現(xiàn)代電氣控制系統(tǒng)安裝與調(diào)試比賽試題 (任務(wù)書1-三菱)

1、2015年全國高職院校技能大賽現(xiàn)代電氣控制系統(tǒng)安裝與調(diào)試賽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（總時間：240分鐘）工作任務(wù)書 場次號 工位號 注意事項一、本任務(wù)書共17頁，如出現(xiàn)缺頁、字跡不清等問題，請及時向裁判示意，進(jìn)行任務(wù)書的更換。二、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。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、競賽過程中，參賽選手認(rèn)定競賽設(shè)備的器件有故障，可提出更換，器件經(jīng)現(xiàn)

2、場裁判測定完好屬參賽選手誤判時，每次扣參賽隊3分；若因人為操作損壞器件，酌情扣5-10分；后果嚴(yán)重者（如導(dǎo)致PLC、變頻器、伺服等燒壞），本次競賽成績計0分。五、所編PLC、觸摸屏等程序必須保存到計算機(jī)的“D: 工位號”文件夾下，工位號以現(xiàn)場抽簽為準(zhǔn)。六、參賽選手在完成工作任務(wù)的過程中，不得在任何地方標(biāo)注學(xué)校名稱、選手姓名等信息。請按要求在4個小時內(nèi)完成以下工作任務(wù)：一、按“混料罐系統(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“混料罐系統(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

3、控制系統(tǒng)達(dá)到控制要求。三、參考YL-ZT型T68鏜床電氣原理圖，排除T68鏜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?；炝瞎尴到y(tǒng)控制說明書一、混料罐系統(tǒng)運(yùn)行說明在煉油、化工、制藥、水處理等行業(yè)中,將不同液體混合是必不可少的工序,而且這些行業(yè)中多為易燃易爆、有毒有腐蝕性的介質(zhì),不適合人工現(xiàn)場操作。本混料罐系統(tǒng)設(shè)計借助PLC來控制混料罐,對提高企業(yè)生產(chǎn)和管理自動化水平有很大的幫助,同時又提高了生產(chǎn)效率、使用壽命和質(zhì)量,減少了企業(yè)產(chǎn)品質(zhì)量的波動。圖1 混料罐系統(tǒng)混料罐系統(tǒng)由以下電氣控制回路組成：進(jìn)料泵1由電機(jī)M1驅(qū)動【M1為三相異步電機(jī)，只進(jìn)行單向正轉(zhuǎn)運(yùn)行】。進(jìn)料泵2由

4、電機(jī)M2驅(qū)動【M2為三相異步電機(jī)，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10Hz，第二段速為30Hz，第三段速為40Hz、第四段速為50Hz，加速時間1.2秒,減速時間0.5秒】。出料泵由電機(jī)M3驅(qū)動【M3為三相異步電機(jī)（帶速度繼電器），只進(jìn)行單向正轉(zhuǎn)運(yùn)行】。混料泵由電機(jī)M4驅(qū)動【M4為雙速電機(jī)，需要考慮過載、聯(lián)鎖保護(hù)】。液料罐中的液位由M5電機(jī)通過絲杠帶動滑塊來模擬【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2000個脈沖】。二、混料罐控制系統(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/S7-200S

5、mart/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HMISB1SB5Q00UCPUCPU314C-2PN/DPCPU 1511M1、M3、M4HL1HL3FX3U-48MRS7-200Smart6ES

6、7288-1SR40-0AA0CPU 1212C6ES7212-1BE40-0XB0M2、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。參照所給定的圖紙格式把系統(tǒng)電氣原理圖以及各個PLC的I/O接線圖繪制在標(biāo)準(zhǔn)圖紙上，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

7、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）背面圖2 PLC和變頻器安裝位置示意圖三、混料罐控制系統(tǒng)控制要求混料罐控制系統(tǒng)設(shè)備具備兩種工作模式，模式一：調(diào)試模式；模式二：混料模式。設(shè)

