第二屆全國(guó)人工智能應(yīng)用技術(shù)技能大賽決賽-計(jì)算機(jī)及外部設(shè)備裝配調(diào)試員（智能傳感器應(yīng)用技術(shù)）賽項(xiàng)實(shí)操樣題（學(xué)生組）

2021年全國(guó)行業(yè)職業(yè)技能競(jìng)賽——第二屆全國(guó)人工智能應(yīng)用技術(shù)技能大賽樣題

重要說(shuō)明

1．比賽時(shí)間300分鐘，180分鐘后，選手可以棄賽，但不可提前離

開賽位場(chǎng)地，需要在賽位指定位置，與比賽設(shè)備隔離。

2．比賽共包括4個(gè)任務(wù)，總分100分，見表1。

表1比賽任務(wù)及配分表

序號(hào)任務(wù)名稱配分說(shuō)明

1任務(wù)一典型傳感器的組裝與調(diào)試20

2任務(wù)二智能傳感器的組網(wǎng)與測(cè)試20

3任務(wù)三智能傳感器的典型應(yīng)用25

4任務(wù)四智能傳感器綜合應(yīng)用30

5安全規(guī)范5

合計(jì)100

3．AGV小車與M1機(jī)器人的電池充滿電情況下正常使用可以維持5

個(gè)小時(shí)左右時(shí)間，選手在不使用機(jī)器人時(shí)，請(qǐng)關(guān)閉機(jī)器人電源，并保

持充電狀態(tài)。

4．整個(gè)任務(wù)書分4個(gè)任務(wù)，每個(gè)任務(wù)完成后選手可舉手向裁判示

意請(qǐng)求評(píng)分，裁判安排對(duì)該任務(wù)進(jìn)行評(píng)分，只有在任務(wù)一、二、三完

成評(píng)分后，選手才可以進(jìn)行任務(wù)四的工作，評(píng)判任務(wù)四時(shí)，不再對(duì)前

三個(gè)任務(wù)進(jìn)行評(píng)分。

5．需要裁判驗(yàn)收的各項(xiàng)任務(wù)，任務(wù)完成后裁判只驗(yàn)收1次，請(qǐng)根

據(jù)賽題說(shuō)明，確認(rèn)完成后再提請(qǐng)裁判驗(yàn)收。

6．比賽所需要的資料及軟件都以電子版的形式保存在工位計(jì)算機(jī)

里指定位置D:\ZL\，具體清單見表2。

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表2電子檔資料明細(xì)表

序號(hào)電子資料名稱備注

1單元原理圖包含接線圖：附件1-1、1-3、1-5、1-7

包含四合一、色標(biāo)、震動(dòng)、扭力、RFID、稱重、2D

2器件技術(shù)手冊(cè)

相機(jī)、二維碼等傳感器手冊(cè)

3硬件IO配置表包含1-4單元硬件IO地址

4通訊協(xié)議包含1-3單元從站與4單元主站地址映射

包含四合一、色標(biāo)、震動(dòng)、扭力、RFID、稱重、2D

5調(diào)試軟件

相機(jī)、二維碼傳感器調(diào)試軟件、網(wǎng)絡(luò)測(cè)試調(diào)試軟件

7．競(jìng)賽平臺(tái)系統(tǒng)中主要模塊的IP地址預(yù)分配見表3，通訊協(xié)議

見表4。

表3系統(tǒng)IP地址分配表

序號(hào)名稱IP地址分配備注

1傳感器環(huán)境監(jiān)測(cè)應(yīng)用單元PLC192.168.31.11

2傳感器健康管理應(yīng)用單元PLC192.168.31.21

3傳感器質(zhì)量檢測(cè)應(yīng)用單元PLC192.168.31.31

4傳感器倉(cāng)儲(chǔ)管理應(yīng)用單元PLC192.168.31.41

5傳感器環(huán)境監(jiān)測(cè)單元分布式IO模塊192.168.31.12

6傳感器設(shè)備健康管理應(yīng)用單元分布式IO模塊192.168.31.22

7傳感器質(zhì)量檢測(cè)應(yīng)用單元分布式IO模塊192.168.31.32

8傳感器倉(cāng)儲(chǔ)管理應(yīng)用單元分布式IO模塊192.168.31.42

9傳感器環(huán)境監(jiān)測(cè)應(yīng)用單元閥島模塊192.168.31.13

10傳感器設(shè)備健康管理應(yīng)用單元閥島模塊192.168.31.23

11傳感器質(zhì)量檢測(cè)應(yīng)用單元閥島模塊192.168.31.33

12觸摸屏192.168.31.43

13視覺(jué)傳感器192.168.31.34

14RFID傳感器192.168.31.24

153D視覺(jué)192.168.31.201

16移動(dòng)機(jī)器人M1192.168.31.200

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表4傳感器485通訊地址分配及協(xié)議表

序號(hào)名稱站號(hào)地址波特率數(shù)據(jù)格式備注

1變頻器1

環(huán)境監(jiān)測(cè)應(yīng)用單元

2空氣質(zhì)量傳感器2

數(shù)據(jù)位8、

3扭矩傳感器1

9600無(wú)校驗(yàn)、健康管理應(yīng)用單元

4振動(dòng)傳感器2

停止位1

5稱重傳感器1質(zhì)量檢測(cè)應(yīng)用單元

6二維碼傳感器自由口協(xié)議倉(cāng)儲(chǔ)管理應(yīng)用單元

8．選手對(duì)比賽過(guò)程中需裁判確認(rèn)部分，應(yīng)當(dāng)先舉手示意。

9．參賽選手在競(jìng)賽過(guò)程中，不得使用U盤，否則按作弊處理。

10．比賽過(guò)程中，若發(fā)生危及設(shè)備或人身安全事故，立即停止比

賽，將取消其參賽資格。

11．選手在競(jìng)賽過(guò)程中應(yīng)該遵守相關(guān)的規(guī)章制度和安全守則，如

有違反，則按照相關(guān)規(guī)定在競(jìng)賽的總成績(jī)中扣除相應(yīng)分值，扣分累計(jì)

