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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）
工
作
任
务
书
（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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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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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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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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（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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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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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，