ZZ2017026 通信與控制系統(tǒng)高鐵集成與維護賽項題庫 A卷

1、2017 年“通信及控制系統(tǒng)（高鐵）集成及維護”賽項競賽任務書工位_選手須知：（1）任務書共31頁，如出現(xiàn)任務書缺頁、字跡不清等問題，請及時向裁判示意，更換任務書。（2）競賽現(xiàn)場提供通信及控制系統(tǒng)（高鐵）集成及維護實訓平臺。（3）競賽時間共3.5小時，包括系統(tǒng)安裝時間、接線時間、程序設(shè)計時間、測試時間、調(diào)試時間、分析時間、答題時間和提交成果時間等，參賽團隊應在3.5個小時內(nèi)完成任務書規(guī)定內(nèi)容。參賽選手在競賽過程中根據(jù)任務書要求，將各系統(tǒng)的運行記錄或程序文件存儲到指定的計算機目錄下，未存儲到指定位置的運行記錄或程序文件不得分。（4）參賽選手提交的答題卡及任務書上只能按要求填寫工位號等進行識別，不

2、得填寫指定內(nèi)容之外的任何識別性標記。如果出現(xiàn)地區(qū)、校名、人名等其他任何及競賽隊有關(guān)的識別信息，一經(jīng)發(fā)現(xiàn)，競賽試卷和作品作廢，比賽按零分處理，并且提請大賽組委會進行處罰。（5）競賽試卷、競賽作品、競賽工具、競賽器材及競賽材料等不得帶出競賽場地，一經(jīng)發(fā)現(xiàn)，競賽作品作廢，比賽按零分處理，并且提請大賽組委會進行處罰。（6）參賽選手認定競賽設(shè)備的器件有故障可提出更換，器件經(jīng)現(xiàn)場裁判及技術(shù)支持測定完好屬參賽選手誤判時，每次扣該參賽隊5分。（7）競賽過程中，參賽選手要遵守操作規(guī)程，確保人身及設(shè)備安全，并接受裁判員的監(jiān)督和警示。競賽過程中由于參賽選手人為原因造成的器件損壞，不予更換。競賽過程中由于參賽選手人為

3、原因造成貴重器件損壞，停止該隊比賽，競賽成績作為零分。（8）在競賽過程中，參賽選手如有舞弊、不服從裁判判決、擾亂賽場秩序等行為，裁判長按照規(guī)定扣減相應分數(shù)。情節(jié)嚴重的取消競賽資格，競賽成績記為零分。注意： 所有上交資料都必須存放到“D：提交資料”文件夾中，同時備份到考試提供的U盤內(nèi)，在交卷時一并提交。 各任務截圖必須按照要求命名。 截圖使用windows自帶“截圖工具”進行，保存為JPEG格式。 拍照使用考試配置的攝像頭進行拍照，保存為JPEG格式。 測試結(jié)果部分以答題卡結(jié)論為準，寫在任務書上無效。任務一 系統(tǒng)安裝部署（20分）（一）系統(tǒng)設(shè)備安裝、內(nèi)部配線（14分）根據(jù)提供的“技術(shù)平臺接線圖一

4、”，完成PLC（可編程邏輯控制器）、EM231模擬量輸入模塊、直流24V正極電源接線端子和直流24V負極電源接線端子、人機交互界面、速度表、風機、報警燈、照明燈、溫濕度模塊、光照模塊、煙霧模塊、直流電壓表、開右側(cè)門按鈕、關(guān)右側(cè)門按鈕、右側(cè)門開啟指示燈、右側(cè)門關(guān)閉指示燈、緊急制動等模塊的安裝及接線（線槽需要自行安裝）。要求如下：1.模塊的安裝位置正確牢固，螺絲、螺母、墊片選型正確。2.線號管及線對應正確，且字體方向一致。3.冷壓端子選型合理，壓制牢固。4.按照“技術(shù)平臺接線圖二”中的接線要求，正確選擇接線端子，且線序正確，布局合理。5.在整體上，線束布局合理牢固、長短適宜、美觀大方。6.提交試卷

