全國信息技術(shù)應用水平大賽比賽說明

1、第七屆全國信息技術(shù)應用水平大賽比賽說明（比賽科目：“和利時杯”電氣控制應用設(shè)計大賽）一、比賽形式l 本項比賽為團體賽，參賽者以團隊形式參加本次大賽，每支隊伍不超過3名學生和2名指導教師。l 初賽階段：本項比賽內(nèi)容為電氣控制應用設(shè)計，初賽采用場外作業(yè)、提交作品方式。參賽隊在指定時間按初賽要求完成作品設(shè)計，并在指定時間提交：（1） 作品申報表（見附件）電子檔和紙質(zhì)檔各一份；（2） 初賽論文電子檔：包含比賽要求中第（1）項“電子原理圖設(shè)計制作”、第（2）項“自動螺絲輸送機及平面二維移動機械手的PLC控制編程”及第（3）項“完成給定方案的系統(tǒng)程序的編寫”。備注：電子檔發(fā)送到大賽組委會指定郵箱，并刻錄光

2、盤一份連同紙質(zhì)檔一同寄至大賽組委會。通過初審的作品和參賽隊進入決賽。l 決賽階段：決賽由工程演示、工程答辯、實操調(diào)試等環(huán)節(jié)組成，由評審專家組現(xiàn)場打分。l 本項比賽重點考察學生電氣控制應用設(shè)計能力、工程實踐能力、團隊協(xié)作意識、自主學習能力、解決實際工程問題的能力和綜合工程實踐素養(yǎng)。二、參賽人員l 參賽人員u 大賽面向全國全日制在校大學生（高職、本科、研究生）l 參賽隊員基本知識要求u 電氣原理圖基本知識u 電氣接線與安裝基本知識u PLC應用基本知識u 電機驅(qū)動應用基本知識u 人機界面通訊基本知識u 自動控制系統(tǒng)基本知識u 傳感器應用基本知識u 氣動技術(shù)基本知識三、控制對象說明自動螺釘輸送機X-

3、Y螺釘裝配機械手u 被控對象：所選被控對象為自動螺釘裝配機械手裝置。自動螺釘裝配機械手裝置具備高效率、高可靠性、性價比高等優(yōu)點，在自動化裝配的電子行業(yè)、機械行業(yè)等各行業(yè)使用非常廣泛。因此選用該裝置作為本次比賽的被控對象，具有很強的代表性和可行性。該裝置分為自動螺釘輸送機和X-Y螺釘裝配機械手，如圖1：圖1 自動螺釘裝配機械手裝置（一） 自動螺釘輸送機1、 機構(gòu)說明圖2 螺釘輸送機構(gòu)說明圖圖3 鎖絲扳手機構(gòu)說明圖4 輔助控制電器圖2、 功能編號說明序號名稱說明類型信號輸入點說明1SB1螺釘輸送機PLC啟動按下ON彈起OFF/自動復位型2SB2螺釘輸送機PLC停止按下ON彈起OFF/自動復位型3S

4、B3螺釘輸送機PLC急停按下OFF彈起ON/手動復位型4PH1螺釘加料檢測傳感器叉形光電開關(guān)NPN型 DC24V5PX1螺釘滑牙檢測傳感器接近開關(guān)M12NPN型 DC24V61B1出料氣缸后位檢測磁性開關(guān)兩線制 DC24V72B1鎖絲氣缸上位檢測磁性開關(guān)兩線制 DC24V8NJ扭矩達到輸入信號開關(guān)量信號控制輸出點說明9M1料筒電機螺釘上料轉(zhuǎn)動直流電機5W DC24V10M2毛刷電機把料槽里排序不整的料掃出直流電機2W DC24V11YV1出料閥控制拉動氣缸落料兩位五通單電控閥 DC24V12YV2吹氣閥把落入透明管里的螺絲吹到鎖嘴部位兩位三通單電控閥 DC24V13YV3鎖絲閥控制帶動扳手的氣

