現(xiàn)代電氣控制系統(tǒng)安裝與調(diào)試樣題題庫（高職組）2021年樣題4

2021年山東省職業(yè)院校技能大賽“現(xiàn)代電氣控制系統(tǒng)安裝與調(diào)試”賽項(xiàng)

工位號:

2021年山東省職業(yè)院校技能大賽

（高職組）

現(xiàn)代電氣控制系統(tǒng)安裝與調(diào)試賽項(xiàng)

工

作

任

務(wù)

書

（樣題）

高職組現(xiàn)代電氣控制系統(tǒng)安裝與調(diào)試賽項(xiàng)專家組

2021·11

2021年山東省職業(yè)院校技能大賽“現(xiàn)代電氣控制系統(tǒng)安裝與調(diào)試”賽項(xiàng)

注意事項(xiàng)

一、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。

二、不得擅自更改設(shè)備已有器件位置和線路，若現(xiàn)場

設(shè)備安裝調(diào)試有疑問，須經(jīng)設(shè)計(jì)人員（賽場評委）同意后方

可修改。

三、競賽過程中，參賽選手認(rèn)定競賽設(shè)備的器件有故

障，可提出更換，器件經(jīng)現(xiàn)場裁判測定完好屬參賽選手誤判

時，每次扣參賽隊(duì)1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），

本次競賽成績計(jì)0分。

四、所編PLC、觸摸屏等程序必須保存到計(jì)算機(jī)的

“D:\場次號-工位號”文件夾下，場次號和工位號以現(xiàn)場抽

簽為準(zhǔn)。

五、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。

六、比賽結(jié)束后，參賽選手需要將任務(wù)書以及現(xiàn)場發(fā)

放的圖紙、資料、草稿紙等材料一并上交，不得帶離賽場。

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請按要求在5個小時內(nèi)完成以下工作任務(wù)：

一、按“污水處理系統(tǒng)控制要求”，使用

SEEElectrical電氣設(shè)計(jì)軟件進(jìn)行控制系統(tǒng)的元件布局（需

在指定的元件清單中選擇），控制電路（包含主電路、PLC電

路）的設(shè)計(jì)并生成接線圖、材料清單。

二、按設(shè)計(jì)圖完成元件選型計(jì)算、元件安裝、電路連接

（含主電路）和相關(guān)元件參數(shù)設(shè)置。

三、按“污水處理系統(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。

四、根據(jù)給定的××電氣設(shè)備原理圖及故障檢測要求，

檢測出該電氣設(shè)備電路板上的故障，并按要求在其圖紙電路

圖的相應(yīng)位置上標(biāo)注故障類型符號。

五、使用solidcenter軟件進(jìn)行工業(yè)場景的搭建，完成

搭建后的場景能夠完整的展示“污水處理系統(tǒng)”結(jié)構(gòu)。

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污水處理控制系統(tǒng)說明書

一、系統(tǒng)運(yùn)行說明

在現(xiàn)代社會中合理的污水處理可用于凈化污水、保護(hù)環(huán)境。污水

處理控制系統(tǒng)包括設(shè)備含有格柵、柵渣輸送、螺旋輸送、閘門以及提

升泵等組成，對閘門提升的高度、螺旋輸送速度、格柵池液位高度、

磁絮凝沉淀的配方進(jìn)行科學(xué)的控制，最終實(shí)現(xiàn)污水處理的自動控制，

將污水凈化為可以排入河道的中水，起到保護(hù)環(huán)境的作用。對處理污

水的自動控制如圖1所示。

圖1污水處理系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖

閘門電機(jī)M1控制回路【M1為伺服電機(jī)，帶動絲杠運(yùn)行；已知絲

杠的螺距為4mm，伺服電機(jī)旋轉(zhuǎn)一周需要1600個脈沖,以絲杠運(yùn)行位

置代表閘門打開高度】。

格柵電機(jī)M2控制回路【M2為步進(jìn)電機(jī)，步進(jìn)電機(jī)旋轉(zhuǎn)一周脈沖

為2000】。

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螺旋輸送電機(jī)M3控制回路【M3為三相異步電動機(jī)（帶速度繼電

器、需要考慮過載，熱繼電器電流整定為0.3A），只進(jìn)行單向正轉(zhuǎn)

運(yùn)行】。

柵渣輸送電機(jī)M4控制回路【M4為雙速電動機(jī)，只進(jìn)行單向反轉(zhuǎn)

