏連接到QPLC的RS232端口；西門(mén)子系統(tǒng)中觸摸屏連接到S7-300/S7-1500的以太網(wǎng)端口，不允許連接到交換機(jī)）。3、電機(jī)控制、I/O、HMI與PLC組合分配方案（其余自行定義）：方案電機(jī)三菱Q系列+FX3U系列方案西門(mén)子S7-300 +S7-200Sm

7、art方案西門(mén)子S7-1500 +S7-1200方案HMISB1SB3、SA1Q00UCPUCPU314C-2PN/DPCPU 1511M3、M4HL1HL4FX3U-48MRS7-200Smart6ES7288-1SR40-0AA0CPU 1212C6ES7212-1BE40-0XB0M1、M2、編碼器SQ1SQ3FX3U-48MTS7-200Smart6ES7288-1ST30-0AA0CPU 1212C6ES7212-1AE40-0XB04、根據(jù)本控制要求設(shè)計(jì)電氣控制原理圖，根據(jù)所設(shè)計(jì)的電路圖連接電路，不允許借用機(jī)床考核單元電氣回路。參照所給定的圖紙格式把系統(tǒng)電氣原理圖以及各個(gè)PLC的I

8、/O接線圖繪制在標(biāo)準(zhǔn)圖紙上，在“設(shè)計(jì)”欄中填入選手工位號(hào)，在“制圖”欄中填入PLC品牌型號(hào)。參照所給定的IO分配表格式，將編程中所用到的各個(gè)PLC的IO點(diǎn)以及主要的中間繼電器和存儲(chǔ)器填入IO分配表中。5、本次工作任務(wù)中用到的主要器件（如各個(gè)PLC和變頻器）已安裝好，部分線路也已經(jīng)安裝好，選手不得擅自更改設(shè)備中已有器件的位置和線路。其余器件的安裝位置請(qǐng)自行定義。 三、系統(tǒng)控制要求定長(zhǎng)切料系統(tǒng)設(shè)備具備兩種工作模式，模式一：調(diào)試模式；模式二：切料模式。設(shè)備上電后觸摸屏顯示歡迎界面，點(diǎn)擊界面任一位置，觸摸屏即進(jìn)入調(diào)試界面，設(shè)備開(kāi)始進(jìn)入調(diào)試模式。1、調(diào)試模式觸摸屏的調(diào)試界面請(qǐng)參考圖2。觸摸屏進(jìn)入調(diào)試畫(huà)面

9、后，指示燈HL1、HL2以0.5Hz頻率閃爍點(diǎn)亮，等待電機(jī)調(diào)試。觸摸屏調(diào)試界面可以參考圖進(jìn)行制作：通過(guò)按下“選擇調(diào)試按鈕”，可依次選擇需要調(diào)試的電機(jī)M1M4，對(duì)應(yīng)電機(jī)指示燈亮，觸摸屏提示信息變化為“××電機(jī)調(diào)試”（××為當(dāng)前調(diào)試電機(jī)的名稱），HL1、HL2停止閃爍。按下調(diào)試啟動(dòng)SB1按鈕，選中的電機(jī)將進(jìn)行調(diào)試運(yùn)行。每個(gè)電機(jī)調(diào)試完成后，對(duì)應(yīng)的指示燈消失。圖2 調(diào)試模式畫(huà)面（1）進(jìn)料電動(dòng)機(jī)M1調(diào)試過(guò)程按一下SB1按鈕，M1電動(dòng)機(jī)以15Hz啟動(dòng)，再按下SB1按鈕，M1電動(dòng)機(jī)30Hz啟動(dòng)，以此方式操作，可調(diào)試M1電動(dòng)機(jī)分別在15Hz，30Hz，40Hz的頻率下啟

10、動(dòng)，并不斷循環(huán)，按下停止按鈕SB2，M1停止。M1電動(dòng)機(jī)在運(yùn)行時(shí)，HL1燈長(zhǎng)亮。（2）滑臺(tái)電動(dòng)機(jī)M2調(diào)試過(guò)程初始狀態(tài)斷電手動(dòng)調(diào)節(jié)回原點(diǎn)SQ2，按下SB1按鈕，M2以8mm/s（已知滑臺(tái)絲杠的螺距為4mm）的速度帶動(dòng)滑塊向左移動(dòng)，當(dāng)SQ3檢測(cè)到信號(hào)時(shí)，M2停止旋轉(zhuǎn)，停2秒后， M2以12mm/s的速度反轉(zhuǎn)帶動(dòng)滑塊右移，當(dāng)SQ1檢測(cè)到信號(hào)時(shí)，停止旋轉(zhuǎn)，停2秒后，又以8mm/s的速度向左移動(dòng)至原點(diǎn)SQ2后，電機(jī)M2停止，至此電機(jī)M2調(diào)試結(jié)束。M2電機(jī)調(diào)試過(guò)程中，HL1以2Hz閃爍。圖3 滑臺(tái)電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖（3）鋸片電動(dòng)機(jī)M3調(diào)試過(guò)程按下SB1按鈕，電機(jī)M3以3秒間隔進(jìn)行低速-高速-停止-低速-高速

