高職組-現(xiàn)代電氣控制系統(tǒng)安裝與調(diào)試賽項(xiàng)題庫07-平面?zhèn)}庫

2016年全國高職院校技能大賽“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)書場(chǎng)次號(hào) 工位號(hào)12016年全國高職院校技能大賽“現(xiàn)代電氣控制系統(tǒng)安裝與調(diào)試”賽項(xiàng)注意事項(xiàng)一、本任務(wù)書共 10頁，如出現(xiàn)缺頁、字跡不清等問題，請(qǐng)及時(shí)向裁判示意，進(jìn)行任務(wù)書的更換。二、在完成工作任務(wù)的全過程中，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，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“ 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)。22016年全國高職院校技能大賽“現(xiàn)代電氣控制系統(tǒng)安裝與調(diào)試”賽項(xiàng)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“平面?zhèn)}庫系統(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、電路連接（含主電路）和相關(guān)元件參數(shù)設(shè)置。二、按“平面?zhèn)}庫系統(tǒng)控制要求”，編寫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)參考用戶說明書。32016年全國高職院校技能大賽“現(xiàn)代電氣控制系統(tǒng)安裝與調(diào)試”賽項(xiàng)平面?zhèn)}庫系統(tǒng)控制要求一、系統(tǒng)運(yùn)行說明平面?zhèn)}庫系統(tǒng)由機(jī)器手和一套平面?zhèn)}庫組成。平面?zhèn)}庫包括三個(gè)倉位和一臺(tái)運(yùn)動(dòng)送料小車， 如圖1所示。每個(gè)倉位配有一個(gè)入庫檢測(cè)傳感器 （SQ1-SQ3）,最多儲(chǔ)存貨料數(shù)量由倉位大小決定，運(yùn)動(dòng)送料小車由步進(jìn)電機(jī) M1驅(qū)動(dòng)的直線導(dǎo)軌、載貨臺(tái)及貨物檢測(cè)傳感器 SQ4、送料氣缸YV1及前后限位的磁性開關(guān) SQ5、SQ6、小車左右限位保護(hù)傳感器（ SQ7、SQ8）、檢測(cè)小車位置的旋轉(zhuǎn)編碼器等組成。（位置檢測(cè)傳感器 SQ4和磁性開關(guān)SQ5、SQ6分別用控制柜正面的SA1、SA2、SA3來模擬）。圖1.平面?zhèn)}庫俯視圖機(jī)器手主要由手部機(jī)構(gòu)、運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)和控制系統(tǒng)三大部分組成， 完成取貨物的工作。機(jī)器手伸縮位置傳感器（ SQ9、SQ10），機(jī)器手松緊狀態(tài)傳感器（SQ11、SQ12）。（傳感器SQ9~SQ12分別用控制柜反面的SA1~SA4來模擬）。亞龍YL-158GA1現(xiàn)代電氣控制系統(tǒng)安裝與調(diào)試設(shè)備主要由以下電氣控制回路組成，直線導(dǎo)軌由步進(jìn)電機(jī) M1驅(qū)動(dòng)，旋轉(zhuǎn)編碼器對(duì)小車位置進(jìn)行檢測(cè)，要求使用旋轉(zhuǎn)編碼器的兩相正交輸入方式來進(jìn)行檢測(cè)，已知直線導(dǎo)軌的螺距為 4mm；送料氣缸YV1由輸出指示燈HL1模42016年全國高職院校技能大賽“現(xiàn)代電氣控制系統(tǒng)安裝與調(diào)試”賽項(xiàng)擬，置位則推出，復(fù)位則返回；機(jī)器手底盤旋轉(zhuǎn)由伺服電動(dòng)機(jī) M2控制，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4000個(gè)脈沖，正轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速為 