低速運(yùn)行】。

提升泵電機(jī)M5控制回路，由2個三相異步電動機(jī)組成，采用一拖

二的方式運(yùn)行（1#電機(jī)可以實(shí)現(xiàn)變、工頻自由切換，2#電機(jī)只有變頻

運(yùn)行模式，且1#與2#電機(jī)不能同時使用變頻運(yùn)行模式；當(dāng)1#電機(jī)由

變頻模式切換到工頻模式時或由工頻模式切換為變頻模式時，電機(jī)應(yīng)

停止運(yùn)行2s），1#與2#電機(jī)均只進(jìn)行單向正轉(zhuǎn)運(yùn)行?！咀冾l器采用

PLC輸出模擬量控制,加速/減速時間均為0.5秒】。

I:位置傳感器---用前面板上電流調(diào)節(jié)旋鈕模擬量來模擬，

4-20mA對應(yīng)伺服電機(jī)8~20cm。

II:濁度傳感器檢測---用后面板上電壓調(diào)節(jié)旋鈕模擬量來模擬，

(0-10V對應(yīng)0.1‰~0.5‰)。

III:液位傳感器---用前面板上電壓調(diào)節(jié)旋鈕模擬量來模擬，

0-10V對應(yīng)0~5.0m。（注：項(xiàng)目中液位以地面為基準(zhǔn)，高度用負(fù)值表

示。）

IV:溫度傳感器---用PT100模擬電機(jī)溫度（通過S7-300PLC讀

?。?，由觸摸屏顯示溫度（為便于檢測，用1:2的比例模擬電機(jī)溫

度）。

面向電動機(jī)旋轉(zhuǎn)，以“順時針旋轉(zhuǎn)為正，逆時針旋轉(zhuǎn)為反”為

準(zhǔn)。

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二、控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求

1.本系統(tǒng)使用三臺PLC，網(wǎng)絡(luò)指定QCPU/S7-300/S7-1500為主站，

2臺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十字開關(guān)、

SB6、SB7、SA3Q00UCPUS7-300CPU1511

PT100

M1、M2、編碼器、S7-200Smart

CPU1212C

SB1～SB3、SB5、FX3U-32MT6ES7288-1ST30-0AA

6ES7212-1AE40-0XB0

SQ1～SQ5、SA10

M3、M4、M5S7-200Smart

CPU1212C

HL1～HL4、SB4、FX3U-32MR6ES7288-1SR40-0AA

6ES7212-1BE40-0XB0

SA2、SA40

（注：SA4伺服電機(jī)使能信號給定開關(guān)）

4.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。

5.三臺PLC和變頻器安裝位置要求如圖2所示。不允許自行定義

位置，不得擅自更改設(shè)備已有器件位置和線路，其余器件位置自行

定義。

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從站一：三菱FX3U-32MT/

西

門子S7-200Smart

（6ES7288-1ST30-0AA0）

/西門子CPU1212C

變頻器：三菱FR-E740/西

門子MM420(G120C)

（a）正面

從站二：三菱FX3U-32MR/

西門子S7-200Smart

（6ES7288-1SR40-0AA0）

/西門子CPU1212C

（6ES7212-1BE40-0XB0）

主站：三菱Q00UCPU/西門

子S7-300

/西門子S7-1500

（b）背面

圖2PLC和變頻器安裝位置示意圖

三、系統(tǒng)控制要求

污水處理控制系統(tǒng)設(shè)備具備四種工作模式，模式一：通信測試

模式；模式二：設(shè)備調(diào)試模式；模式三：自動運(yùn)行模式；模式四：

其他模式。

設(shè)備上電后自動進(jìn)入首界面

點(diǎn)擊“通信測試模式”按鈕，彈出“用戶登錄”窗口，用戶名下

拉選“測試員”，輸入密碼“2021”方可進(jìn)入“通信測試模式”界

面，密碼錯誤不能進(jìn)入界面，調(diào)試完成后自動返回首頁界面（也可在

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調(diào)試過程中點(diǎn)擊按鈕返回），調(diào)試過程中點(diǎn)擊此界面下方其他界面切