8、備上電后觸摸屏顯示歡迎界面，點擊界面任一位置，觸摸屏即進(jìn)入調(diào)試界面，設(shè)備開始進(jìn)入調(diào)試模式。1、調(diào)試模式觸摸屏進(jìn)入調(diào)試畫面后，指示燈HL1、HL2以0.5Hz頻率閃爍點亮，等待電機(jī)調(diào)試。觸摸屏調(diào)試界面可以參考圖3進(jìn)行制作：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)M1M5，對應(yīng)電機(jī)指示燈亮，HL1、HL2停止閃爍。按下調(diào)試啟動SB1按鈕，選中的電機(jī)將進(jìn)行調(diào)試運(yùn)行。每個電機(jī)調(diào)試完成后，對應(yīng)的指示燈熄滅。圖3 調(diào)試模式參考畫面（1）進(jìn)料泵1對應(yīng)電機(jī)M1調(diào)試過程按下啟動按鈕SB1后，電機(jī)M1啟動運(yùn)行，6秒后M1停止，電機(jī)M1調(diào)試結(jié)束。M1電機(jī)調(diào)試過程中，HL1長亮。（2）進(jìn)料泵2對應(yīng)電機(jī)（變頻

9、電機(jī)）M2調(diào)試過程按下啟動按鈕SB1后，電機(jī)M2以10Hz啟動，再按下SB1按鈕電機(jī)M2以30Hz運(yùn)行，再按下SB1按鈕，電機(jī)M2以40Hz運(yùn)行，再按下SB1按鈕電機(jī)M2以50Hz運(yùn)行，按下停止按鈕SB2，電機(jī)M2停止。M2電機(jī)調(diào)試過程中，HL1以亮2S滅1S的周期閃爍。（3）出料泵對應(yīng)電機(jī)M3調(diào)試過程按下SB1按鈕，電機(jī)M3啟動，3秒后M3停止，再3秒后又自動啟動，按此周期反復(fù)運(yùn)行，可隨時按下SB2按鈕，M3停止。M3電機(jī)調(diào)試過程中，HL2長亮。（4）混料泵對應(yīng)電機(jī)M4調(diào)試過程按下SB1按鈕， 電機(jī)M4以低速運(yùn)行，4秒后M4停止，再次按下啟動按鈕SB1后，M4高速運(yùn)行6秒，電機(jī)M4調(diào)試結(jié)束。

10、電機(jī)M4調(diào)試過程中，HL2以亮2S滅1S的周期閃爍。（5）液位模擬電機(jī)（伺服電機(jī)）M5調(diào)試過程系統(tǒng)上電前，首先手動將滑塊調(diào)節(jié)至高液位SQ1，按下SB1按鈕，電機(jī)M5正轉(zhuǎn)帶動滑塊以10mm/s（已知滑臺絲杠的螺距為4mm）的速度向左移動，當(dāng)SQ2檢測到中液位信號時，M5停止旋轉(zhuǎn)，再次按下SB1按鈕，電機(jī)M5正轉(zhuǎn)帶動滑塊以8mm/s的速度向左移動，當(dāng)SQ3檢測到低液位信號時，M5停止旋轉(zhuǎn)，至此電機(jī)M5調(diào)試結(jié)束。M5電機(jī)調(diào)試過程中，按下SB2，電機(jī)M5立即停止，再按下SB1，電機(jī)M5繼續(xù)行駛，另外，M5調(diào)試過程中HL1和HL2同時以2Hz閃爍。圖4 液位模擬電機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖所有電機(jī)（M1M5）調(diào)試完成

11、后觸摸屏畫面將自動切換進(jìn)入到混料模式。在未進(jìn)入混料模式時，單臺電機(jī)可以反復(fù)調(diào)試。2、混料模式自動切換進(jìn)入到混料模式后，觸摸屏隨即進(jìn)入混料模式畫面，混料模式畫面請參考圖5所示，主要包含：（1）各個泵的工作狀態(tài)指示；（2）液位檢測開關(guān)SQ1-SQ3的狀態(tài)指示燈；（3）畫面中的液位跟隨M5電機(jī)的實際運(yùn)行位置（編碼器檢測）連續(xù)變化；（4）畫面中包含配方選擇開關(guān)S07，以及循環(huán)方式選擇開關(guān)S08；（5）畫面中包含系統(tǒng)已循環(huán)運(yùn)行次數(shù)（停止或失電時都不會被清零）等信息。圖5 混料模式參考畫面混料模式時初始狀態(tài)：指示燈HL3開始以1Hz頻率閃爍，液位模擬電機(jī)M5所帶動的滑塊位于低位SQ3，混料模式啟動按鈕SB