5、前，確保線槽蓋好及機柜蓋扣壓完成。（二）程序下載，調(diào)試（6 分）1利用提供的USB-PPI 電纜連接電腦及PLC，使用“STEP7 Micro WIN”編程軟件把“D:YooDaoPLC”目錄中的“測試程序.mwp”下載到PLC 中，并運行PLC。2利用提供的miniUSB 線連接電腦及人機交互界面使用“EB8000”編程軟件把“D:YooDao人機交互界面”目錄中的“HMI 測試程序.mtp”下載到人機交互界面設(shè)備中，并運行。3功能測試及記錄按照表1.1 動作順序，測試開關(guān)門按鈕及指示燈功能，并記錄。 指示燈點亮用“1”表示，指示燈熄滅用“0”表示。表1.1 功能測試記錄動作順序動作名稱右側(cè)

6、門開啟指示燈右側(cè)門關(guān)閉指示燈左側(cè)門開啟指示燈左側(cè)門關(guān)閉指示燈1啟動PLC2按下開左側(cè)門按鈕3按下關(guān)左側(cè)門按鈕4按下開右側(cè)門按鈕5按下關(guān)右側(cè)門按鈕按照表1.2 所示動作順序，在人機界面中查看傳感器測量數(shù)據(jù)、控制執(zhí)行器動作，并記錄。風機轉(zhuǎn)動/指示燈點亮/有煙霧用“1”表示，風機停轉(zhuǎn)/指示燈熄滅/無煙霧用“0”表示。表1.2 傳感器數(shù)據(jù)測量及控制器功能記錄動作順序動作名稱溫度（oC）濕度（%rh）光照（Lux）照明燈報警燈風機煙霧1啟動PLC2常按煙霧模塊上黑色按鈕 / / / / / /3進入第二界面/ / / / /4點擊X1/5點擊X2/6點擊X3/任務二 通信配置及調(diào)試（20分）（一）平臺網(wǎng)

7、絡配置（8分）1無線路由器的配置（4分）路由器配置連接網(wǎng)址：http:/192.168. 3.1 /。默認用戶名為“admin”，默認管理員密碼為“admin”。 本地局域網(wǎng)絡（LAN口）的搭建和配置：按照表2.1要求，對無線路由器進行本地局域網(wǎng)絡的搭建和配置，設(shè)置完畢后將帶有網(wǎng)絡名、IP 地址、無線加密方式的配置界面分別進行截圖或拍照，以“圖2-X”的形式命名，存放到“D:提交資料任務二”中，并在答題卡相應表格中標明其對應關(guān)系。 表2.1 本地局域網(wǎng)配置要求序號設(shè)備參數(shù)值1無線網(wǎng)絡名SSIDguosaiS【工位號】2無線網(wǎng)絡密鑰各組可自行設(shè)置（長度在10位）3無線加密模式WPA2PSK模式、

8、密碼類型AES4路由器IP地址176.128.【工位號】.99 2平臺局域網(wǎng)搭建（3分）在通信及控制系統(tǒng)（高鐵）集成及維護平臺中，搭建局域網(wǎng)，并對各終端設(shè)備的有線網(wǎng)絡、無線網(wǎng)絡進行連接和配置。按照表2.2所示IP地址規(guī)劃表，組建局域網(wǎng)絡。分別進行截圖，以“圖2-X”的形式命名，存放到“D:提交資料任務二”中，并在答題卡相應表格中標明其對應關(guān)系。表2.2 按照IP 地址規(guī)劃組建局域網(wǎng)設(shè)備設(shè)備接口IP地址備注無線路由器WIFI176.128.【工位號】.99控制中心WIFI176.128.【工位號】.3列控中心WIFI可通過DHCP自動獲取3網(wǎng)絡通信測試（1 分）在計算機“命令提示符”界面下使用“

9、ping”命令檢測控制中心及無線路由器、列控中心之間網(wǎng)絡通信是否正常，將正常通信測試結(jié)果分別進行截圖，以“圖2-X”的形式命名，存放到“D:提交資料任務二”中，并在答題卡相應表格中標明其對應關(guān)系。（二）列控中心配置（2 分）對列控中心進行配置（詳見表2.3），并成功連接控制中心,保證列控中心各項功能正常運行。在控制中心計算機上對連接成功界面截圖，以“圖2-x”的形式命名，存放到“D:提交資料任務二”中，并在答題卡相應表格中標明其對應關(guān)系。表2.3 通信配置參數(shù)串口號波特率IP地址端口號軌道電路通信ttyAMA457600/列車通信ttyAMA5115200/服務器通信/自行設(shè)置8080（三）典