換按鈕時應(yīng)無反應(yīng)。

點(diǎn)擊“設(shè)備調(diào)試模式”按鈕，彈出“用戶登錄”窗口，用戶名下

拉選“負(fù)責(zé)人”，輸入密碼“test”，進(jìn)入閘門電機(jī)調(diào)試界面，密碼

錯誤不能進(jìn)入調(diào)試界面。在調(diào)試過程中只能通過點(diǎn)擊屏幕下方界面切

換按鈕進(jìn)入“M1~M5電機(jī)”、“報警界面”相應(yīng)調(diào)試界面，點(diǎn)擊其他

界面按鈕無效，全部電機(jī)調(diào)試完成后自動返回首頁界面（也可在某一

電機(jī)調(diào)試完成后，點(diǎn)擊返回首頁界面按鈕返回）。

點(diǎn)擊“自動運(yùn)行模式”按鈕，彈出“用戶登錄”窗口，用戶名下

拉選“操作員”，輸入密碼為各自工位號“xx”，進(jìn)入“自動運(yùn)行模

式”界面，密碼錯誤不能進(jìn)入調(diào)試界面。自動運(yùn)行過程中可點(diǎn)擊屏幕

下方界面切換按鈕進(jìn)入“報警界面”界面，點(diǎn)擊其他界面切換按鈕無

反應(yīng)。

點(diǎn)擊“其他模式”按鈕，彈出“用戶登錄”窗口，用戶名下拉

選“其他”，單擊“確定”按鈕后進(jìn)入自動運(yùn)行界面，此模式下可

以進(jìn)入任意界面，但只可以隨意切換畫面沒有設(shè)置參數(shù)和進(jìn)行按鈕

操作的權(quán)限。按下任意操作按鈕應(yīng)沒有任何反應(yīng)，參數(shù)應(yīng)無法設(shè)

置，觀察完成后可點(diǎn)擊“返回首頁界面”按鈕返回首頁。

1.通信測試模式

觸摸屏進(jìn)入通信測試畫面后，HL1以閃爍3次停3秒的周期運(yùn)行

（閃爍頻率為2Hz）。此模式下可檢測觸摸屏與三臺PLC及三臺PLC

之間的通信情況。

當(dāng)三臺PLC上電后處于運(yùn)行狀態(tài)時，若系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)連接正常，則觸

摸屏中對應(yīng)的通信指示燈點(diǎn)亮。此外，每一臺PLC需自由分配一個輸

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出點(diǎn)，作為通信測試燈。（通信提示信息中指示燈，當(dāng)正常時閃爍，

若從站網(wǎng)線斷開時，對應(yīng)指示燈熄滅；若主站網(wǎng)線斷開時，所有指示

燈熄滅。）分兩種通信模式，當(dāng)切換按鈕為左側(cè)檔位時進(jìn)行“三臺

PLC之間通信測試”，右側(cè)檔位時進(jìn)行“觸摸屏與三臺PLC之間的通

信”。

（1）三臺PLC之間通信測試

按下SB4（從站二）按鈕，主站PLC輸出點(diǎn)的通信測試燈以2Hz

閃爍；按下SB5（從站一）按鈕，主站PLC輸出點(diǎn)的通信測試燈保

持2Hz閃爍，從站二PLC輸出點(diǎn)的通信測試燈以1Hz閃爍；按下SB6

（主站）按鈕，主站PLC輸出點(diǎn)的通信測試燈保持2Hz閃爍，從站

二PLC輸出點(diǎn)的通信測試燈保持1Hz閃爍,從站一PLC輸出點(diǎn)的通信

測試燈以0.5Hz閃爍；按下SB7（主站）按鈕，主站、從站一、從站

二PLC輸出點(diǎn)的通信測試燈2秒后熄滅，第一種通信測試完成。當(dāng)

觸摸屏中的模式選擇開關(guān)不在左端位置時，此模式操作無效，如需重

新測試該模式可將模式開關(guān)切換至右端再切換至左端重新開始測試。

（2）觸摸屏與三臺PLC之間通信測試

按下觸摸屏“測試按鈕”，觸摸屏上通信狀態(tài)顯示區(qū)顯示“主

站正在測試”，主站PLC輸出點(diǎn)的通信測試燈和觸摸屏上的主站指

示燈同時以1Hz閃爍，閃爍3秒后同時變?yōu)槌Ａ?，觸摸屏上通信狀態(tài)

顯示區(qū)顯示“主站通信正?！保辉俅伟聪掠|摸屏“測試按鈕”，觸

摸屏上通信狀態(tài)顯示區(qū)顯示“從站一正在測試”，主站指示燈和輸

出點(diǎn)的通信測試燈保持常亮、從站一PLC輸出點(diǎn)的通信測試燈和觸

摸屏上的從站一的指示燈以1Hz閃爍，閃爍4秒后同時變?yōu)槌Ａ粒|

摸屏上通信狀態(tài)顯示區(qū)顯示“從站一通信正?！保坏谌伟聪掠|摸

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屏“測試按鈕”，觸摸屏上顯示“從站二正在測試”，主站和從站