不超過(guò)10分。

12．選手在比賽開始前，認(rèn)真對(duì)照設(shè)備清單檢查工位設(shè)備，并確

認(rèn)后開始比賽；選手完成任務(wù)后的檢具、儀表和部件，現(xiàn)場(chǎng)需統(tǒng)一收

回再提供給其他選手使用。

13．賽題中要求的備份和保存在電腦中的文件，需選手在計(jì)算機(jī)

指定文件夾D:\2020ZN\中命名對(duì)應(yīng)文件夾（賽位號(hào)+PLC，賽位號(hào)+HMI,

賽位號(hào)+3D視覺(jué)，賽位號(hào)+工業(yè)機(jī)器人），賽位號(hào)為1個(gè)數(shù)字（場(chǎng)次）+C+2

個(gè)數(shù)字（賽位），如1C01。賽題中所要求備份的文件請(qǐng)備份到對(duì)應(yīng)到

文件夾下，即使選手沒(méi)有任何備份文件也要求建立文件夾。

14．選手嚴(yán)禁攜帶任何通訊、存儲(chǔ)設(shè)備及技術(shù)資料，如有發(fā)現(xiàn)將

取消其競(jìng)賽資格。選手擅自離開本參賽隊(duì)賽位或者與其他賽位的選手

交流或者在賽場(chǎng)大聲喧嘩，嚴(yán)重影響賽場(chǎng)秩序，如有發(fā)生，將取消其

競(jìng)賽資格。

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15．選手必須及時(shí)保存自己編寫的程序及材料，防止意外斷電及

其他情況造成程序或資料的丟失。

16.賽場(chǎng)提供的任何物品，不得帶離賽場(chǎng)。

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一、競(jìng)賽項(xiàng)目任務(wù)書

任務(wù)1：典型傳感器的組裝與調(diào)試

任務(wù)描述：根據(jù)系統(tǒng)場(chǎng)景設(shè)計(jì)要求，對(duì)傳感器環(huán)境檢測(cè)應(yīng)用單元

的空氣質(zhì)量傳感器、色標(biāo)傳感器、健康管理應(yīng)用單元的RFID傳感器以

及傳感器倉(cāng)儲(chǔ)管理應(yīng)用單元的二維碼傳感器進(jìn)行安裝和電氣接線。通

過(guò)各傳感器自帶操作界面或配套的調(diào)試工具軟件設(shè)置或調(diào)試傳感器參

數(shù)，實(shí)現(xiàn)傳感器與調(diào)試軟件互聯(lián)互通。

在此任務(wù)中傳感器環(huán)境檢測(cè)應(yīng)用單元和傳感器倉(cāng)儲(chǔ)管理應(yīng)用單元

的PLC程序及這兩個(gè)單元的觸摸屏數(shù)據(jù)監(jiān)控畫面已經(jīng)由技術(shù)保障人員

下載完成，競(jìng)賽選手只需要按照要求對(duì)傳感器進(jìn)行安裝、接線與參數(shù)

調(diào)試。需要選手完成的任務(wù)有：

（一）空氣質(zhì)量傳感器安裝調(diào)試

將空氣質(zhì)量傳感器安裝到正確位置，完成傳感器的電源線和通訊

信號(hào)線的連接，利用輔助調(diào)試工具軟件設(shè)置和調(diào)試傳感器通訊參數(shù)，

并把傳感器數(shù)據(jù)（PM2.5、噪音、溫濕度）顯示相對(duì)應(yīng)的調(diào)試軟件界面

上。

本任務(wù)所需參考資料和使用的工具軟件如下：

1.空氣質(zhì)量傳感器電氣連接原理見電子文檔-單元原理圖中附件

1-1單元接線圖。

2.空氣質(zhì)量傳感器配置通訊地址、波特率、奇偶校驗(yàn)等參數(shù)見表

4。

3.空氣質(zhì)量傳感器安裝位置效果如圖1-1所示。

4.空氣質(zhì)量調(diào)試工具軟件見輔助調(diào)試軟件“空氣質(zhì)量調(diào)試軟件”，

相應(yīng)界面如圖1-2所示。

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四合一

傳感器

圖1-1空氣質(zhì)量傳感器安裝圖

圖1-2空氣質(zhì)量調(diào)試軟件界面

（二）色標(biāo)傳感器安裝調(diào)試

將色標(biāo)傳感器安裝到正確位置，完成傳感器的電源線和通訊信號(hào)

線的連接，利用輔助技術(shù)手冊(cè)設(shè)置和調(diào)試傳感器通訊參數(shù)，可以進(jìn)行

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物料顏色分別。

本任務(wù)所需參考資料和使用的技術(shù)手冊(cè)及視頻如下：

1.色標(biāo)傳感器電氣連接原理見附件電子文檔-單元原理圖中1-7

接線圖。

2.色標(biāo)傳感器安裝位置如圖1-3所示。

3.色標(biāo)傳感器手冊(cè)詳見電子文檔附件顏色傳感器使用說(shuō)明書。

圖1-3色標(biāo)傳感器安裝位置圖

（三）RFID傳感器安裝調(diào)試

將RFID傳感器安裝到正確位置，完成傳感器的電源線和通訊信號(hào)

線的連接，利用輔助調(diào)試工具軟件設(shè)置和調(diào)試傳感器通訊參數(shù)，并把

傳感器數(shù)據(jù)顯示相對(duì)應(yīng)的調(diào)試軟件界面上。

本任務(wù)所需參考資料和使用的工具軟件如下：

1.RFID傳感器電氣連接原理見電子文檔-單元原理圖中附件1-3

單元接線圖。

2.RFID傳感器安裝位置效果如圖1-4所示。

3.RFID調(diào)試工具軟件見輔助調(diào)試軟件“RFID調(diào)試軟件”，相應(yīng)界

面如圖1-5所示。

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RFID傳感器

圖1-4RFID安裝位置圖

圖1-5RFID軟件界面

（四）二維碼傳感器安裝調(diào)試

將二維碼傳感器安裝到正確位置，完成傳感器的電源線和通訊信

號(hào)線的連接，參考二維碼傳感器用戶手冊(cè)設(shè)置和調(diào)試傳感器通訊參數(shù)，

并把傳感器數(shù)據(jù)顯示相對(duì)應(yīng)的調(diào)試軟件界面上。

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本任務(wù)所需參考資料和使用的技術(shù)手冊(cè)如下：