5、缸下壓鎖緊兩位五通單電控閥 DC24V14HL1螺釘鎖緊過程中滑牙報警DC24V15HL2料筒螺釘缺料報警DC24V16ZZQ把料槽里的螺釘震動移動AC220V17BS鎖絲扳手DC 30V3、 螺釘輸送工作流程說明：（1）、 料筒電機（M1）啟動后，齒輪傳動料筒轉(zhuǎn)動把料倉里的螺釘回轉(zhuǎn)，回轉(zhuǎn)過程中螺釘自動掉入導料槽；（2）、 直震器（ZZQ）和料筒電機（M1）同時啟動，導料槽固定在直震器上，當直震器震動時螺釘料有序移動，同時毛刷電機（M2）啟動，毛刷電機把掉入導料槽里不規(guī)則螺釘掃出，余下螺釘規(guī)則向外輸送；（3）、 當加料檢測（PH1）傳感器檢測有料長達5S后，加料電機（M1）、直震器（ZZQ）全

6、部停止工作，直到PH1在檢測到無料后再次啟動輸送螺釘；（4）、 等待網(wǎng)絡通訊（X-Y機械手控制PLC-2）發(fā)來的螺釘裝配信號等待工作；（5）、 當?shù)玫窖b配信號或指令后，出料閥（YV1）得電動作，氣缸后位（1B1）檢測到位至少1S后復位出料汽缸（YV1）；（6）、 同時吹氣閥（YV2）得電動作（把掉入透明管的螺釘吹到電批鎖嘴上），吹氣閥（YV2）得電至少2S后自動復位；（7）、 鎖絲扳手（BS）啟動，鎖絲閥（YV3）得電（氣缸帶動轉(zhuǎn)動的扳手把螺釘鎖在底板上），扭矩（NJ）到達后，先復位扳手（BS）再復位鎖絲閥（YV3）；（8）、 當鎖絲閥（YV3）復位后氣缸上位（2B1）檢測到位，網(wǎng)絡通訊發(fā)出螺

7、釘裝配完成信號給（X-Y機械手PLC-2）。4、 基本參數(shù)：PLC-1型號：和利時LM3106、LM3400料筒速度：V=60r/min工作氣壓：0.40.8MPa（二） X-Y螺釘裝配機械手1、機構(gòu)說明：圖5 X-Y螺釘裝配機械手結(jié)構(gòu)實圖6 X-Y螺釘裝配孔板標識圖2、功能編號說明序號名稱說明類型信號輸入點說明1A-AY軸編旋轉(zhuǎn)編碼器A相增量型旋轉(zhuǎn)編碼器、DC24V、1024P/R、NPN信號2B-BY軸編旋轉(zhuǎn)編碼器B相3Z-ZY軸編旋轉(zhuǎn)編碼器Z相4SQ1X軸后限位開關(guān)接近開關(guān)、NPN信號、DC24V5SQ2X軸參考點開關(guān)接近開關(guān)、NPN信號、DC24V6SQ3X軸前限位開關(guān)接近開關(guān)、NPN

8、信號、DC24V7SQ4Y軸左限位開關(guān)接近開關(guān)、NPN信號、DC24V8SQ5Y軸參考點開關(guān)接近開關(guān)、NPN信號、DC24V9SQ6Y軸右限位開關(guān)接近開關(guān)、NPN信號、DC24V10SB1機械手PLC啟動按鈕按下ON/彈起OFF/自動復位型11SB2機械手PLC停止按鈕按下ON/彈起OFF/自動復位型12SB3急停按鈕按下OFF彈起ON手動復位型控制輸出點說明13M3脈沖X軸(M3)電機驅(qū)動器控制脈沖信號接入點脈沖信號14M3方向X軸(M3)電機驅(qū)動器控制方向信號接入點方向信號15M3脫機X軸(M3)電機勵磁失電控制信號輸入點脫機信號，為ON時電機停止轉(zhuǎn)動，作為超程保護開關(guān)16M4脈沖Y軸(M