一指示燈和輸出點(diǎn)的通信測試燈保持常亮、從站二PLC輸出點(diǎn)的通

信測試燈和觸摸屏上的從站二的指示燈以1Hz閃爍，閃爍5秒后同時

變?yōu)槌Ａ?，觸摸屏上通信狀態(tài)顯示區(qū)顯示“從站二通信正常”；第

四次按下觸摸屏“測試按鈕”，所有輸出點(diǎn)的通信測試燈和觸摸屏

上的指示燈以1Hz閃爍；3秒后所有通信測試燈熄滅，觸摸屏上通信

狀態(tài)顯示區(qū)顯示“全部通信正?！?。當(dāng)觸摸屏中的模式選擇開關(guān)不

在右端位置時，此模式操作無效，如需重新測試該模式可將模式開

關(guān)切換至左端再切換至右端重新開始測試。

此外，在通信測試過程中，斷開觸摸屏與PLC的連接線，觸摸屏

中通信狀態(tài)顯示區(qū)顯示“通信中斷，請檢查網(wǎng)絡(luò)連接！”。

測試完成后，若所有通信正常，按下“首頁界面”按鈕將觸摸屏

切換至首頁界面，模式指示燈HL1熄滅。

2.設(shè)備調(diào)試模式

設(shè)備進(jìn)入調(diào)試模式后，觸摸屏出現(xiàn)閘門電機(jī)調(diào)試畫面。通過點(diǎn)擊

界面切換按鈕，任意切換“M1-M5電機(jī)調(diào)試界面”及“報警界面”，

M1~M5電機(jī)對應(yīng)從左到右5個指示燈，當(dāng)電機(jī)為未調(diào)試狀態(tài)時指示燈

為紅色，按下SB1按鈕確認(rèn)調(diào)試電機(jī)，電機(jī)調(diào)試過程中指示燈變?yōu)榫G

色，選中的電機(jī)按相應(yīng)要求進(jìn)行調(diào)試運(yùn)行。沒有調(diào)試順序要求，每個

電機(jī)調(diào)試完成后，對應(yīng)的指示燈為藍(lán)色，當(dāng)電機(jī)正在調(diào)試時，點(diǎn)擊其

他界面的按鈕無反應(yīng)，直到電機(jī)調(diào)試完成后才可以切換至其他電機(jī)調(diào)

試界面。當(dāng)電機(jī)運(yùn)行時，運(yùn)行顯示區(qū)顯示“××電機(jī)正在調(diào)試”，當(dāng)

電機(jī)調(diào)試完成后，顯示“××電機(jī)調(diào)試完成”。

(1)閘門電機(jī)M1調(diào)試過程

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進(jìn)入M1電機(jī)調(diào)試界面后，按下SB1電機(jī)進(jìn)入調(diào)試狀態(tài)，模式指示

燈HL1以閃爍1次（閃爍頻率為2HZ）停1秒的周期運(yùn)行。要求SQ1

安裝在實(shí)物鋼尺的20cm刻度處，SQ2安裝在SQ1與SQ3之間的任意位

置，SQ3安裝在實(shí)物鋼尺的8cm刻度處。

閘門電機(jī)分點(diǎn)動和位置匹配兩種調(diào)試模式。首先將SA4轉(zhuǎn)到右檔

位，通過PLC輸出點(diǎn)控制伺服電機(jī)使能。

點(diǎn)動模式：按下點(diǎn)動模式按鈕，按鈕SB2實(shí)現(xiàn)正向點(diǎn)動運(yùn)轉(zhuǎn)功

能，按下按鈕SB3實(shí)現(xiàn)反轉(zhuǎn)點(diǎn)動功能；用選擇開關(guān)SA1選擇2種運(yùn)行

速度，第一種速度要求為5mm/s，第二種速度要求為12mm/s。在按下

SB2或SB3實(shí)現(xiàn)點(diǎn)動運(yùn)行時，應(yīng)允許切換SA1，在SA1切換速度的基

礎(chǔ)上可通過觸摸屏速度控制按鈕來加減速度（每次按動按鈕速度變化

量為1mm/s），并且通過實(shí)時速度顯示區(qū)顯示當(dāng)前速度，速度最高為

16mm/s，最低為2mm/s，當(dāng)超出速度范圍時速度不再改變，按下SB4

后，閘門關(guān)閉（以當(dāng)前速度自動返回原點(diǎn)SQ3處）。

位置匹配模式：設(shè)定M1電機(jī)速度為3~12mm/s，利用前面板電流

模擬量控制閘門高度，當(dāng)電流模擬量調(diào)到20mA時，點(diǎn)擊位置匹配按

鈕，電機(jī)開始向右運(yùn)行，電機(jī)運(yùn)行至鋼尺20cm處，電機(jī)到位后停止，

再將電流值調(diào)到4mA，等待2s后，電機(jī)運(yùn)行至8cm（SQ3）處，電機(jī)停

止，M1電機(jī)調(diào)試結(jié)束。M1電機(jī)向右運(yùn)行過程中，將SA4轉(zhuǎn)回左檔位

（斷開使能），閘門電機(jī)立即停止，經(jīng)手動將滑塊移動到SQ3、SQ2

之間，再將SA4轉(zhuǎn)到右檔位，按下位置匹配按鈕后從當(dāng)前位置繼續(xù)運(yùn)

