樣題2015現(xiàn)代電氣控制系統(tǒng)安裝與調(diào)試.doc

2015年全國職業(yè)院校技能大賽現(xiàn)代電氣控制系統(tǒng)安裝與調(diào)試【樣題】（總時間：240分鐘）工作任務(wù)書場次號 工位號 請按要求在4個小時內(nèi)完成以下工作任務(wù)：一、按“標(biāo)簽打印系統(tǒng)控制說明書”，設(shè)計電氣控制原理圖，并按圖完成器件選型計算、器件安裝、電路連接（含主電路）和相關(guān)元件參數(shù)設(shè)置。二、按“標(biāo)簽打印系統(tǒng)控制說明書”，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。三、參考床電氣原理圖，排除床電氣控制電路板上所設(shè)置的故障，使該電路能正常工作，同時完成維修工作票。請注意下列事項：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。二、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收規(guī)范（GB50254-96）驗收。三、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)計人員（賽場評委）同意后方可修改。四、所編PLC程序保存到計算機(jī)的D盤文件夾中，文件夾名稱以工位號命名，選手需按指定路徑將程序存盤。標(biāo)簽打印系統(tǒng)控制說明書一、標(biāo)簽打印系統(tǒng)運行說明標(biāo)簽打印系統(tǒng)是用于工業(yè)、商業(yè)、超市、零售業(yè)、物流、倉儲、圖書館等需要的條形碼、二維碼等標(biāo)簽制作，具有采用準(zhǔn)確控制、高速運行、一體制作等要求的系統(tǒng)。標(biāo)簽打印系統(tǒng)由以下電氣控制回路組成：打碼電機(jī)M1控制回路【M1為雙速電機(jī)，需要考慮過載、聯(lián)鎖保護(hù)】。上色電機(jī)M2控制回路【M2為三相異步電機(jī)（不帶速度繼電器），只進(jìn)行單向正轉(zhuǎn)運行】。傳送帶電機(jī)M3控制回路【M3為三相異步電動機(jī)（帶速度繼電器），由變頻器進(jìn)行多段速控制,變頻器參數(shù)設(shè)置為第一段速為15Hz，第二段速為30Hz，第三段速為40Hz、第四段速為50Hz，加速時間0.2秒,減速時間0.3秒】。熱封滾輪電機(jī)M4控制回路【M4為三相異步電機(jī)（不帶速度繼電器），只進(jìn)行單向正轉(zhuǎn)運行】。上色噴涂進(jìn)給電機(jī)M5控制回路【M5為伺服電機(jī)；伺服電機(jī)參數(shù)設(shè)置如下：伺服電機(jī)旋轉(zhuǎn)一周需要1000個脈沖，正轉(zhuǎn)/反轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)速可為1圈/秒3圈/秒；正轉(zhuǎn)對應(yīng)上色噴涂電機(jī)向下進(jìn)給】。以電動機(jī)旋轉(zhuǎn)“順時針旋轉(zhuǎn)為正向,逆時針旋轉(zhuǎn)為反向”為準(zhǔn)。二、標(biāo)簽打印系統(tǒng)安裝方案要求1、本系統(tǒng)使用三臺PLC，網(wǎng)絡(luò)指定Q0CPU/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）：方案電機(jī)三菱Q系列+FX3U系列方案西門子S7-300 +S7-200Smart方案西門子S7-1500 +S7-1200方案HMIQ00UCPUS7-300CPU 1511M1、M2、M4SB1SB6HL1HL3FX3U-48MRS7-200Smart6ES7288-1SR40-0AA0CPU 1212C6ES7212-1BE40-0XB0M3、M5、編碼器SQ1SQ5FX3U-48MTS7-200Smart6ES7288-1ST30-0AA0CPU 1212C6ES7212-1AE40-0XB04、根據(jù)本說明書設(shè)計電氣控制原理圖，根據(jù)所設(shè)計的電路圖連接電路，不允許借用機(jī)床考核單元電氣回路。