9、4)電機驅(qū)動器控制脈沖信號接入點脈沖信號17M4方向Y軸(M4)電機驅(qū)動器控制方向信號接入點方向信號18M4脫機Y軸(M4)電機勵磁失電控制信號輸入點脫機信號，為ON時電機停止轉(zhuǎn)動，作為超程保護開關(guān)19HL1設(shè)備故障報警、超程報警等紅燈閃爍20HL2正常運行指示燈綠燈閃爍3、機械參數(shù):（1）、 X軸移動行程400mm；（2）、 X軸電機每轉(zhuǎn)一圈移動10mm（3）、 Y軸移動行程400mm（4）、 Y軸電機每轉(zhuǎn)一圈移動10mm4、電氣參數(shù):（1）、 PLC控制器：和利時LM3106（2）、 人機界面：和利時HT7700T、7英寸彩色人機界面（3）、 驅(qū)動電機: 和利時56YBG250C-BASS

10、BL-0241（4）、 電機驅(qū)動器: 和利時SH-205045、動作流程:（注：H行，L列，比如H10L10代表第10行、第10列的螺釘孔） 例:（用X-Y機械手分別在螺絲板坐標的（H10L10、H11L11、H12L12、H13L13）四個螺釘孔處安裝四顆螺釘）。（1）、 按下啟動按鈕SB1，X軸電機(M3)自動回零位參考點SQ2、Y軸電機(M4) 自動回零位參考點SQ5；（2）、 自動回零后，機械手自動運轉(zhuǎn)到H10位置,同時Y軸自動運轉(zhuǎn)到L10位置，發(fā)一個網(wǎng)絡通訊信號到自動螺釘輸送機控制PLC-1，并完成第一顆螺釘?shù)难b配工作；（3）、 完成第一顆螺釘裝配后自動移動到(H11L11)坐標位置

11、，依次完成第二顆、第三顆螺釘裝配；（4）、 完成四顆螺釘裝配后X-Y機械手自動回零，完成裝配任務。四、比賽說明及評審方式l 比賽要求：按要求將螺M5螺釘在一塊附有螺孔的平板（300mm300mm）上，自動安裝出比賽給定圖形：大寫字母“H”，長120mm，寬75mm（即長9個螺釘，寬6個螺釘），并通過觸摸屏實時顯示螺釘?shù)膭討B(tài)安裝過程和監(jiān)控運行狀態(tài)；參賽團隊需在初賽階段、決賽階段完成內(nèi)容如下：（1） 電氣原理圖設(shè)計制作：控制系統(tǒng)的整體配電；PLC整體網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)；PLC輸入/輸出電路設(shè)計；電機驅(qū)動電氣接線設(shè)計。（2） 自動螺絲輸送機及平面二維移動機械手的PLC控制編程：自動螺絲輸送機單步控制程序編寫；

12、二維移動機械手單步控制程序編寫。（3） 完成給定方案的系統(tǒng)程序的編寫：自動螺絲輸送機系統(tǒng)程序編寫；二維移動機械手系統(tǒng)程序編寫；PLC通訊網(wǎng)絡程序設(shè)計。（4） 決賽現(xiàn)場在指定時間內(nèi)完成工程演示、工程答辯、實操調(diào)試三個環(huán)節(jié)。（5） 決賽現(xiàn)場工程演示（15分鐘）：以PPT形式介紹工程背景及工藝流程、電氣原理圖設(shè)計、PLC控制編程思想及技巧。（6） 決賽現(xiàn)場工程答辯（15分鐘）：決賽現(xiàn)場解答專家評審針對作品提出的問題。（7） 決賽現(xiàn)場實操調(diào)試（2小時）：根據(jù)專家現(xiàn)場提出的要求，完成： 電氣元件的按圖安裝與接線； 以觸摸屏、PLC、驅(qū)動元件等完成裝配螺絲機械手自動控制系統(tǒng)設(shè)計； 確保調(diào)試操作規(guī)范性與調(diào)試