行直至調(diào)試結(jié)束。

M1電機(jī)調(diào)試過程中，運(yùn)行指示與實(shí)際狀態(tài)對應(yīng)，在電機(jī)運(yùn)行過程

中運(yùn)行顯示區(qū)會實(shí)時當(dāng)前運(yùn)行狀態(tài)，同時顯示實(shí)時位置、斷開使能后

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滑塊運(yùn)行距離以及通過鋼尺（8~20cm）對應(yīng)顯示閘門實(shí)際距離

（0~4m），電機(jī)調(diào)試指示燈隨狀態(tài)過程變化。數(shù)值保留2位小數(shù)。

圖3閘門電機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖

(2)格柵電機(jī)M2調(diào)試過程

進(jìn)入M2電機(jī)調(diào)試界面后，按下SB1電機(jī)進(jìn)入調(diào)試狀態(tài)，模式指示

燈HL1以閃爍2次（閃爍頻率為2Hz）停2秒的周期運(yùn)行。已知污水

格柵池的底面積為50㎡，格柵電機(jī)轉(zhuǎn)一圈，可以過濾出10kg的雜

質(zhì)，格柵池液位范圍為（0~-4.0m），格柵速度范圍（1~2r/s），而

雜質(zhì)在污水中的濃度范圍為0.1‰~0.5‰（0.1‰=0.1g/L）。

首先從觸摸屏上設(shè)定格柵的速度（單位：r/s）、格柵池的液位

（單位：m）和雜質(zhì)在污水中的濃度（單位：‰），根據(jù)上述已知參數(shù)

計(jì)算格柵電機(jī)所需的運(yùn)行時間以及回轉(zhuǎn)次數(shù)，并在觸摸屏中顯示，然

后按下SB2，格柵電機(jī)M2以當(dāng)前速度正轉(zhuǎn)運(yùn)行，將雜質(zhì)從污水中去

除，當(dāng)格柵電機(jī)運(yùn)行時間到達(dá)后自動停止。調(diào)試中在觸摸屏中將開關(guān)

轉(zhuǎn)到右檔位“激活脫機(jī)使能”，格柵電機(jī)立即停止，觸摸屏中將開關(guān)

轉(zhuǎn)到左檔位“關(guān)閉脫機(jī)使能”，再次按下SB2，格柵電機(jī)M2繼續(xù)將剩

余雜質(zhì)清除，一次過濾完成，調(diào)試結(jié)束。

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M2電機(jī)調(diào)試過程中，運(yùn)行指示與實(shí)際狀態(tài)對應(yīng)，在電機(jī)運(yùn)行過

程中運(yùn)行顯示區(qū)會實(shí)時當(dāng)前運(yùn)行狀態(tài)，同時顯示柵渣總重量、當(dāng)前

污水總量、格柵電機(jī)實(shí)時運(yùn)行時間、電機(jī)回轉(zhuǎn)次數(shù)，以及電機(jī)調(diào)試

指示燈隨狀態(tài)過程變化。數(shù)值保留2位小數(shù)。

(3)螺旋/柵渣輸送電機(jī)M3/M4調(diào)試過程

進(jìn)入M3電機(jī)調(diào)試界面后，按下SB1電機(jī)進(jìn)入調(diào)試狀態(tài)，模式指示

燈HL1以閃爍3次（閃爍頻率為2Hz）停3秒的周期運(yùn)行。手動輸入

運(yùn)行時間和運(yùn)行周期數(shù)量，全部設(shè)置完成后，按下SB2按鈕，電機(jī)M3

以輸入時間3:1的比例分配正轉(zhuǎn)和停止的運(yùn)行時間，時間向上取整。

（例設(shè)定10S，實(shí)際運(yùn)行時間為正轉(zhuǎn)8s,停止3s），當(dāng)M3電機(jī)運(yùn)行結(jié)