1.二維碼傳感器電氣連接原理見電子文檔-單元原理圖中附件1-5

接線圖。

2.二維碼傳感器安裝位置如圖1-6所示。

3.二維碼傳感器手冊(cè)詳見電子文檔附件2-2二維掃碼器用戶手

冊(cè)。

4.二維碼傳感器調(diào)試工具軟件見輔助調(diào)試軟件“掃碼器調(diào)試軟

件”，相應(yīng)界面如圖1-7所示。

圖1-6二維碼傳感器安裝位置圖

圖1-7掃碼器調(diào)試軟件

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任務(wù)2：智能傳感器的組網(wǎng)與測(cè)試

任務(wù)描述：振動(dòng)傳感器、扭力傳感器與RFID傳感器（選手安裝）

已經(jīng)安裝于傳感器健康管理應(yīng)用單元，稱重傳感器與視覺(jué)傳感器已經(jīng)

安裝于傳感器質(zhì)量檢測(cè)應(yīng)用單元。請(qǐng)選手編寫振動(dòng)傳感器、RFID傳感

器、扭力傳感器、視覺(jué)傳感器和稱重傳感器的PLC之間通訊程序，（以

不同的通訊參數(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集）使PLC能采集這些傳感器數(shù)據(jù)，并且

編寫這幾個(gè)傳感器所屬單元與主站單元的PLC通訊組網(wǎng)程序，組態(tài)觸

摸屏傳感器測(cè)試畫面，上傳所采集到的傳感器數(shù)據(jù)并顯示在觸摸屏上，

完成對(duì)傳感器采集數(shù)據(jù)的測(cè)試，確保傳感器采集數(shù)據(jù)正確，以便后續(xù)

編寫相應(yīng)單元的應(yīng)用程序。

主站PLC與傳感器健康管理應(yīng)用單元、傳感器質(zhì)量檢測(cè)應(yīng)用單元

與主站單元與的通訊方式是ProfiNet智能IO協(xié)議方式，系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)

構(gòu)如圖2-1所示，各單元PLC之間的通訊協(xié)議數(shù)據(jù)分配見電子文檔附

件4-1通訊協(xié)議。

圖2-1系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D

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傳感器健康管理應(yīng)用單元測(cè)試畫面如圖2-2所示，傳感器質(zhì)量檢

測(cè)應(yīng)用單元測(cè)試畫面如圖2-3所示。

圖2-2傳感器健康管理應(yīng)用單元測(cè)試畫面

圖2-3傳感器質(zhì)量檢測(cè)應(yīng)用單元測(cè)試畫面

在此任務(wù)中主站PLC程序已經(jīng)由技術(shù)保障人員下載完成，競(jìng)賽選

手只需要按照要求對(duì)傳感器進(jìn)行通訊組網(wǎng)編程與調(diào)試，組態(tài)觸摸屏傳

感器測(cè)試畫面，顯示傳感器測(cè)試數(shù)據(jù)?，F(xiàn)在需要選手具體完成的任務(wù)

有：

（一）振動(dòng)傳感器的組網(wǎng)與測(cè)試

要求對(duì)傳感器健康管理應(yīng)用單元振動(dòng)傳感器通訊進(jìn)行參數(shù)設(shè)置和

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通訊程序編寫，組態(tài)觸摸屏傳感器測(cè)試畫面，實(shí)現(xiàn)HMI觸摸屏界面實(shí)

時(shí)顯示振動(dòng)傳感器監(jiān)測(cè)電機(jī)的Z軸加速度、X軸加速度和發(fā)熱溫度等

參數(shù)，顯示數(shù)據(jù)要求如圖2-2所示振動(dòng)傳感器顯示區(qū)域。

本任務(wù)所需參考資料和使用的技術(shù)手冊(cè)如下：

1.振動(dòng)傳感器通訊地址、波特率、奇偶校驗(yàn)等參數(shù)配置見表4。

2.振動(dòng)傳感器手冊(cè)詳見電子文檔附件2-3振動(dòng)傳感器用戶手冊(cè)。

3.振動(dòng)傳感器輔助調(diào)試軟件“振動(dòng)調(diào)試軟件”如圖2-4所示。

圖2-4振動(dòng)傳感器調(diào)試軟件

（二）扭矩傳感器的組網(wǎng)與測(cè)試

要求對(duì)傳感器質(zhì)量檢測(cè)應(yīng)用單元扭矩傳感器通訊進(jìn)行參數(shù)設(shè)置和

通訊程序編寫，組態(tài)觸摸屏傳感器測(cè)試畫面，實(shí)現(xiàn)觸摸屏實(shí)時(shí)顯示扭

矩值，顯示數(shù)據(jù)要求如圖2-2所示的扭矩傳感器顯示區(qū)域。

本任務(wù)所需參考資料和使用的技術(shù)手冊(cè)如下：

1.扭矩傳感器通訊地址、波特率、奇偶校驗(yàn)等參數(shù)配置見表4。

2.扭矩傳感器手冊(cè)詳見電子文檔附件扭矩傳感器說(shuō)明書。

3.扭矩傳感器輔助調(diào)試軟件“扭矩與稱重調(diào)試軟件”如圖2-5所

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示。

圖2-5扭矩與稱重傳感器調(diào)試軟件

（三）RFID傳感器的組網(wǎng)與測(cè)試

要求對(duì)傳感器健康管理應(yīng)用單元RFID傳感器通訊進(jìn)行參數(shù)設(shè)置

和通訊程序編寫，組態(tài)觸摸屏傳感器測(cè)試畫面，實(shí)現(xiàn)觸摸屏顯示RFID

標(biāo)簽檢測(cè)標(biāo)志、RFID讀取的標(biāo)簽數(shù)據(jù)，并且能夠?qū)懭霕?biāo)簽數(shù)據(jù)到RFID，