11、-停止-.狀態(tài)循環(huán)切換，電機(jī)M3在低速運(yùn)行時(shí)， HL2以2Hz閃爍點(diǎn)亮，M3在高速運(yùn)行時(shí)，HL2長(zhǎng)亮，M3停止時(shí)，HL2熄滅。按下停止按鈕SB2，M3停止，HL2滅。（4）正品傳送帶電動(dòng)機(jī)M4調(diào)試過(guò)程按下SB1按鈕，電機(jī)M4啟動(dòng)，3秒后M4停止，再3秒后又自動(dòng)啟動(dòng)，按此周期反復(fù)運(yùn)行，可隨時(shí)按下SB2停止。M4電機(jī)調(diào)試過(guò)程中，HL1和HL2同時(shí)以2Hz閃爍。所有電機(jī)（M1M4）調(diào)試完成后觸摸屏畫(huà)面將自動(dòng)切換進(jìn)入到定長(zhǎng)切料模式。在未進(jìn)入定長(zhǎng)切料模式時(shí)，單臺(tái)電機(jī)可以反復(fù)調(diào)試。2、定長(zhǎng)切料模式自動(dòng)切換進(jìn)入到切斷分揀模式后，觸摸屏自動(dòng)進(jìn)入切斷分揀模式畫(huà)面，出現(xiàn)“切斷分揀模式”字樣，畫(huà)面自行設(shè)計(jì)，觸摸屏畫(huà)

12、面要求：有各個(gè)電機(jī)、氣缸、位置傳感器的標(biāo)識(shí)符號(hào)及工作狀態(tài)指示燈；滑臺(tái)當(dāng)前位置（由編碼器測(cè)定）；設(shè)置預(yù)設(shè)值參數(shù)對(duì)話框（設(shè)置進(jìn)料速度、切料長(zhǎng)度、工料類型選擇，誤差值等）。切斷分揀模式畫(huà)面參考圖4.圖4 畫(huà)面設(shè)計(jì)切料機(jī)啟動(dòng)前，首先需要在觸摸屏上選擇工料種類、設(shè)定進(jìn)料速度v（4.0<v<6.0，單位mm/s）和切料長(zhǎng)度L（120<L<160，單位mm）。當(dāng)選擇不同的工料時(shí)，各個(gè)氣缸的運(yùn)行時(shí)間不同：選擇工料一時(shí)，夾緊氣缸的加緊時(shí)間和縮回時(shí)間分別為3s，切斷氣缸的切斷時(shí)間為4s、縮回時(shí)間為1s；選擇工料二時(shí)，夾緊氣缸的夾緊時(shí)間和縮回時(shí)間分別為2s，切斷氣缸的切斷時(shí)間為5s、縮回時(shí)間

13、為1s；切斷分揀工藝流程與控制要求：（1）系統(tǒng)初始化狀態(tài)滑臺(tái)電動(dòng)機(jī)M2、切斷壓板8、分揀推板12均位于初始位置位于初始位置，鋸片10在原位。（2）定長(zhǎng)切斷分揀工作流程 觸摸屏設(shè)定完成后，系統(tǒng)位于初始化狀態(tài)，按下啟動(dòng)按鈕SB1，進(jìn)料電機(jī)M1啟動(dòng)，工件連續(xù)擠出；當(dāng)工料檢測(cè)傳感器SA1檢測(cè)到有物料時(shí)，t1開(kāi)始計(jì)時(shí)；當(dāng)t1=L/v 時(shí)，即工料已達(dá)到切料長(zhǎng)度，滑臺(tái)電動(dòng)機(jī)M2立即啟動(dòng)，帶動(dòng)滑臺(tái)向右跟隨工料同步運(yùn)行，同時(shí)壓緊氣缸開(kāi)始伸出將工料壓緊，鋸片電動(dòng)機(jī)M3帶動(dòng)鋸片開(kāi)始低速旋轉(zhuǎn)（壓緊氣缸與鋸片均固定在滑臺(tái)上）；當(dāng)工料壓緊后，鋸片電動(dòng)機(jī)開(kāi)始高速旋轉(zhuǎn)，并且鋸片氣缸伸出開(kāi)始切料；工料被切斷后，夾緊氣缸縮回，鋸

14、片氣缸開(kāi)始縮回，同時(shí)判斷同步誤差（誤差由觸摸屏給定），若誤差值小于5，則說(shuō)明所切的工料長(zhǎng)度符合要求，則啟動(dòng)正品傳送帶電機(jī)，5s后將正品工料運(yùn)出，否則則說(shuō)明所切料不符合要求，則啟動(dòng)次品分揀氣缸將次品推出側(cè)面（氣缸的推出和縮回各需要2s）；當(dāng)夾緊氣缸和鋸片氣缸縮回到位后，鋸片電動(dòng)機(jī)停止，滑臺(tái)電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)滑臺(tái)快速（10mm/s）向左回到原點(diǎn)SQ1，同時(shí)編碼器復(fù)位。至此一次切料完成。等待工料再次達(dá)到切料長(zhǎng)度，滑臺(tái)再次同步向右運(yùn)行完成下一次切料、分揀等。直到工料檢測(cè)傳感器檢測(cè)不到物料，整個(gè)切料機(jī)系統(tǒng)停止。（3）停止操作a) 按下停止按鈕SB2，系統(tǒng)完成一個(gè)動(dòng)作周期后滑臺(tái)電動(dòng)機(jī)M2回到初始位置停止運(yùn)行。b) 系統(tǒng)發(fā)生急停事件按下急停按鈕時(shí)(SA2被切斷)，