束后，等待3秒M4電機(jī)運(yùn)行。電機(jī)M4以輸入時間3:2的比例分配反

轉(zhuǎn)和停止的運(yùn)行時間，時間向上取整。當(dāng)前周期與觸摸屏相等時調(diào)試

結(jié)束。

M3/M4電機(jī)調(diào)試過程中，運(yùn)行指示與實(shí)際狀態(tài)對應(yīng)，在電機(jī)運(yùn)行

過程中運(yùn)行顯示區(qū)會實(shí)時當(dāng)前運(yùn)行狀態(tài)，同時顯示電機(jī)運(yùn)行時間以及

當(dāng)前運(yùn)行剩余周期數(shù)，并通過溫度傳感器實(shí)時顯示柵渣電機(jī)M4的運(yùn)行

溫度（通過主站PLC讀?。?，當(dāng)溫度高于60攝氏度（1:2的比例模擬

電機(jī)溫度），電機(jī)立即停止，報警界面切換按鈕開始以紅色閃爍，報

警界面顯示“電機(jī)溫度異常，請停止運(yùn)行”，解除警報后，報警界面

切換按鈕停止閃爍并恢復(fù)為原來顏色及狀態(tài)，繼續(xù)當(dāng)前狀態(tài)運(yùn)行。

數(shù)值保留2位小數(shù)。

(4)提升泵電機(jī)M5調(diào)試過程

進(jìn)入M5電機(jī)調(diào)試界面后，按下SB1電機(jī)進(jìn)入調(diào)試狀態(tài)，模式指示

燈HL1以閃爍4次（閃爍頻率為2HZ）停4秒的周期運(yùn)行。

2021年山東省職業(yè)院校技能大賽“現(xiàn)代電氣控制系統(tǒng)安裝與調(diào)試”賽項(xiàng)

觸摸屏中設(shè)置1#電機(jī)變頻運(yùn)行時間t1、1#電機(jī)工頻運(yùn)行時間t2、

1#電機(jī)工頻+2#電機(jī)變頻運(yùn)行時間t3以及兩個電機(jī)變頻運(yùn)行時的頻率。

設(shè)定完成后按下SB2按鈕，1#電機(jī)變頻運(yùn)行t1時間后，切換為工頻

運(yùn)行（在切換過程中需停止2s）；以工頻狀態(tài)運(yùn)行t2時間后，切換

為1#電機(jī)工頻+2#電機(jī)變頻狀態(tài)；運(yùn)行t3時間后，2#電機(jī)停止，1#電

機(jī)工頻運(yùn)行；運(yùn)行t2時間后，切換為1#電機(jī)變頻運(yùn)行（在切換過程

中需停止2s）；運(yùn)行t1秒后停止，M5電機(jī)調(diào)試結(jié)束。在調(diào)試過程中

任意時間按下SB3按鈕，提升泵電機(jī)立即停止動作，再次按下SB2后，

繼續(xù)當(dāng)前狀態(tài)運(yùn)行直至結(jié)束。

M5電機(jī)調(diào)試過程中，運(yùn)行指示與實(shí)際狀態(tài)對應(yīng)，在電機(jī)運(yùn)行過程

中運(yùn)行顯示區(qū)會實(shí)時當(dāng)前運(yùn)行狀態(tài)，同時顯示累計(jì)運(yùn)行時間、兩個電

機(jī)實(shí)時頻率以及電機(jī)運(yùn)行時對應(yīng)指示燈亮滅。數(shù)值保留2位小數(shù)。

所有電機(jī)（M1～M5）調(diào)試完成后觸摸屏上五個電機(jī)調(diào)試指示燈均

為藍(lán)色，并在下方顯示“所有電機(jī)調(diào)試完成”，保持3秒后將自動返

回首頁界面；也可在所有電機(jī)未調(diào)試完成時，點(diǎn)擊“返回首頁”按鈕

手動返回；在未調(diào)試結(jié)束前，單臺電機(jī)可以反復(fù)調(diào)試。

3.自動運(yùn)行模式

操作員登陸設(shè)備“自動運(yùn)行模式”，觸摸屏進(jìn)入自動運(yùn)行模式畫

面，觸摸屏畫面主要包含：

A.各個流程的狀態(tài)指示燈、返回首頁界面按鈕、查看報表按鈕。

B.參數(shù)設(shè)置區(qū)：設(shè)定閘門電機(jī)速度、格柵電機(jī)運(yùn)行速度、污水

PH值以及預(yù)設(shè)總水量。

C.參數(shù)顯示區(qū)：顯示閘門電機(jī)高度、格柵電機(jī)運(yùn)行時間、污水類

型、絮凝池液位、污水中柵渣濃度等信息，數(shù)據(jù)精度保留一位小

數(shù)。

2021年山東省職業(yè)院校技能大賽“現(xiàn)代電氣控制系統(tǒng)安裝與調(diào)試”賽項(xiàng)

（1）自動運(yùn)行模式時初始狀態(tài)