(寫入場(chǎng)次和工位號(hào))讀寫數(shù)據(jù)要求如圖2-2所示的RFID傳感器區(qū)域。

本任務(wù)所需參考資料和使用的技術(shù)手冊(cè)如下：

1.RFID傳感器IP地址與端口分配見表3。

2.RFID傳感器手冊(cè)詳見電子文檔技術(shù)手冊(cè)中“RFID傳感器用戶

手冊(cè)”。

3.RFID傳感器輔助調(diào)試軟件“RFID調(diào)試軟件”如圖2-6所示。

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圖2-6RFID調(diào)試軟件

（四）視覺(jué)傳感器的組網(wǎng)與測(cè)試

要求對(duì)傳感器質(zhì)量檢測(cè)應(yīng)用單元視覺(jué)傳感器通訊進(jìn)行參數(shù)設(shè)置和

通訊程序編寫，組態(tài)觸摸屏傳感器測(cè)試畫面，實(shí)現(xiàn)觸摸屏實(shí)時(shí)顯示視

覺(jué)讀取的像素值、計(jì)算劃痕率等數(shù)據(jù)，顯示數(shù)據(jù)要求如圖2-3所示的

視覺(jué)傳感器顯示區(qū)域。

本任務(wù)所需參考資料和使用的技術(shù)手冊(cè)如下：

1.視覺(jué)傳感器IP地址與端口分配見表3。

2.視覺(jué)傳感器手冊(cè)詳見電子文檔技術(shù)手冊(cè)中“視覺(jué)傳感器用戶手

冊(cè)”。

3.視覺(jué)傳感器輔助調(diào)試軟件“視覺(jué)調(diào)試軟件”如圖2-7所示。

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圖2-7視覺(jué)調(diào)試軟件

（五）稱重傳感器的組網(wǎng)與測(cè)試

要求對(duì)傳感器質(zhì)量檢測(cè)應(yīng)用單元稱重傳感器通訊進(jìn)行參數(shù)設(shè)置和

通訊程序編寫，組態(tài)觸摸屏傳感器測(cè)試畫面，實(shí)現(xiàn)觸摸屏實(shí)時(shí)顯示稱

重?cái)?shù)值，顯示數(shù)據(jù)要求如圖2-3所示的稱重傳感器顯示區(qū)域。

本任務(wù)所需參考資料和使用的技術(shù)手冊(cè)如下：

（1）稱重傳感器通訊地址、波特率、奇偶校驗(yàn)等參數(shù)配置見表4。

（2）稱重傳感器手冊(cè)詳見電子文檔附件稱重傳感器說(shuō)明書。

（3）稱重傳感器輔助調(diào)試軟件“扭矩與稱重調(diào)試軟件”如圖2-5

所示。

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任務(wù)3：智能傳感器典型應(yīng)用與調(diào)試

任務(wù)描述：現(xiàn)有一套AGV小車、M1機(jī)器人和3D視覺(jué)，下文稱三

個(gè)設(shè)備組裝整體為“移動(dòng)機(jī)器人”，完整的控制程序已經(jīng)下載到這些

設(shè)備控制器中，技術(shù)人員已經(jīng)進(jìn)行了部分調(diào)試，要求選手使用3D相機(jī)

采集圖像數(shù)據(jù)，并將采集到的圖像數(shù)據(jù)傳輸?shù)饺斯ぶ悄苡?jì)算單元中，

對(duì)該數(shù)據(jù)進(jìn)行清洗和標(biāo)注得到需要訓(xùn)練的標(biāo)注數(shù)據(jù)，制作成數(shù)據(jù)集。

使用深度學(xué)習(xí)框架對(duì)該數(shù)據(jù)集進(jìn)行訓(xùn)練，得到目標(biāo)檢測(cè)模型，并部署

該模型，移動(dòng)機(jī)器人可調(diào)動(dòng)該模型算法，實(shí)現(xiàn)目標(biāo)的識(shí)別與檢測(cè)，通

過(guò)編程調(diào)試完成基于3D視覺(jué)的機(jī)器人典型工作任務(wù)。

如圖3-1所示為設(shè)備平面布局圖，圖中符號(hào)“1號(hào)點(diǎn)”、“2號(hào)點(diǎn)”、

“3號(hào)點(diǎn)”、“4號(hào)點(diǎn)”、“5號(hào)點(diǎn)”所標(biāo)注的位置是指移動(dòng)機(jī)器人各

個(gè)工位的過(guò)度點(diǎn)。

圖3-1設(shè)備平面布局

現(xiàn)在需要選手具體完成的任務(wù)有：

（一）超聲波傳感器應(yīng)用調(diào)試——AGV地圖點(diǎn)位標(biāo)定示教

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利用賽場(chǎng)提供的AGV配置軟件QtEAIDllDemo.exe對(duì)AGV的1到5

號(hào)資源點(diǎn)進(jìn)行示教（資源點(diǎn)是指AGV到達(dá)充電點(diǎn)之前的零時(shí)過(guò)渡點(diǎn)位，

如圖3-2所示），利用串口/網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)調(diào)試器軟件sscom5.13.1.exe進(jìn)