1圈/秒，反轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速 2圈/秒；機(jī)器手伸出由異步電機(jī) M3驅(qū)動(dòng)，要求能進(jìn)行正、反轉(zhuǎn)運(yùn)行， M3正轉(zhuǎn)則機(jī)械手伸出，反轉(zhuǎn)則機(jī)械手縮回；機(jī)器手抓緊電磁閥由三相異步電機(jī) M4驅(qū)動(dòng)，要求能進(jìn)行Y-△降壓起動(dòng)，M4啟動(dòng)完成則機(jī)械手抓緊， M4停止則機(jī)械手松開。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）：方案三菱Q系列西門子S7-300西門子S7-1500電機(jī)+FX3U系列方案+S7-200Smart方案+S7-1200方案HMI、SQ4-SQ6、Q00UCPUCPU314C-2PN/DPCPU1511SQ9-SQ12M3、M4、S7-200SmartCPU1212CSB1～SB3FX3U-48MR6ES7288-1SR40-0AA06ES7212-1BE40-0XB0HL1～HL4M1、M2、S7-200SmartCPU1212CSQ1～SQ3、SQ7、FX3U-48MT6ES7288-1ST30-0AA06ES7212-1AE40-0XB0SQ84、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52016年全國高職院校技能大賽“現(xiàn)代電氣控制系統(tǒng)安裝與調(diào)試”賽項(xiàng)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/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)控制要求平面?zhèn)}庫系統(tǒng)設(shè)備具備兩種工作模式，模式一：調(diào)試模式；模式二：加工模式。設(shè)備上電后觸摸屏進(jìn)入歡迎界面， 觸摸界面任意位置，設(shè)備進(jìn)入調(diào)試模式。1、調(diào)試模式設(shè)備進(jìn)入手動(dòng)調(diào)試模式后，觸摸屏出現(xiàn)調(diào)試畫面，如圖 2所示。圖2系統(tǒng)調(diào)試界面示意圖62016年全國高職院校技能大賽“現(xiàn)代電氣控制系統(tǒng)安裝與調(diào)試”賽項(xiàng)通過按下選擇調(diào)試按鈕，選擇需要調(diào)試的電機(jī)，當(dāng)前電機(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），按下SB1啟動(dòng)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。所有電機(jī)調(diào)試完成后按下 SB3，將切換到自動(dòng)運(yùn)行模式。（1）直線導(dǎo)軌步進(jìn)電動(dòng)機(jī) M1調(diào)試過程按一下SB1按鈕，步進(jìn)電機(jī)M1前行5cm，暫停2秒后，前行3cm到達(dá)倉位1，暫停1秒后，前行3cm到達(dá)倉位2，暫停1秒后，前行3cm到達(dá)倉位3，暫停1秒后，返回初始位置，M1停止。M1電動(dòng)機(jī)在運(yùn)行時(shí)，HL4綠燈長(zhǎng)亮，暫停時(shí)閃爍。圖3步進(jìn)電機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖2）機(jī)器手底盤伺服電動(dòng)機(jī)M2調(diào)試過程已知伺服電機(jī)M2通過減速齒輪帶動(dòng)機(jī)械手底盤旋轉(zhuǎn)，減速比為36:1。按下SB1按鈕，電機(jī)M2以2秒間隔進(jìn)行順時(shí)針旋轉(zhuǎn)10度、2072016年全國高職院校技能大賽“現(xiàn)代電氣控制系統(tǒng)安裝與調(diào)試”賽項(xiàng)度、30度，暫停2秒后，以每秒15度的速度逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)回到初始位置，電機(jī)M2停止。