12、3、停止按鈕SB4、急停按鈕SB5全部位于初始狀態(tài)、所有電機(jī)（M1M5）停止等。（1）開始混料之前，首先應(yīng)對系統(tǒng)的循環(huán)方式以及配方進(jìn)行選擇：循環(huán)方式選擇開關(guān)S08為0時，系統(tǒng)為連續(xù)循環(huán)模式，為1時，系統(tǒng)為單次循環(huán)模式；配方選擇開關(guān)S07為1時，選擇配方1，為0時，選擇配方2。（2）選擇配方1時：混料罐的工藝流程如下：按下SB3，進(jìn)料泵M1打開，液位增加（M5電機(jī)以8mm/s速度右行）；當(dāng)SQ2檢測到達(dá)中液位時，進(jìn)料泵M2以40Hz運(yùn)行，液位加速上升（M5電機(jī)以12mm/s速度右行），同時混料泵M4開始低速運(yùn)行；當(dāng)SQ1檢測到達(dá)高液位時，進(jìn)料泵M1、M2均關(guān)閉，液位不再上升（M5停止），同時混料

13、泵M4開始高速運(yùn)行，持續(xù)5s后M4停止；此時開始檢測液體溫度（溫度控制器+熱電阻Pt100），溫度超過30時，出料泵M3開始運(yùn)行，液位開始下降（M5電機(jī)以20mm/s速度左行）；當(dāng)SQ3檢測到達(dá)低液位時，M3停止，液位不再下降（M5停止）。至此，混料罐完成一個周期的運(yùn)行。整個混料過程中，HL3長亮。（3）選擇配方2時：混料罐的工藝流程如下：按下SB3，進(jìn)料泵M1打開，進(jìn)料泵M2以10Hz運(yùn)行，液位增加（M5電機(jī)以10mm/s速度右行）；當(dāng)SQ2檢測到達(dá)中液位時，進(jìn)料泵M1關(guān)閉，進(jìn)料泵M2以30Hz運(yùn)行，液位繼續(xù)上升（M5電機(jī)以8mm/s速度右行），同時混料泵M4開始低速運(yùn)行；當(dāng)SQ1檢測到達(dá)高

14、液位時，進(jìn)料泵M2關(guān)閉，液位不再上升（M5停止），同時混料泵M4開始高速運(yùn)行，持續(xù)5s后，出料泵M3開始運(yùn)行，液位開始下降（M5電機(jī)以10mm/s速度左行），當(dāng)SQ2檢測到達(dá)中液位時，混料泵M4停止；當(dāng)SQ3檢測到達(dá)低液位時，M3停止，液位不再下降（M5停止）。至此，混料罐完成一個周期的運(yùn)行，整個混料過程中，HL3長亮。（4）若混料罐為單次循環(huán)模式，則每完成一個周期，混料罐自動停止，同時指示燈HL3以1Hz頻率閃爍；若混料罐為連續(xù)循環(huán)模式，則混料罐將連續(xù)作3次循環(huán)后自動停止，期間按急停按鈕SB5,混料罐立即停止；直至SB5恢復(fù)，再次按下啟動按鈕SB3，混料罐繼續(xù)運(yùn)行；期間按停止按鈕SB4，則混

15、料罐完成當(dāng)前循環(huán)后才能停止。（5）加工模式結(jié)束后，可以通過觸摸屏查看液位的歷史變化曲線（由編碼器計數(shù)測出）。3、非正常情況處理當(dāng)電機(jī)M5出現(xiàn)越程（左、右超行程位置開關(guān)分別為兩側(cè)微動開關(guān)SQ4、SQ5），伺服系統(tǒng)自動鎖住，并在觸摸屏自動彈出報警畫面“報警畫面，設(shè)備越程”，解除報警后，系統(tǒng)重新從原點初始態(tài)啟動。在選擇配方1時，當(dāng)混料泵停止，開始檢測液體溫度時，若10秒內(nèi)檢測液體溫度未超過30，則自動彈出報警畫面“加熱器損壞，請檢測設(shè)備”，手動關(guān)閉窗口后再次進(jìn)行10秒溫度檢測。維修工作票工作票編號 N0： 發(fā)單日期：20 年 月 日 工位號工作任務(wù)T68鏜床電氣線路故障檢測與排除工作時間自 年 月 日 時 分至 年 月 日 時