行AGV點(diǎn)位測(cè)試運(yùn)行，AGV小車要求如下：

1.打開QtEAIDllDemo.exe軟件連接AGV，并手動(dòng)建立正確的地圖，

并保存地圖，設(shè)置正確初始位置。

2.在QtEAIDllDemo.exe軟件參數(shù)設(shè)置選項(xiàng)里設(shè)置合適的行走速

度和轉(zhuǎn)動(dòng)速度。

3.增加合適的1號(hào)資源點(diǎn)和2號(hào)資源點(diǎn)：要求從1號(hào)點(diǎn)移動(dòng)到2

號(hào)點(diǎn)的過(guò)程中，AGV上面的M1機(jī)器人不能碰撞到平臺(tái)支架，2號(hào)點(diǎn)能

夠正確引導(dǎo)到①號(hào)工位充電點(diǎn)。

4.增加合適的3號(hào)資源點(diǎn)：要求AGV從3號(hào)點(diǎn)能夠正確引導(dǎo)到②

號(hào)工位充電點(diǎn)。

5.增加合適的4號(hào)資源點(diǎn)：要求AGV從4號(hào)點(diǎn)能夠正確引導(dǎo)到③

號(hào)工位充電點(diǎn)。

6.增加合適的5號(hào)資源點(diǎn)：要求AGV從5號(hào)點(diǎn)能夠正確引導(dǎo)到④

號(hào)工位充電點(diǎn)。

7.在QtEAIDllDemo.exe軟件里新建一個(gè)任務(wù)：要求把5個(gè)資源點(diǎn)

都添加進(jìn)同一任務(wù)里面，建立任務(wù)完成后，能夠用sscom5.13.1.exe

自由控制AGV前往任意資源點(diǎn)或充點(diǎn)電。

AGV小車調(diào)試指令與IP說(shuō)明：

通信方式選擇TCP_Client；

IP地址：192.168.31.200，端口：9093；

移動(dòng)到目標(biāo)資源點(diǎn)調(diào)試指令為：B1GotoTarget;X#（其中X為目

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標(biāo)資源點(diǎn)編號(hào)）。

目標(biāo)資源點(diǎn)引導(dǎo)到充點(diǎn)電：B1Recharge;#

停止當(dāng)前任務(wù)：B1StopWork;#

注意：發(fā)送B1Recharge;#指令前必須要確認(rèn)AGV小車處于資源點(diǎn)

位置。

圖3-2資源點(diǎn)與充電示意圖

（二）3D視覺(jué)視覺(jué)圖像，數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)清洗、數(shù)據(jù)標(biāo)注

利用賽場(chǎng)提供的視覺(jué)編程軟件對(duì)3D視覺(jué)和M1機(jī)器人的一號(hào)工位

的所有點(diǎn)位進(jìn)行視覺(jué)圖像的采集工作，采集后的數(shù)據(jù)傳輸?shù)饺斯ぶ悄?/p>

計(jì)算單元中完成數(shù)據(jù)的清洗及標(biāo)注工作，制作訓(xùn)練集。數(shù)據(jù)標(biāo)注平臺(tái)

如圖3-3所示。

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圖3-3數(shù)據(jù)標(biāo)注平臺(tái)

1.選手根據(jù)任務(wù)實(shí)現(xiàn)效果，采集合適的圖像數(shù)據(jù)。

2.將采集到的圖像數(shù)據(jù)傳輸?shù)饺斯ぶ悄苡?jì)算單元中，根據(jù)任務(wù)要

求，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行清洗，保留合適的圖像數(shù)據(jù)。

3.相機(jī)利用采集的照片可以進(jìn)行物料瓶是否缺陷檢測(cè)。

4.在人工智能計(jì)算單元中，打開谷歌瀏覽器，分別輸入數(shù)據(jù)標(biāo)注

平臺(tái)的管理員、標(biāo)注員、審核員的地址跟登錄信息，打開對(duì)應(yīng)的工作

界面。使用標(biāo)注平臺(tái)，完成圖像的數(shù)據(jù)標(biāo)注工作，制作模型訓(xùn)練數(shù)據(jù)

集。數(shù)據(jù)標(biāo)注如圖3-4所示。

圖3-4數(shù)據(jù)標(biāo)注

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（三）目標(biāo)檢測(cè)模型訓(xùn)練

利用制作出來(lái)的訓(xùn)練集。使用人工智能計(jì)算單元上的深度學(xué)習(xí)框

架PyTorch及目標(biāo)檢測(cè)工具包mmdetection訓(xùn)練模型，并部署訓(xùn)練后

的模型，機(jī)器人能夠調(diào)用該模型實(shí)現(xiàn)物料瓶不合格瓶判斷及位置計(jì)算，

如圖3-5所示。選手需打開pycharm軟件，對(duì)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)參數(shù)進(jìn)行修改，

并修改數(shù)據(jù)路徑，完成數(shù)據(jù)模型的訓(xùn)練及部署要求。

1.根據(jù)給出的深度學(xué)習(xí)框架PyTorch，調(diào)整深度學(xué)習(xí)參數(shù)，對(duì)制

作的訓(xùn)練集進(jìn)行訓(xùn)練。

2.并優(yōu)化該模型進(jìn)行部署，使其能夠調(diào)用。

圖3-5模型訓(xùn)練

（四）機(jī)械臂控制程序的編寫。

編寫機(jī)器人程序，使機(jī)器人能夠?qū)崿F(xiàn)一號(hào)工位物料瓶識(shí)別、不合

格瓶子分揀、抓取及傳感器環(huán)境監(jiān)測(cè)應(yīng)用單元位置上的抓取與放置，

利用串口/網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)調(diào)試器軟件發(fā)送相關(guān)命令進(jìn)行調(diào)試，要求如下：

1.選手根據(jù)部署后的目標(biāo)檢測(cè)模型，調(diào)用該模型信息，使機(jī)器人

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能夠識(shí)別目標(biāo)位置。

2.修改參數(shù)信息，調(diào)節(jié)機(jī)械臂實(shí)現(xiàn)目標(biāo)的抓取。

3.完成一號(hào)工位放置空瓶到傳送帶任務(wù)節(jié)點(diǎn)的工作，使機(jī)器人3D

抓取空瓶后能準(zhǔn)確放置到一號(hào)工位的傳送帶上；

4.完成從一號(hào)工位傳送帶末端取瓶子任務(wù)的工作，使機(jī)器人能準(zhǔn)

