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2023年全省职业院校技能大赛(现代电气控制系统安装与调试)赛项-任务书2.pdf

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2023年全省职业院校技能大赛(现代电气控制系统安装与调试)赛项-任务书2.pdf

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2023 年甘肃省职业院校技能大赛“现代电气控制系统安装与调试”赛项



2023 年甘肃省职业院校技能大赛
现代电气控制系统安装与调试

(总时间:240 分钟)






(样卷)

场次号 工位号

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2023 年甘肃省职业院校技能大赛“现代电气控制系统安装与调试”赛项

注意事项
一、本任务书共 20 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(GB50254-96)》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PLC、触摸屏等程序必须保存到计算机的“D: \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。



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2023 年甘肃省职业院校技能大赛“现代电气控制系统安装与调试”赛项

请按要求在 4 个小时内完成以下工作任务:
一、按“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算、器件安装、电路连接(含主电路)和相关元
件参数设置。
二、按“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、根据给定的电气设备原理图及故障检测要求,检测出该电气设备电
路板上的故障,并按要求在其电路图纸的相应位置上标注故障类型符号。














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2023 年甘肃省职业院校技能大赛“现代电气控制系统安装与调试”赛项

系统控制要求
一、系统运行说明
标签打印系统是用于工业、商业、超市、零售业、物流、仓储、图书馆
等需要的条形码、二维码等标签制作,具有采用准确控制、高速运行、一体
制作等要求的系统,如图 1 所示。





图 1 标签打印系统结构示意图
标签打印系统由以下电气控制回路组成:打码电机 M1 控制回路
【M1 为双速电机,需要考虑过载、联锁保护】。上色电机 M2 控制回路【M2
为三相异步电机(不带速度继电器),只进行单向正转运行】。传送带电机 M3
控制回路【M3 为三相异步电动机(带速度继电器),由变频器进行多段速控
制,变频器参数设置为第一段速为 15Hz,第二段速为 30Hz,第三段速为
40Hz、第四段速为 50Hz,加速时间 秒, 减速时间 秒】。热封滚轮
电机 M4 控制回路【M4 为三相异步电机(不带速度继电器),只进行单向正
转运行】。上色喷涂进给电机 M5 控制回路【M5 为伺服电机;伺服电机参数
设置如下:伺服电机旋转一周需要 1000 个脉冲,正转/反转的转速可为 1
圈/秒~3 圈/秒;正转对应上色喷涂电机向下进给】。以电动机旋转“顺时
针旋转为正向, 逆时针旋转为反向”为准。
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2023 年甘肃省职业院校技能大赛“现代电气控制系统安装与调试”赛项

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、MCGS 触摸屏应连接到系统中主站 PLC 上(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):
方案 三菱 Q 系列 西门子 S7-300 西门子 S7-1500
电机
+FX3U 系列方案 +S7-200Smart 方案 +S7-1200 方案
HMI Q00UCPU CPU314C-2PN/DP CPU 1511

M1、M2、M4

SB1 ~ SB6 FX3U-48MR S7-200Smart CPU 1212C
HL1~HL3 6ES7288-1SR40-0AA0 6ES7212-1BE40-0XB0
M3、M5、编码器 S7-200Smart CPU 1212C
SQ1~SQ5 FX3U-48MT 6ES7288-1ST30-0AA0 6ES7212-1AE40-0XB0
4、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。参照所给定的图纸格式把系统电气原理图以及各个PLC 的 I/O 接线图绘
制在标准图纸上。参照所给定的IO 分配表格式,将编程中所用到的各个PLC
的 IO 点以及主要的中间继电器和存储器填入 IO 分配表中。
5、三台 PLC 和变频器安装位置要求如图 2 所示,不允许自行定义位置,
不得擅自更改设备已有器件位置和线路,其余器件位置自行定义。
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2023 年甘肃省职业院校技能大赛“现代电气控制系统安装与调试”赛项