初始狀態(tài)：行程開關(guān)SQ1～SQ3常開、十字開關(guān)SQ6～SQ9常

開、SA1~SA4轉(zhuǎn)至左檔位，所有電機(jī)（M1～M5）停止。

參數(shù)設(shè)置：設(shè)定閘門電機(jī)速度（10mm/s～20mm/s）、污水PH值

（4.0~8.5）、格柵速度（1r/s~2r/s），預(yù)設(shè)總進(jìn)水量

（150m3~180m3），參數(shù)設(shè)定完成后將SA4轉(zhuǎn)動右檔位接通使能，指示

燈HL4以1Hz閃爍，等待自動運(yùn)行開始，將SA3轉(zhuǎn)到右檔位，閘門電

機(jī)回到初始位置SQ3處。同時設(shè)備運(yùn)行指示燈HL4常亮。

圖4確認(rèn)各檢測點(diǎn)元件（十字開關(guān)）

污水種類確認(rèn)：依據(jù)觸摸屏中污水PH值，將污水分為四類。其

中A:PH=4.0~5.0（SQ6）、B:PH=5.0~6.0（SQ7），C:PH=6.0~7.0

（SQ8）、D:PH=7.5~8.5（SQ9），通過十字開關(guān)確認(rèn)污水種類,當(dāng)確認(rèn)

完成后觸摸屏顯示污水種類。

(2)格柵池進(jìn)水流程

格柵池進(jìn)水流程指示燈1HZ閃爍狀態(tài)下

當(dāng)污水種類確認(rèn)后，按下啟動按鈕SB1，將調(diào)整前面板電流模擬

量從4~20mA,使滑塊從SQ3運(yùn)行至SQ1，表明閘門完全打開。到位后，

停止2秒，再調(diào)整模擬量從20~4mA，使滑塊從SQ1運(yùn)行至SQ3，此時閘

門完全關(guān)閉，完成一次進(jìn)水流程。

2021年山東省職業(yè)院校技能大賽“現(xiàn)代電氣控制系統(tǒng)安裝與調(diào)試”賽項(xiàng)

格柵池進(jìn)水流程結(jié)束后指示燈變?yōu)槌Ａ?。觸摸屏實(shí)時顯示閘門電

機(jī)高度

（3）格柵池排渣流程

格柵池排渣流程指示燈1HZ閃爍狀態(tài)下

已知格柵電機(jī)轉(zhuǎn)一圈，可以過濾出10kg的雜質(zhì)，而濁度傳感器檢

測到雜質(zhì)在污水中的濃度范圍為0.1‰~0.5‰（0.1‰=0.1g/L），當(dāng)

檢測到濃度值時向上取整（例：濃度為0.12‰，則向上取整后為

0.2‰）。通過觸摸屏設(shè)定格柵電機(jī)速度（1r/s~2r/s），計(jì)算電機(jī)運(yùn)

行時間。

例：完成一次進(jìn)水流程后（回原點(diǎn)SQ3），等待1S，螺旋輸送電

機(jī)開始運(yùn)行，2S后格柵電機(jī)以設(shè)定速度開始運(yùn)行，同時柵渣輸送機(jī)以

轉(zhuǎn)2s停1s的周期運(yùn)行，當(dāng)格柵電機(jī)過濾完成后，柵渣輸送電機(jī)繼續(xù)

運(yùn)行3s把剩余柵渣輸送后關(guān)閉，同時螺旋輸送電機(jī)停止。

格柵池排渣流程結(jié)束后指示燈變?yōu)槌Ａ?。觸摸屏實(shí)時顯示格柵電

機(jī)運(yùn)行時間、溶液中雜質(zhì)濃度（向上取整）。

（4）磁絮凝池供水流程

磁絮凝池供水流程指示燈1HZ閃爍狀態(tài)下：

M2格柵電機(jī)運(yùn)行完成后，污水磁絮凝池供水電機(jī)（以觸摸屏上供

水電機(jī)指示燈代替）打開。已知污水磁絮凝池總水量為格柵池的90%，

從而計(jì)算出磁絮凝池總水量與液位（水池底面積為50m2）。手動調(diào)節(jié)

前面板電壓值，使HMI顯示的液位高度與計(jì)算值相等（誤差±0.1m）。

當(dāng)磁絮凝池的液位在-4~-2m之間指示燈以亮2s滅1s閃爍，在-2~0m

之間指示燈以亮1s滅2s閃爍。當(dāng)液位到達(dá)計(jì)算值時供水電機(jī)停止運(yùn)

行。

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磁絮凝池供水流程結(jié)束后指示燈變?yōu)槌Ａ痢?/p>

（5）磁絮凝池凈化流程

磁絮凝池凈化流程指示燈1HZ閃爍狀態(tài)下

供水完成后開始進(jìn)行沉淀凈化，以下為各類水質(zhì)的沉淀凈化時間

以及指示燈的顏色，如表2所示：

表2各類水質(zhì)處理時間

水

質(zhì)