把2臺從站PLC電氣原理圖繪制在標(biāo)準(zhǔn)圖紙上，并標(biāo)注I/O定義功能和變頻器、伺服驅(qū)動器主要參數(shù)及功能，不需要繪制其他電機(jī)主電路。在“設(shè)計”欄中填入選手工位號，在“制圖”欄中填入PLC品牌型號。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。變頻器：三菱FR-E740/西門子MM420從站：三菱FX3U-48MT/西門子S7-200Smart（6ES7288-1ST30-0AA0）/ 西門子CPU1212C（6ES7212-1AE40-0XB0）（a）正面主站：三菱Q00UCPU/西門子S7-300/西門子S7-1500從站：三菱FX3U-48MR/西門子S7-200Smart（6ES7288-1SR40-0AA0）/西門子CPU1212C（6ES7212-1BE40-0XB0）（b）正面圖1 PLC和變頻器安裝位置示意圖三、標(biāo)簽打印系統(tǒng)控制要求標(biāo)簽打印系統(tǒng)設(shè)備具備兩種工作模式，模式一：調(diào)試模式；模式二：加工模式。設(shè)備上電后設(shè)備自動進(jìn)入調(diào)試模式。1、調(diào)試模式設(shè)備自動進(jìn)入調(diào)試模式后，觸摸屏出現(xiàn)調(diào)試畫面，如圖2。通過按下“選擇調(diào)試按鈕”，可依次選擇需要調(diào)試的電機(jī)，當(dāng)前電機(jī)指示燈亮，按下SB1按鈕，選中的電機(jī)將進(jìn)行調(diào)試運行。每個電機(jī)調(diào)試完成后，對應(yīng)的指示燈消失。圖2 調(diào)試模式畫面（1）打碼電機(jī)M1調(diào)試過程按下啟動按鈕SB1后，打碼電機(jī)低速運行6秒后停止，再次按下啟動按鈕SB1后，高速運行4秒，打碼電機(jī)M1調(diào)試結(jié)束。M1電機(jī)調(diào)試過程中，HL1以1Hz閃爍。（2）上色噴涂電機(jī)M2調(diào)試過程按下啟動按鈕SB1后，上色噴涂電機(jī)啟動運行4秒后停止，上色噴涂電機(jī)M2調(diào)試結(jié)束。M2電機(jī)調(diào)試過程中，HL1長亮。（3）傳送帶電機(jī)（變頻電機(jī)）M3調(diào)試過程按下SB1按鈕，M3電動機(jī)以15Hz啟動，再按下SB1按鈕M3電動機(jī)30Hz運行，再按下SB1按鈕M3電動機(jī)40Hz運行，再按下SB1按鈕M3電動機(jī)50Hz運行，按下停止按鈕SB2，M3停止。M3電機(jī)調(diào)試過程中，HL2以1Hz閃爍。（4）熱封滾輪電機(jī)M4調(diào)試過程按下SB1按鈕，電機(jī)M4啟動，3秒后M4停止，2秒后又自動啟動，按此周期反復(fù)運行，可隨時按下SB2停止。電機(jī)M4調(diào)試過程中，HL2長亮。（5）上色噴涂進(jìn)給電機(jī)（伺服電機(jī)）M5調(diào)試過程初始狀態(tài)斷電手動調(diào)節(jié)回原點SQ1，按下SB1按鈕，上色噴涂電機(jī)M5正轉(zhuǎn)向左移動，當(dāng)SQ2檢測到信號時，停止旋轉(zhuǎn)，停2秒后，電機(jī)M5反轉(zhuǎn)右移，當(dāng)SQ1檢測到信號時，停止旋轉(zhuǎn)，停2秒后，又向正轉(zhuǎn)左移動至SQ3后停2秒，電機(jī)M5反轉(zhuǎn)右移回原點，至此上色噴涂電機(jī)M5調(diào)試結(jié)束。