電機(jī)M2在運(yùn)行時(shí)，HL4綠燈長(zhǎng)亮，暫停時(shí)HL4綠燈閃爍，回到初始位置后，綠燈2秒后滅。（3）異步電機(jī)M3調(diào)試過程按下SB1按鈕，電機(jī)M3正轉(zhuǎn)啟動(dòng)，2秒后停止；再次按下SB1按鈕，電機(jī)M3反轉(zhuǎn)啟動(dòng)，3s后停止；電機(jī)M3在運(yùn)行時(shí)，HL4綠燈亮。（4）異步電機(jī)M4調(diào)試過程按下SB1按鈕，電機(jī)M4啟動(dòng)，2秒切換至△型運(yùn)行；按下SB2按鈕3s后，電機(jī)M4停止；電機(jī)M4在運(yùn)行時(shí)，HL4綠燈亮。所有電機(jī)（M1～M4）調(diào)試完成后將自動(dòng)切換進(jìn)入到加工模式。在未進(jìn)入加工模式時(shí)，單臺(tái)電機(jī)可以反復(fù)調(diào)試。2、加工模式系統(tǒng)切換到加工模式后，觸摸屏也隨之進(jìn)入加工模式畫面， 出現(xiàn)“加工模式”字樣，畫面自行設(shè)計(jì)。畫面設(shè)計(jì)要求：觸摸屏畫面有貨物位置指示，機(jī)器手取貨物、各倉位入庫時(shí)相應(yīng)位置閃爍；設(shè)置各倉位最多可裝貨物預(yù)設(shè)值參數(shù)對(duì)話框（設(shè)置設(shè)定值） ，顯示各倉位貨物數(shù)量，滿倉時(shí)，顯示平面?zhèn)}庫系統(tǒng)已裝滿。平面?zhèn)}庫工藝流程與控制要求：（1）系統(tǒng)初始化狀態(tài)小車處于原點(diǎn)（左限位狀態(tài)（ SQ7檢測(cè)）），氣缸處于初始狀態(tài)（后限位狀態(tài)（SQ6檢測(cè)）），小車內(nèi)無貨物（SQ4檢測(cè)），機(jī)器手處于原始位置。（2）運(yùn)行操作①按下啟動(dòng)按鈕 SB1，運(yùn)動(dòng)送料小車從原點(diǎn)向右運(yùn)行 5cm，到達(dá)83cm），2016年全國高職院校技能大賽“現(xiàn)代電氣控制系統(tǒng)安裝與調(diào)試”賽項(xiàng)接貨區(qū)，通過機(jī)器手將貨料搬運(yùn)到小車。②機(jī)器手取貨物。機(jī)器手底盤順時(shí)針旋轉(zhuǎn) 30度到達(dá)取貨區(qū)， 2秒后機(jī)器手伸出，快速抓緊貨物后，機(jī)器手底盤逆時(shí)針旋轉(zhuǎn) 60度到達(dá)接貨臺(tái)，機(jī)器手緩慢松開貨物，貨料檢測(cè)傳感器SQ4檢測(cè)到信號(hào)時(shí)機(jī)器手回收，機(jī)器手底盤順時(shí)針旋轉(zhuǎn)返回原始位置。③當(dāng)貨料檢測(cè)傳感器SQ4檢測(cè)到信號(hào)，且機(jī)器手回到初始位置后，運(yùn)動(dòng)送料小車?yán)^續(xù)向右運(yùn)行3cm，到達(dá)第一個(gè)倉位處停止運(yùn)行，開始入庫操作。④入庫操作開始時(shí)，氣缸從初始狀態(tài)動(dòng)作，將貨物從小車推到倉位中去，第一個(gè)倉位入庫檢測(cè)傳感器SQ1檢測(cè)到信號(hào)，開始計(jì)數(shù)，氣缸回到初始狀態(tài)，入庫操作完成。⑤入庫操作完成后，送料小車回到接貨位，等待第二個(gè)貨物，機(jī)器手取貨，貨料傳感器SQ4檢測(cè)到第二個(gè)貨料時(shí)，機(jī)器手回到初始位置，小車?yán)^續(xù)運(yùn)行，將貨料送到第一個(gè)倉位，直到第一個(gè)倉位滿倉后，再將貨物送到第二個(gè)倉位（三個(gè)倉位相隔均為依次類推。⑥當(dāng)所有倉位都滿倉時(shí)， 系統(tǒng)停止運(yùn)行，同時(shí)報(bào)警指示燈 HL2閃爍（周期為 0.5S）。（3）停止操作①按下停止按鈕 SB2，系統(tǒng)完成第一個(gè)動(dòng)作周期后停止運(yùn)行。②當(dāng)停止后再次啟動(dòng)運(yùn)行，系統(tǒng)保持上次運(yùn)行的紀(jì)錄。（4）送料過程的動(dòng)作要求連貫，