(a)正面


(b)反面
图 2 PLC 和变频器安装位置示意图
三、系统控制要求
标签打印系统设备需具备三种工作模式。模式一:通讯测试模式;模式
二:设备调试模式;模式三:自动运行模式。设备调试模式/自动运行模式
切换开关(用控制柜正面SA1 模拟)。设备上电后触摸屏进入到“首页界面”
如图 3 所示,在用户未登录时,“首页界面”中的“通信测试模式”、“设备
调试模式”和“自动运行模式”按钮显示为红色,点击上述三个按钮没有任
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2023 年甘肃省职业院校技能大赛“现代电气控制系统安装与调试”赛项

何反应,当用户名为 Admin ,输入密码 2022 后,可以进入通讯测试模式、
调试模式以及自动运行模式;当用户名为 User,输入密码 2022 后,触摸
屏只能进入自动运行模式,不能进入通讯测试模式以及设备调试模式。
如果当前登录用户为“Admin”,首页界面中的“通信测试模式”、“设备
调试模式”和“自动运行模式”按钮由红色变为绿色。如果当前登录用户为
“User”,首页界面中“自动运行模式”按钮变为绿色,其它按钮变为红色。
如果未登录或权限不够按钮为红色时,点击进入相应触摸屏按钮时弹出
“用户权限不够,禁止进入该界面”信息。

图 3 首页界面示意图
1、通讯测试模式
触摸屏进入通讯测试画面后(界面如图 4 所示), HL1 以闪烁 3 次停
3 秒的周期运行(闪烁频率为 2HZ)。此模式下可检测触摸屏与三台 PLC 及
三台 PLC 之间的通信情况。当三台 PLC 上电后处于运行状态时,若系统网
络连接正常,则触摸屏中对应的通信指示灯点亮。此外,每一台 PLC 需自
由分配一个输出点,作为通信测试灯。分两种情况测试:
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2023 年甘肃省职业院校技能大赛“现代电气控制系统安装与调试”赛项


图 4 通讯测试模式界面
(1)三台 PLC 之间通信测试
按下 SB1 按钮,主站PLC 输出点的通信测试灯以 2Hz 闪烁;再按下 SB1
按钮,主站 PLC 输出点的通信测试灯保持 2Hz 闪烁,从站二 PLC 输出点的
通信测试灯以 1Hz 闪烁;再按下 SB1 按钮,主站、从站二 PLC 输出点的通
信测试灯 2 秒后熄灭,第一种通信测试完成。
(2)触摸屏与三台 PLC 之间通信测试
在触摸屏测试框输入(AA),触摸屏通讯测试界面上显示“主站正在测
试”,主站 PLC 输出点的通信测试灯和触摸屏上的主站指示灯同时以 1Hz 闪
烁,闪烁3 秒后同时变为常亮,触摸屏通讯测试界面上显示“主站通讯正常”;
在触摸屏测试框输入(BB), 触摸屏通讯测试界面上显示“从站一正在测试”,
主站指示灯和输出点的通信测试灯保持常亮、从站一 PLC 输出点的通信测
试灯和触摸屏上的从站一的指示灯以 1Hz 闪烁,闪烁 3 秒后同时变为常亮,
触摸屏通讯测试界面上显示“从站一通讯正常”;在触摸屏测试框输入(CC),
触摸屏通讯测试界面上显示“从站二正在测试”,主站和从站一指示灯和输
出点的通信测试灯保持常亮、从站二 PLC 输出点的通信测试灯和触摸屏上
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的从站二的指示灯以 1Hz 闪烁,闪烁3 秒后同时变为常亮,触摸屏通讯测试
界面上显示“从站二通讯正常”;在触摸屏测试框输入(DD ),所有输出点的
通信测试灯和触摸屏上的指示灯以 1Hz 闪烁;3 秒后所有通信测试灯熄灭,
触摸屏通讯测试界面上显示“全部通讯正常”。此外,在通讯测试过程中,