確定位抓取瓶子，對(duì)不合格瓶子進(jìn)行分揀；

任務(wù)4：智能傳感器綜合應(yīng)用

任務(wù)描述：在完成任務(wù)一到任務(wù)三后，設(shè)備聯(lián)機(jī)運(yùn)行與調(diào)試只差

傳感器設(shè)備健康管理應(yīng)用單元和傳感器質(zhì)量檢測(cè)應(yīng)用單元的邏輯控制

程序及這兩個(gè)單元的聯(lián)機(jī)控制程序?，F(xiàn)要求選手編寫兩個(gè)單元的PLC

控制程序，使整個(gè)設(shè)備能夠按照系統(tǒng)要求聯(lián)機(jī)運(yùn)行，所有單元數(shù)據(jù)能

夠傳送到上位機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)可視化展示。

1.上位機(jī)系統(tǒng)主控畫面如圖4-1所示。

2.傳感器設(shè)備健康管理應(yīng)用單元PLCI/O功能分配見表4-1。

3.傳感器質(zhì)量檢測(cè)應(yīng)用單元PLCI/O功能分配見表4-2。

圖4-1上位機(jī)系統(tǒng)主控界面

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表4-1傳感器健康管理應(yīng)用單元PLCI/O功能分配表

序號(hào)IO名稱功能描述備注

1I0.0按下啟動(dòng)按鈕

2I0.1按下停止按鈕

3I0.2按下復(fù)位按鈕

4I0.3按下聯(lián)機(jī)按鈕

5I2.0瓶蓋料筒感應(yīng)

6I2.1加蓋位傳感器

7I2.2擰蓋位傳感器

8I2.3加蓋升降氣缸上限

9I2.4加蓋伸縮氣缸伸出后限

10I2.5加蓋定位氣缸后限位

11I2.6擰蓋升降氣缸上限位

12I2.7擰蓋定位氣缸后限位

13Q0.0啟動(dòng)指示燈亮

14Q0.1停止指示燈亮

15Q0.2復(fù)位指示燈亮

16Q2.0主輸送帶正轉(zhuǎn)

17Q2.1主輸送帶反轉(zhuǎn)

18Q2.2電機(jī)正轉(zhuǎn)

19Q2.3電機(jī)反轉(zhuǎn)

20Q4.0加蓋伸縮氣缸

21Q4.2加蓋升降氣缸

22Q4.4加蓋定位氣缸

23Q4.6擰蓋升降氣缸

24Q5.0擰蓋定位氣缸

表4-2傳感器質(zhì)量管理應(yīng)用單元PLCI/O功能分配表

序號(hào)IO名稱功能描述備注

1I0.0啟動(dòng)按鈕

2I0.1停止按鈕

3I0.2復(fù)位按鈕

4I0.3聯(lián)機(jī)按鈕

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5I2.0進(jìn)料檢測(cè)傳感器

6I2.1旋緊檢測(cè)傳感器

7I2.2視覺(jué)檢測(cè)傳感器

8I2.3不合格到位檢測(cè)傳感器

9I2.4分揀氣缸定位后限

10I2.5稱重升降上限

11I2.6稱重升降下限

12I2.7稱重伸縮前限

13I3.0稱重伸縮后限

14Q0.0啟動(dòng)指示燈亮

15Q0.1停止指示燈亮

16Q0.2復(fù)位指示燈亮

17Q2.0主輸送帶正轉(zhuǎn)

18Q2.1主輸送帶反轉(zhuǎn)

19Q2.2廢料電機(jī)正轉(zhuǎn)

20Q2.3廢料電機(jī)反轉(zhuǎn)

21Q4.2稱重升降氣缸

22Q4.4稱重氣爪

23Q4.6稱重伸縮氣缸

24Q5.0皮帶推料氣缸

現(xiàn)在需要選手具體完成的任務(wù)包括：

（一）傳感器設(shè)備健康管理應(yīng)用與調(diào)試

編寫完成傳感器設(shè)備健康管理應(yīng)用單元的單機(jī)應(yīng)用程序，使該單

元設(shè)備控制配合上位機(jī)軟件，實(shí)現(xiàn)傳感器的設(shè)備健康管理應(yīng)用功能。

具體控制要求如下：

初始狀態(tài)：主輸送帶停止、加蓋定位氣缸縮回、加蓋伸縮氣缸縮

回、加蓋升降氣缸縮回、擰蓋定位氣缸縮回、擰蓋電機(jī)停止、擰蓋升

降氣缸縮回，氣源二聯(lián)件壓力表調(diào)節(jié)到0.4MPa～0.5MPa。

單元復(fù)位控制：

1.上電，設(shè)備任一部件不在初始位置，系統(tǒng)自動(dòng)復(fù)位；

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2.或者系統(tǒng)處于停止?fàn)顟B(tài)下，按下“復(fù)位”按鈕系統(tǒng)自動(dòng)復(fù)位。

其他運(yùn)行狀態(tài)下按此按鈕無(wú)效；

3.“復(fù)位”燈（黃色燈，下同）閃亮顯示；

4.“停止”（紅色燈，下同）燈滅；

5.“啟動(dòng)”（綠色燈，下同）燈滅；

6.所有部件回到初始位置；

7.“復(fù)位”燈（黃色燈）常亮，系統(tǒng)進(jìn)入就緒狀態(tài)。

單元啟動(dòng)控制：

1.系統(tǒng)在就緒狀態(tài)按啟動(dòng)按鈕，單元進(jìn)入運(yùn)行狀態(tài)，而停止?fàn)顟B(tài)

下按此按鈕無(wú)效；

2.“啟動(dòng)”指示燈亮；

3.“復(fù)位”指示燈滅；

4.主輸送帶啟動(dòng)正轉(zhuǎn)運(yùn)行；

5.手動(dòng)將無(wú)蓋物料瓶放置到該單元起始端；

6.當(dāng)加蓋位檢測(cè)傳感器檢測(cè)到有物料瓶，RFID讀取瓶子上標(biāo)簽數(shù)