M5電機(jī)調(diào)試過程中，M5電機(jī)正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速均為1圈/秒，HL1和HL2同時以2Hz閃爍。圖3 上色噴涂進(jìn)給電機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖所有電機(jī)（M1M5）調(diào)試完成后將自動切換進(jìn)入到加工模式。在未進(jìn)入工作模式時，單臺電機(jī)可以反復(fù)調(diào)試。2、加工模式自動切換進(jìn)入到加工模式后，觸摸屏自動進(jìn)入加工模式畫面，如圖4所示，觸摸屏畫面主要包含：各個電機(jī)的工作狀態(tài)指示燈、按鈕、設(shè)置加工參數(shù)、當(dāng)日生產(chǎn)數(shù)量（停止或失電時都不會被清零）等信息。圖4 加工模式畫面加工模式時初始狀態(tài)：上色噴涂進(jìn)給電機(jī)在原點SQ1、傳送帶上各檢測點（SB3SB6）常開、所有電機(jī)（M1M5）停止等。（1）設(shè)置加工數(shù)量后，按下啟動按鈕SB1，設(shè)備運行指示燈HL3閃爍等待放入工件（0.5Hz），當(dāng)入料傳感器（SB3）檢測到A點傳送帶上有標(biāo)簽工件，則HL1長亮，設(shè)備開始加工過程，M3電機(jī)正轉(zhuǎn)啟動，以50Hz運行，帶動傳送帶上的工件移動。（2）當(dāng)工件移動到達(dá)B點（由SB4給出信號）后M3電機(jī)變換成15Hz正轉(zhuǎn)運行，同時打碼電機(jī)M1高速正轉(zhuǎn)，4秒后變?yōu)榈退僬D(zhuǎn)，4秒后打碼電機(jī)M1停止（代表第一次打碼結(jié)束）；傳送帶立即以30Hz反轉(zhuǎn)，傳送工件重新回到B點，M3電機(jī)變換成15Hz正轉(zhuǎn)運行，打碼機(jī)進(jìn)行第二次打碼，同樣先高速正轉(zhuǎn)4秒后變?yōu)榈退僬D(zhuǎn)，4秒后打碼電機(jī)M1 停止。（3）兩次打碼結(jié)束后，傳送帶繼續(xù)以50Hz前行，當(dāng)工件移動到達(dá)C點（由SB5給出信號）后開始上色，傳送帶降為15Hz正轉(zhuǎn)運行；先上色噴涂進(jìn)給電機(jī)M5以3圈/秒速度從原點前進(jìn)SQ2，此時上色電機(jī)M2啟動運行；再以2圈/秒速度進(jìn)給至SQ3位置后停止，3秒后M5反轉(zhuǎn)以3圈/秒速度進(jìn)給SQ2，上色電機(jī)M2停止運行，M5反轉(zhuǎn)以1圈/秒速度回到原點，上色工作結(jié)束。（4）上色工作結(jié)束后，傳送帶繼續(xù)以50Hz前行，同時開啟熱封滾輪加熱（HL3代表加熱動作），當(dāng)工件移動到達(dá)D點（由SB6給出信號）后先檢測滾輪溫度（溫度控制器+熱電阻Pt100），溫度超過30開始熱封（否則傳送帶停止運行），傳送帶以15Hz正轉(zhuǎn)運行，同時熱封滾輪電機(jī)M4運行2秒停2秒，循環(huán)3次后熱封結(jié)束。（5）一個標(biāo)簽打印結(jié)束后，才能重新在入料扣放入下一個標(biāo)簽工件，循環(huán)運行。在運行中按下停止按鈕SB2后，設(shè)備將完成當(dāng)前工件的加工后停止，同時HL1熄滅。在運行中按下急停按鈕后，各動作立即停止（人工取走標(biāo)簽后），設(shè)備重新啟動開始運行。3、