沉淀沉淀凈化時間對應(yīng)指示燈

過程

A類3s藍(lán)

B類5s黑

C類4s黃

D類2s綠

磁絮凝池凈化流程結(jié)束后指示燈變?yōu)槌Ａ?/p>

（6）磁絮凝池排水流程

磁絮凝池排水流程指示燈1HZ閃爍狀態(tài)下

凈化完成后，由提升泵系統(tǒng)將水排入河道。提升泵系統(tǒng)由1#、

2#兩個電機(jī)配合運(yùn)行。

當(dāng)液位在（0.0~-2.0m）時1#電機(jī)工頻運(yùn)行，2#電機(jī)變頻運(yùn)行

（0~50Hz），在（-2.0~-4.0m）時1#電機(jī)變頻運(yùn)行（0~50Hz）。

（注：當(dāng)1#電機(jī)變頻轉(zhuǎn)工頻或工頻轉(zhuǎn)變頻停2s）。

i)當(dāng)液位在（0~-2m）之間時，計(jì)算2#電機(jī)頻率公式如下：

ii)當(dāng)液位在（-2~-4m）之間時，計(jì)算1#電機(jī)頻率公式如下：

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（注：當(dāng)液位在-2m的±0.1之間時，1#電機(jī)停止2s后，切換為

變頻運(yùn)行。）

排水過程液位逐漸下降（手動調(diào)節(jié)電壓模擬量值），當(dāng)液位下降

到-4.0m提升泵停止運(yùn)行，排水流程結(jié)束。結(jié)束后HL4熄滅。

磁絮凝池排水流程結(jié)束后指示燈變?yōu)槌Ａ?。觸摸屏實(shí)時顯示磁絮凝池

的液位。

（7）循環(huán)結(jié)束

完成污水處理后，流程指示燈全部常亮。同時可以重新設(shè)置參數(shù)，也

可以不重新設(shè)置參數(shù)，但需要將SA3轉(zhuǎn)回左擋位，再次按下啟動按鈕

SB1，流程燈全部熄滅以繼續(xù)下次污水處理流程。

（8）急停處理

在運(yùn)行過程中按下急停按鈕SA2后，各動作立即停止。再次啟動時，

全部參數(shù)清零，需重新進(jìn)行設(shè)定后再次運(yùn)行。

4.非正常情況處理

當(dāng)閘門電機(jī)M5出現(xiàn)越程（左、右超行程位置開關(guān)分別為兩側(cè)微動

開關(guān)SQ3、SQ4），伺服系統(tǒng)自動停止，報警界面切換按鈕開始以紅色

閃爍，并在報警條中顯示“請注意，設(shè)備越程”，解除報警后，報警

界面切換按鈕停止閃爍并恢復(fù)為原來顏色及狀態(tài)，系統(tǒng)重新開始運(yùn)

行。

在系統(tǒng)自動運(yùn)行模式下：當(dāng)磁絮凝池液位高于-0.2m時，報警界

面切換按鈕開始以紅色閃爍，并在報警條中顯示（如圖13所示）“磁

絮凝池超出最高液位”，同時供水電機(jī)停止動作；解除報警后，報警

2021年山東省職業(yè)院校技能大賽“現(xiàn)代電氣控制系統(tǒng)安裝與調(diào)試”賽項(xiàng)

界面切換按鈕停止閃爍并恢復(fù)為原來顏色及狀態(tài)，系統(tǒng)重新開始運(yùn)

行。

2021年山東省職業(yè)院校技能大賽“現(xiàn)代電氣控制系統(tǒng)安裝與調(diào)試”賽項(xiàng)

故障檢測

一、工作任務(wù)

請選手在設(shè)有故障（10個故障點(diǎn)）的裝置上進(jìn)行故障查找，并將

故障點(diǎn)的位置與故障類型在圖紙上標(biāo)出。裝置圖紙見附件，符號具體

要求如下：

二、操作要求

1.觀察現(xiàn)象時，只能接通控制電路的電源，不能接通主回路電

源；

2.故障檢測時，必須在斷電情況下測量，不能打開行線槽蓋板、

不能松卸端子拆下導(dǎo)線；

3.必要時，可以打開開關(guān)面板和按鈕盒進(jìn)行檢測；

4.請使用萬用表、絕緣電阻測試儀、接地電阻測試儀進(jìn)行故障檢

測；

5.故障點(diǎn)只需在圖紙上標(biāo)注符號，無需修復(fù)。

三、模塊分值

本模塊分值為10分，每正確找到一個故障點(diǎn)且標(biāo)注正確得1.0

分