據(jù),并等待物料瓶運(yùn)行到加蓋工位下方時(shí)停止；

7.加蓋定位氣缸推出，將物料瓶準(zhǔn)確固定；

8.如果加蓋機(jī)構(gòu)內(nèi)無(wú)瓶蓋，即瓶蓋料筒檢測(cè)傳感器不得電，加蓋

機(jī)構(gòu)不動(dòng)作；

（1）紅色停止指示燈閃亮(f=1Hz)；

（2）手動(dòng)將蓋子放入后，瓶蓋料筒檢測(cè)傳感器感應(yīng)到瓶蓋，紅色

停止指示燈滅；

（3）加蓋機(jī)構(gòu)開始運(yùn)行，繼續(xù)第（9）步動(dòng)作；

9.如果加蓋機(jī)構(gòu)有瓶蓋，瓶蓋料筒檢測(cè)傳感器得電，加蓋伸縮氣

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缸推出，將瓶蓋推到落料口；

10.加蓋升降氣缸伸出，將瓶蓋壓下；

11.瓶蓋準(zhǔn)確落在物料瓶上，無(wú)偏斜；

12.加蓋伸縮氣缸縮回；

13.加蓋升降氣缸縮回；

14.加蓋定位氣缸縮回；

15.主輸送帶啟動(dòng)；

16.當(dāng)擰蓋位檢測(cè)傳感器檢測(cè)到有物料瓶，并等待物料瓶運(yùn)行到擰

蓋工位下方時(shí)，輸送帶停止；

17.擰蓋定位氣缸推出，將物料瓶準(zhǔn)確固定；

18.擰蓋電機(jī)開始旋轉(zhuǎn)；

19.擰蓋升降氣缸下降；

20.達(dá)到扭力傳感器瓶數(shù)值時(shí),擰蓋電機(jī)停止運(yùn)行；

21.擰蓋升降氣缸縮回；

22.主輸送帶啟動(dòng)；

23.當(dāng)物料瓶輸送到輸送帶末端時(shí)，人工取走物料瓶。

單元停止控制：

1.系統(tǒng)在運(yùn)行狀態(tài)按“停止”按鈕，單元立即停止，所有機(jī)構(gòu)不

工作；

2.“停止”指示燈亮；“運(yùn)行”指示燈滅；復(fù)位指示燈滅。

（二）傳感器產(chǎn)品質(zhì)量檢測(cè)應(yīng)用與調(diào)試

編寫完成傳感器產(chǎn)品質(zhì)量檢測(cè)應(yīng)用單元的單機(jī)應(yīng)用程序，使該單

元設(shè)備控制配合上位機(jī)軟件，實(shí)現(xiàn)傳感器的質(zhì)量檢測(cè)應(yīng)用功能。具體

控制要求如下：

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初始位置：主輸送帶停止、輔輸送帶停止、分揀氣缸縮回、檢測(cè)

裝置燈帶不亮，氣源二聯(lián)件壓力表調(diào)節(jié)到0.4MPa～0.5MPa。

控制要求：

1.上電，系統(tǒng)處于“停止”狀態(tài)下?！巴Ｖ埂敝甘緹袅?，“啟動(dòng)”

和“復(fù)位”指示燈滅；

2.在“停止”狀態(tài)下，按下“復(fù)位”按鈕，該單元復(fù)位，復(fù)位過(guò)

程中，“復(fù)位”指示燈閃亮，所有機(jī)構(gòu)回到初始位置。復(fù)位完成后，

“復(fù)位”指示燈常亮，“啟動(dòng)”和“停止”指示燈滅?！斑\(yùn)行”或“復(fù)

位”狀態(tài)下，按“啟動(dòng)”按鈕無(wú)效；

3.在“復(fù)位”就緒狀態(tài)下，按下“啟動(dòng)”按鈕，單元啟動(dòng)，“啟

動(dòng)”指示燈亮，“停止”和“復(fù)位”指示燈滅；

4.主輸送帶啟動(dòng)運(yùn)行；

5.手動(dòng)將上一站填裝的物料瓶放置到該單元起始端；

6.當(dāng)進(jìn)料檢測(cè)傳感器檢測(cè)到有物料瓶且旋緊檢測(cè)傳感器無(wú)動(dòng)作，

經(jīng)過(guò)視覺(jué)檢測(cè)傳感器后，皮帶停止；

7.視覺(jué)拍照識(shí)別瓶蓋的顏色；

8.完成拍照后稱重氣爪將物料瓶抓取至稱重臺(tái)；

9.完成稱重讀數(shù)后，判斷重量是否合格，稱重氣爪物料瓶抓取至

主皮帶上；

10.主皮帶啟動(dòng)；

11.當(dāng)物料瓶經(jīng)過(guò)不合格到位檢測(cè)傳感器時(shí)，如果瓶子不合格傳感

器動(dòng)作，觸發(fā)分揀氣缸電磁閥得電，當(dāng)?shù)竭_(dá)分揀氣缸位置時(shí)即被推到

輔輸送帶上，合格物料瓶即被輸送到主輸送帶的末端；

12.在任何啟動(dòng)運(yùn)行狀態(tài)下，按下“停止”按鈕，該單元立即停止，

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所有機(jī)構(gòu)不工作，“停止”指示燈亮，“啟動(dòng)”和“復(fù)位”指示燈滅。