10、型通信系統(tǒng)調(diào)試（6分）背景：高鐵運行線路中，分布一些信息采集點，信息采集點采集到各個傳感器數(shù)據(jù)，將數(shù)據(jù)發(fā)送至控制中心，實現(xiàn)各點的數(shù)據(jù)采集及監(jiān)控。已知備用電腦模擬信息采集點，信息采集點通過WIFI，將數(shù)據(jù)傳送給控制中心。信息采集點配備一個485通信模塊，用于采集當前溫濕度和光照數(shù)據(jù)，如下圖2.1所示。圖2.1任務：典型通信系統(tǒng)調(diào)試，實現(xiàn)信息采集點數(shù)據(jù)的采集及發(fā)送。通信協(xié)議詳見“D:YooDao通信配置及調(diào)試485通信.pdf”文件。1. 正確配置及連接485通信模塊。配置串口號、波特率，利用相關(guān)指令，建立485通信模塊及信息采集點之間通信。將顯示“485通信成功”字樣界面截圖。配置服務器IP地址

11、及端口號，連接控制中心服務器，將顯示“服務器連接成功”字樣界面截圖。所有截圖以“圖2-X”的形式命名，存放到“D:提交資料任務二”中。2. 利用信息采集點上位機軟件，根據(jù)自定義協(xié)議進行溫濕度、光照數(shù)據(jù)采集及執(zhí)行命令的調(diào)試，并將采集結(jié)果發(fā)送至控制中心。將控制中心采集到數(shù)據(jù)的界面截圖，以“圖2-X”的形式命名，存放到“D:提交資料任務二”中。（四）通信拓撲圖繪制（4分）根據(jù)通信及控制系統(tǒng)（高鐵）集成及維護實訓平臺功能，利用visio繪制通信網(wǎng)絡拓撲圖。任務三 故障檢測及維修（25分）站點副控制臺中有8路軌道繼電器，每一路軌道繼電器對應軌道的一個區(qū)段。當列車運行到某一區(qū)段時，對應軌道繼電器觸點吸合，

12、并且對應軌道繼電器指示燈點亮，代表列車在此區(qū)段。沒有列車的區(qū)段，對應的軌道繼電器觸點斷開，軌道繼電器指示燈是熄滅狀態(tài)。軌道繼電器電路原理圖、裝配圖及元器件清單在“D:YooDao故障檢測及維修”文件夾中。（一）硬件故障檢測及處理（15分）1電路板焊接（7分）根據(jù)提供的電路原理圖（D:YooDao故障檢測及維修軌道繼電器原理圖.pdf）、軌道繼電器裝配圖和軌道繼電器元器件清單把軌道繼電器電路焊接完成。2電路板排故（8分）根據(jù)題干給出的邏輯關(guān)系，通過運行軌道電路上的列車找出軌道繼電器板的故障并完成維修，填寫表3.2。表3.2 軌道繼電器電路故障排查記錄表故障現(xiàn)象描述故障點排除后結(jié)果 &#

13、160;  （提示：有4處故障需要維修，仔細檢測出現(xiàn)的問題，再根據(jù)原理圖進行維修。）（二）應答器檢測及處理（10分）軌道電路分為八個區(qū)段，每個區(qū)段配備一個應答器，用于存儲當前區(qū)段相關(guān)信息，如下圖3.1所示。運行列車從左至右進行區(qū)間行駛，當列車行駛至對應區(qū)段時，列車下方的讀寫器會讀取區(qū)段應答器信息，并伴有“滴”的提示聲，表示讀卡成功。同時列車LCD屏幕中左側(cè)表盤會指向相應的區(qū)段號，如下圖3.2所示，本圖片顯示的信息為列車位于區(qū)段1位置。圖3.1 軌道電路區(qū)段及應答器圖3.2 列車區(qū)間行駛模式下LCD界面應答器配置模塊如圖3.3所示，可用于檢測、修改應答器中相關(guān)信息。圖3.3

