1、高职组现代电气控制系统安装与调试赛项题库07平面仓库2016年全国职业院校技能大赛现代电气控制系统安装与调试（总时间：240分钟）工作任务书场次号 工位号 注意事项一、 本任务书共10页，如出现缺页、字迹不清等问题，请及时 向裁判示意，进行任务书的更换。二、 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（GB50254-9验收。三、 不得擅自更改设备已有器件位置和线路， 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。四、 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
2、件经现场裁判测定完好属参赛选手误判时，每次扣参赛队 3分；若因人为操作损坏器件，酌情扣 5-10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。五、 所编PLG触摸屏等程序必须保存到计算机的“ 场次号 -工位号”文件夹下，场次号和工位号以现场抽签为准。六、 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。七、 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，不得带离考场。请按要求在4个小时内完成以下工作任务：一、 按“平面仓库系统控制要求”，设计电气控制原理图，制定相 应的io分配表，并按图完成器件选型计
3、算、器件安装、电路连接（含 主电路）和相关元件参数设置。二、 按“平面仓库系统控制要求”，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。三、 根据赛场设备上所提供的故障考核装置，参考 T68镗床/X62W 铣床电气原理图，排除机床电气控制电路板上所设置的故障， 使该电 路能正常工作，同时完成维修工作票。本次工作任务请在Y L-158GA1型现代电气控制系统安装与调试实 训考核装置上完成，该装置的结构介绍及使用方法请参考用户说明 书。平面仓库系统控制要求一、系统运行说明平面仓库系统由机器手和一套平面仓库组成。平面仓库包括三个仓位和一台运动送料小
4、车， 如图1所示。每个仓位配有一个入库检测传感器（SQ1-SQ3 ,最多储存货料数量由仓位 大小决定，运动送料小车由步进电机 M1驱动的直线导轨、载货台及 货物检测传感器SQ4送料气缸YV1及前后限位的磁性开关SQ5 SQ6 小车左右限位保护传感器（SQ7 SQ8、检测小车位置的旋转编码器 等组成。（位置检测传感器SQ4和磁性开关SQ5 SQ6分别用控制柜正 面的SA1 SA2 SA3来模拟）。机器手主要由手部机构、运动机构和控制系统三大部分组成， 完 成取货物的工作。机器手伸缩位置传感器（SQ9 SQ10,机器手松紧 状态传感器（SQ11 SQ12。（传感器SQ9SQ1分别用控制柜反面的 S
5、A1SA4来模拟）。亚龙YL-158GA1现代电气控制系统安装与调试设备主要由以下 电气控制回路组成，直线导轨由步进电机 M1驱动，旋转编码器对小 车位置进行检测，要求使用旋转编码器的两相正交输入方式来进行检 测，已知直线导轨的螺距为4mm送料气缸YV1由输出指示灯HL1模拟，置位则推出，复位则返回；机器手底盘旋转由伺服电动机 M2控制，伺服电机参数设置如下：伺服电机旋转一周需要 4000个脉冲，正转转速为1圈/秒，反转转速2圈/秒；机器手伸出由异步电机 M3 驱动，要求能进行正、反转运行， M3正转则机械手伸出，反转则机械手缩回；机器手抓 緊电磁阀由三相异步电机 M4驱动，要求能进行 Y-
6、降压起动，M4启动完成则机械手抓紧，M4停止则机械手松开。二、控制系统设计要求1、 本系统使用三台 PLC网络指定 QCPU/S7-300/S7-1500为主 站，2 台 FX3U/S7-200Smart/S7-1200 为从站，分别以 CC_Link 或工 业以太网的形式组网。2、 MCG触摸屏应连接到系统中主站 PLC（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）：r、 方案电机 、三菱Q系列+FX3U系列方案西门子S7-300+S
7、7-200Smart 方案西门子S7-1500+S7-1200 方案HMk SQ4-SQ6SQ9-SQ12Q00UCPUCPU314C-2PN/DPCPU 1511M3 M4SB1 SB3HL1 HL4FX3U-48MRS7-200Smart6ES7288-1SR40-0AA0CPU 1212C6ES7212-1BE40-0XB0M1 M2SQ SQ3 SQ7SQ8FX3U-48MTS7-200Smart6ES7288-1ST30-0AA0CPU 1212C6ES7212-1AE40-0XB04、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