（三）傳感器綜合應(yīng)用系統(tǒng)編程與調(diào)試

根據(jù)以下系統(tǒng)聯(lián)機(jī)運(yùn)行控制要求，完善編寫傳感器健康管理應(yīng)用

單元功能、傳感器質(zhì)量檢測(cè)應(yīng)用單元的聯(lián)機(jī)運(yùn)行程序，完成傳感器在

生產(chǎn)線的綜合應(yīng)用功能。具體流程如下：

1.自動(dòng)流程啟動(dòng)前工業(yè)機(jī)器人執(zhí)行任務(wù)0（任務(wù)0指令含義見表

3-1，下同），讓機(jī)器人處于安全位置；

2.移動(dòng)小車移動(dòng)至①號(hào)工位,工業(yè)機(jī)器人執(zhí)行任務(wù)1，抓取空瓶，

將不合格瓶子分揀到賽場(chǎng)指定位置，合格瓶子放傳感器環(huán)境監(jiān)測(cè)應(yīng)用

單元上料工位；

3.工業(yè)機(jī)器人在②號(hào)工位等待傳感器環(huán)境監(jiān)測(cè)應(yīng)用單元完成加工

后，執(zhí)行任務(wù)2取走皮帶末端的瓶子；

4.移動(dòng)小車移動(dòng)至②號(hào)工位,工業(yè)機(jī)器人執(zhí)行任務(wù)3放瓶子，等待

傳感器健康管理應(yīng)用單元加工完成；

5.傳感器健康管理應(yīng)用單元加工完成后；工業(yè)機(jī)器人執(zhí)行任務(wù)4

取走皮帶末端瓶子；

6.移動(dòng)小車移動(dòng)至③號(hào)工位,工業(yè)機(jī)器人執(zhí)行任務(wù)5放瓶子，等待

傳感器質(zhì)量檢測(cè)應(yīng)用單元加工完成；

7.傳感器質(zhì)量檢測(cè)應(yīng)用單元加工完成后；工業(yè)機(jī)器人執(zhí)行任務(wù)6

取走皮帶末端瓶子；

8.移動(dòng)小車移動(dòng)至④號(hào)工位,工業(yè)機(jī)器人執(zhí)行任務(wù)7放瓶子，完成

任務(wù)7后；移動(dòng)小車返回①號(hào)工位；

9.當(dāng)移動(dòng)小車到達(dá)①號(hào)工位后。重復(fù)第（2）到（8）步共3次，

每次重復(fù)在④號(hào)工位時(shí)工業(yè)機(jī)器人任務(wù)分別執(zhí)任務(wù)8-任務(wù)10；

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2021年全國(guó)行業(yè)職業(yè)技能競(jìng)賽——第二屆全國(guó)人工智能應(yīng)用技術(shù)技能大賽樣題

10.完成4個(gè)物料瓶放置物料盒后，成品進(jìn)行入庫(kù)，移④號(hào)至安全

位置等待命令；任務(wù)流程完成后，黃色狀態(tài)信號(hào)燈亮，設(shè)備處于初始

狀態(tài)。

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附件1

2021年全國(guó)行業(yè)職業(yè)技能競(jìng)賽

——第二屆全國(guó)人工智能應(yīng)用技術(shù)技能大賽

計(jì)算機(jī)及外部設(shè)備裝配調(diào)試員

（智能傳感器應(yīng)用技術(shù)）

（學(xué)生組）

實(shí)操樣題

組委會(huì)技術(shù)工作委員會(huì)

2021年10月

2021年全國(guó)行業(yè)職業(yè)技能競(jìng)賽——第二屆全國(guó)人工智能應(yīng)用技術(shù)技能大賽樣題

重要說(shuō)明

1．比賽時(shí)間300分鐘，180分鐘后，選手可以棄賽，但不可提前離

開賽位場(chǎng)地，需要在賽位指定位置，與比賽設(shè)備隔離。

2．比賽共包括4個(gè)任務(wù)，總分100分，見表1。

表1比賽任務(wù)及配分表

序號(hào)任務(wù)名稱配分說(shuō)明

1任務(wù)一典型傳感器的組裝與調(diào)試20

2任務(wù)二智能傳感器的組網(wǎng)與測(cè)試20

3任務(wù)三智能傳感器的典型應(yīng)用25

4任務(wù)四智能傳感器綜合應(yīng)用30

5安全規(guī)范5

合計(jì)100

3．AGV小車與M1機(jī)器人的電池充滿電情況下正常使用可以維持5

個(gè)小時(shí)左右時(shí)間，選手在不使用機(jī)器人時(shí)，請(qǐng)關(guān)閉機(jī)器人電源，并保

持充電狀態(tài)。

4．整個(gè)任務(wù)書分4個(gè)任務(wù)，每個(gè)任務(wù)完成后選手可舉手向裁判示

意請(qǐng)求評(píng)分，裁判安排對(duì)該任務(wù)進(jìn)行評(píng)分，只有在任務(wù)一、二、三完

成評(píng)分后，選手才可以進(jìn)行任務(wù)四的工作，評(píng)判任務(wù)四時(shí)，不再對(duì)前

三個(gè)任務(wù)進(jìn)行評(píng)分。

5．需要裁判驗(yàn)收的各項(xiàng)任務(wù)，任務(wù)完成后裁判只驗(yàn)收1次，請(qǐng)根

據(jù)賽題說(shuō)明，確認(rèn)完成后再提請(qǐng)裁判驗(yàn)收。

6．比賽所需要的資料及軟件都以電子版的形式保存在工位計(jì)算機(jī)

里指定位置D:\ZL\，具體清單見表2。

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2021年全國(guó)行業(yè)職業(yè)技能競(jìng)賽——第二屆全國(guó)人工智能應(yīng)用技術(shù)技能大賽樣題

表2電子檔資料明細(xì)表

序號(hào)電子資料名稱備注

1單元原理圖包含接線圖：附件1-1、1-3、1-5、1-7

包含四合一、色標(biāo)、震動(dòng)、扭力、RFID、稱重、2D

2器件技術(shù)手冊(cè)

相機(jī)、二維碼等傳感器手冊(cè)

3硬件IO配置表包含1-4單元硬件IO地址

4通訊協(xié)議包含1-3單元從站與4單元主站地址映射

包含四合一、色標(biāo)、震動(dòng)、扭力、RFID、稱重、2D

5調(diào)試軟件

相機(jī)、二維碼傳感器調(diào)試軟件、網(wǎng)絡(luò)測(cè)試調(diào)試軟件

7．競(jìng)賽平臺(tái)系統(tǒng)中主要模塊的IP地址預(yù)分配見表3，通訊協(xié)議

見表4。

表3系統(tǒng)IP地址分配表

序號(hào)名