13、完成運行。備注：初賽階段重點考核比賽要求中第（1）項第（3）項，決賽階段現(xiàn)場考核比賽要求中第（4）項第（7）項l 初賽需提交內(nèi)容u 作品申報表,：電子檔和紙質(zhì)檔各一份；u 初賽論文：包含比賽要求中（1）（3）項，電子檔。備注：電子檔發(fā)送到大賽組委會指定郵箱，并刻錄光盤一份連同紙質(zhì)檔一同寄至大賽組委會。l 決賽現(xiàn)場u 決賽階段部分由現(xiàn)場工程演示、工程答辯、實操調(diào)試考試三個環(huán)節(jié)組成。u 工程演示：參賽團隊以PPT形式介紹工程背景，對其組成結(jié)構(gòu)、設(shè)計原理、功能、使用說明電氣原理圖設(shè)計合理性、電控設(shè)備選型與連接設(shè)計易用性、控制算法實用性、可行性等進行描述，時間控制在10-15分鐘。u 工程答辯：參賽團

14、隊現(xiàn)場解答專家評審針對作品提出的問題，時間控制在10-15分鐘。u 實操調(diào)試：參賽選手在同一實踐平臺上完成下述工作： 電氣接線：根據(jù)設(shè)計電路進行電氣接線，包括PLC與電機驅(qū)動、傳感器等的電氣連線； PLC控制：完成PLC控制程序編程與調(diào)試； 人機界面：完成觸摸屏組態(tài)監(jiān)控界面的設(shè)計與調(diào)試； 運行：指定時間完成調(diào)試，成功運行并具有穩(wěn)定性。l 評審標準初賽作品評審標準項目功能要求分值備注1、電氣原理圖設(shè)計制作（20分）控制系統(tǒng)的整體配電5總計100分PLC整體網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)5PLC輸入/輸出電路設(shè)計5電機驅(qū)動電氣接線設(shè)計52、PLC控制編程（80分）自動螺絲輸送機的PLC程序設(shè)計 20二維移動機械手的PL

15、C程序設(shè)計40PLC通訊網(wǎng)絡程序設(shè)計20決賽現(xiàn)場評審標準項目功能要求分值備注1、 PPT形式工程演示（10-15分鐘）（40分）工程背景5總計150分電氣原理圖設(shè)計15PLC控制編程思想及技巧202、 工程答辯（10-15分鐘）（20分）決賽現(xiàn)場解答專家評審針對作品提出的問題。203、 實操調(diào)試（2小時）（70分）電氣接線：根據(jù)設(shè)計電路進行電氣接線，包括PLC與電機驅(qū)動、傳感器等的電氣連線15PLC控制：PLC控制程序調(diào)試20人機界面：觸摸屏組態(tài)監(jiān)控界面的簡單設(shè)計與調(diào)試10運行：指定時間完成調(diào)試，成功運行并具有穩(wěn)定性254、其他（20分）工程演示表達能力5實操調(diào)試團隊配合15l 賽前培訓u 報

16、名參賽的團隊，可選擇參加組委會組織的賽前培訓，有關(guān)賽前培訓內(nèi)容另行通知。五、附注l 賽程安排u 參賽報名：2012年6月1日2012年10月20日u 初賽提交：2012年10月18日2012年11月10日u 初賽評審：2012年10月22日2012年11月20日u 公布決賽名單：2012年11月25日u 決 賽：2011年12月16日l 作品報送u 收件人：胡姍姍、楊立萍u 地 址：北京市西單大木倉胡同37號教育部業(yè)務樓416室（100816）u 電 話609 郵 箱：huss 、 Dasai04 l 備注：1、初賽需提交內(nèi)容：作品申報表電子檔和紙質(zhì)檔各一份；初賽論文包含比賽要求中（1）（3）項，電子檔。電子檔發(fā)送到大賽組委會指定郵箱，并刻錄光盤一份連同紙質(zhì)檔一同寄至大賽組委會；2、 郵件寄送包裹單請注明“和利時杯電氣控制應用設(shè)計大賽”字樣；3、 參賽團隊可向組委會借用大賽專用PLC設(shè)備，同時組委會將以優(yōu)惠價格提供大賽用電控設(shè)備，申請借用/購買電控設(shè)備的團隊請發(fā)郵件至以上聯(lián)系人郵箱，注明“電氣控制大賽電控設(shè)備借用/購買”字樣，并在郵箱中標明大賽報名信息；4、 參賽團隊在比賽準備期間，可以