8、照所给定的图纸格 式把系统电气原理图以及各个PLC勺I/O接线图绘制在标准图纸上，在“设计”栏中填入选手工位号，在“制图”栏中填入 PLC品牌型号。 参照所给定的IO分配表格式，将编程中所用到的各个 PLC勺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、系统控制要求平面仓库系统设备具备两种工作模式，模式一：调试模式；模式 二：加工模式。设备上电后触摸屏进入欢迎界面，触摸界面任意位置， 设备进入调试模式。1、调试模式通
9、过按下选择调试按钮，选择需要调试的电机，当前电机指示灯 亮，触摸屏提示信息变化为“XX电机调试” (XX为当前调试电机的名称)，按下SB1启动按钮，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。所有电机调试完成后按下 SB3将切换到自动运行模式。(1)直线导轨步进电动机 M1调试过程按一下SB1按钮，步进电机M1前行5cm暂停2秒后，前行3cm 到达仓位1,暂停1秒后，前行3cm到达仓位2,暂停1秒后，前行 3cm到达仓位3,暂停1秒后，返回初始位置，M1停止。M1电动机在 运行时，HL4绿灯长亮，暂停时闪烁。图3步进电机结构示意图(2)机器手底盘伺服电动机 M2调试过程已
10、知伺服电机M2通过减速齿轮带动机械手底盘旋转，减速比为36:1。按下SB1按钮，电机M2以2秒间隔进行顺时针旋转10度、20 度、30度，暂停2秒后，以每秒15度的速度逆时针旋转回到初始位 置，电机M2停止。电机M2在运行时，HL4绿灯长亮，暂停时HL4绿 灯闪烁，回到初始位置后，绿灯 2秒后灭。（3） 异步电机M3调试过程按下SB1按钮，电机M3正转启动，2秒后停止；再次按下SB1 按钮，电机M3反转启动，3s后停止；电机M3在运行时，HL4绿灯亮。（4） 异步电机M4调试过程按下SB1按钮，电机M4启动，2秒切换至型运行；按下 SB2 按钮3s后，电机M4停止；电机M4在运行时，HL4绿灯
11、亮。所有电机（MLM4调试完成后将自动切换进入到加工模式。在 未进入加工模式时，单台电机可以反复调试。2、加工模式系统切换到加工模式后，触摸屏也随之进入加工模式画面，出现“加工模式”字样，画面自行设计。画面设计要求：触摸屏画面有货 物位置指示，机器手取货物、各仓位入库时相应位置闪烁；设置各仓 位最多可装货物预设值参数对话框（设置设定值），显示各仓位货物 数量，满仓时，显示平面仓库系统已装满。平面仓库工艺流程与控制要求：（1） 系统初始化状态小车处于原点（左限位状态（SQ7检测），气缸处于初始状 态（后限位状态（SQ6检测），小车内无货物（SQ4检测），机器 手处于原始位置。（2） 运行操作1按
12、下启动按钮 SB1，运动送料小车从原点向右运行 5cmi,到达接货区，通过机器手将货料搬运到小车。2机器手取货物。机器手底盘顺时针旋转 30度到达取货区，2秒后机器手伸出，快速抓紧货物后，机器手底盘逆时针旋转 60度到达接货台，机器手缓慢松开货物，货料检测传感器SQ4佥测 到信号时机器手回收，机器手底盘顺时针旋转返回原始位置。3当货料检测传感器 SQ4检测到信号，且机器手回到初始位置 后，运动送料小车继续向右运行 3cm到达第一个仓位处停止运 行，开始入库操作。4入库操作开始时，气缸从初始状态动作，将货物从小车推到仓 位中去，第一个仓位入库检测传感器 SQ1检测到信号，开始计数， 气缸回到初始
13、状态，入库操作完成。5入库操作完成后，送料小车回到接货位，等待第二个货物，机 器手取货，货料传感器SQ4检测到第二个货料时，机器手回到初 始位置，小车继续运行，将货料送到第一个仓位，直到第一个仓位满仓后，再将货物送到第二个仓位(三个仓位相隔均为 3cm),依次类推。6当所有仓位都满仓时，系统停止运行，同时报警指示灯HL2闪 烁(周期为0.5S )。(3)停止操作1按下停止按钮SB2,系统完成第一个动作周期后停止运行。2当停止后再次启动运行，系统保持上次运行的纪录。(4)送料过程的动作要求连贯，执行动作要求顺序执行，运行过程不允许出现硬件冲突。（5）系统状态显示系统运行时绿灯HL4亮，取货和入库时绿灯 HL4闪（周期为1 秒），系统停止时红灯 HL2亮。3、非正常情况处理当电机M1出现越程（左、右超行程位置开关分别为两侧微动开 关SQ7 SQ8，伺服系统自动锁住，并在触摸屏自动弹出报警画面“报 警画面，设备越程”，解除报警后，系统重新从原点初始态启动。