14、應答器配置模塊站點副控制臺軌道電路區(qū)段應答器存儲的狀態(tài)信息設(shè)計參數(shù)如表3.3 所示。表3.3 軌道區(qū)段應答器存儲信息第一區(qū)段第二區(qū)段第三區(qū)段第四區(qū)段第五區(qū)段第六區(qū)段第七區(qū)段第八區(qū)段轉(zhuǎn)彎岔道轉(zhuǎn)彎岔道坡路隧道坡路轉(zhuǎn)彎應答器配置模塊及上位機通信遵循一定的數(shù)據(jù)協(xié)議，用于建立通信和應答器數(shù)據(jù)的寫入，詳見“D:YooDao故障檢測及維修”目錄中“應答器配置通信協(xié)議.xlsx”。1建立通信將應答器配置模塊及上位機連接，已知應答器配置模塊及上位機通信的數(shù)據(jù)位為8，停止位為1，波特率和校驗位未知，借助桌面上“串口調(diào)試工具”軟件，測試出應答器配置模塊及上位機通信的波特率及校驗位，并將測試結(jié)果填寫至答題卡中。2數(shù)據(jù)

15、寫入借助“串口調(diào)試工具”軟件及“應答器配置通信協(xié)議.xlsx”文件，參看表3.3中各區(qū)段狀態(tài)信息，完成對區(qū)段1-8應答器狀態(tài)信息的寫入。3信息驗證利用桌面 “應答器查詢軟件”，配置正確的串口號，利用“1.建立通信”中測試的波特率和校驗位，完成對區(qū)段1-8應答器狀態(tài)信息的讀取，并將區(qū)段1-8讀取到的狀態(tài)信息軟件界面截圖，將8張截圖以“圖3-x”的形式命名，存放到“D:提交資料任務三”中，并在答題卡相應表格中填寫對應圖片名稱。任務四 應用設(shè)計（25分）（一）PLC程序設(shè)計（6分）1打開“STEP7 Micro WIN”編程軟件，新建一個工程，命名為“人機交互通訊.mwp”，在工程中完成要求描述的程

16、序設(shè)計，保存到“D:YooDao任務四PLC程序設(shè)計”文件夾中并下載到PLC中運行。（1分）要求：把采集到的溫濕度進行轉(zhuǎn)換后的數(shù)值和光照強度數(shù)值上傳到人機交互界面進行顯示。詳細說明請參看“（二）人機交互界面設(shè)計”。注意：溫度換算公式：溫度=讀取值/260.0-40.0 單位：濕度換算公式：溫度=讀取值/310 單位：%rh光照強度換算公式：光照強度=讀取值 單位：Lux2 背景：通信及控制系統(tǒng)（高鐵）集成及維護實訓平臺上的報警燈、照明燈、風機、開右側(cè)門按鈕、關(guān)右側(cè)門按鈕、PLC等模塊已按照任務一正確安裝及接線。（4分） 打開“STEP7 Micro WIN”編程軟件，新建一個工程，命名為“邏輯

17、控制.mwp”，在工程中任務要求的程序設(shè)計，保存到“D:YooDao任務四PLC程序設(shè)計”文件夾中并下載到PLC中運行。 任務：當按下開右側(cè)門按鈕時，報警燈、照明燈、風機依次順序打開，中間間隔時間是5S；全部打開后，按下關(guān)右側(cè)按鈕時，設(shè)備反向順序關(guān)閉，中間間隔時間是3S；在打開過程中，如果按下關(guān)右側(cè)門按鈕，則沒有打開的設(shè)備停止打開，已打開的設(shè)備立刻反向順序關(guān)閉，中間間隔時間是1S。3已知輸入信號I1.1的波形，在答題卡任務四空白處畫出圖4.1梯形圖程序中M0.0、M0.1、M0.2和Q0.0的波形。（1分）圖4.1（二）人機交互界面設(shè)計（10分）打開電腦桌面EB8000軟件，機型選擇MT(TK

18、)6000/8000 iP/iQ/iH5 Series；連接方式為USB線，點擊編輯工具中EasyBuilder8000進入編輯界面。實現(xiàn)下述功能。（注：觸摸屏型號：TK6070IP） 注意：通過4.1 PLC程序設(shè)計第（1）小題獲取溫濕度和光照數(shù)據(jù)。（1）“高鐵用戶登錄系統(tǒng)”主頁設(shè)置，插入背景圖片、按鈕，標題使用滾動顯示，顯示效果如圖4.2所示。所需圖片資源在D:YooDao輔助資料文件夾中。圖4.2（2）設(shè)計主頁多用戶登錄功能。點擊標題下方按鈕，彈出登錄窗口，顯示效果如圖4.3所示。三種用戶分別為：乘客、操作員和管理員，三種用戶對應不同的用戶頭像，密碼分別為：111、222、333，如下圖

19、4.4-4.6所示。輸入正確密碼，彈出按鈕，點擊按鈕可跳轉(zhuǎn)至“選擇用戶類型”界面。所需圖片資源在D:YooDao輔助資料文件夾中。圖4.3圖4.4圖4.5圖4.6（3）設(shè)計密碼錯誤提示窗口，要求和第2）步登錄窗口大小一致。實現(xiàn)輸入密碼錯誤彈出提示窗口，點擊返回按鈕實現(xiàn)提示窗口關(guān)閉功能。如下圖4.7所示。所需圖片資源在D:YooDao輔助資料文件夾中。圖4.7（4）設(shè)計選擇用戶類型界面，如下圖4.8所示。設(shè)計乘客、操作員、管理員三種按鈕，點擊相應的按鈕，彈出乘客、操作員、管理員窗口。已知權(quán)限等級為管理員>操作員>乘客，管理員可以點擊所有按鈕，操作員可以點擊除管理員之外的按鈕，乘客只能

20、點擊乘客按鈕。若無權(quán)限，彈出提示窗口，如下圖4.9所示?！爸黜摗卑粹o用于返回“高鐵用戶登錄系統(tǒng)”主界面。所需圖片資源在D:YooDao輔助資料文件夾中。圖4.8圖4.9（5）設(shè)計乘客、操作員、管理員界面，如下圖4.10-4.12所示。三個界面均有“返回”和“主頁”按鍵，分別用于返回“選擇用戶類型”界面和回到“高鐵用戶登錄系統(tǒng)”主界面。乘客界面用于顯示當前平臺溫度、濕度、光照值；操作員界面用于控制平臺報警燈、照明燈和風扇；管理員界面顯示當前時間和系統(tǒng)鎖定。所需圖片資源在D:YooDao輔助資料文件夾中。圖4.10圖4.11圖4.12（6）設(shè)計系統(tǒng)鎖屏界面。點擊上圖4.12管理員界面中“系統(tǒng)鎖定”

21、圖標，跳轉(zhuǎn)至系統(tǒng)鎖屏界面，如下圖4.13所示?！罢堓斎牍芾韱T密碼”字樣使用0.5秒閃爍顯示。在系統(tǒng)鎖屏界面，輸入管理員密碼333，右下角會出現(xiàn)解鎖圖標，如下圖4.14所示。默認情況下或者輸入錯誤則不顯示解鎖圖標。點擊解鎖圖標，回到管理員界面。所需圖片資源在D:YooDao輔助資料文件夾中。圖4.13圖4.14（7）界面完成設(shè)計后，保存文件位于D:提交資料任務四人機交互界面文件夾中，文件名稱為“工位號”，通過miniUSB線將程序下載到人機交互界面上。使用人機交互界面進行演示。（三）移動客戶端應用設(shè)計（9分）將D:YooDaoAndroid目錄下“光照強度自動化APP”項目的功能代碼完善，根據(jù)具

22、體要求，完善展示各界面的效果。 具體的要求：（1）將 ”光照強度自動化APP” 項目導入eclipse中，截圖并保存（0.5分）。（2）在package com.yoodao.train包中找到WelcomeActivity類，在layout文件夾里找到WelcomeActivity對應的布局文件welcome.xml，并在布局里完善代碼實現(xiàn)如圖4.15的效果(左上角的Logo圖的名稱為logo2.png)。并且在WelcomeActivity類里完善代碼，實現(xiàn)點擊圖片跳轉(zhuǎn)到ChuanKouActivity的界面效果的代碼,拍照列空中心上的效果圖并保存（0.5分）。圖4.15（3）在packa

23、ge com.yoodao.train包中找到ChuanKouActivity類，ChuanKouActivity的界面，效果如圖4.16所示：圖4.16分別對軌道電路通信，列車通信，服務器通信進行配置，正確配置以后，在列控中心拍照并保存效果圖（1分）。（4）點擊鏈接，跳轉(zhuǎn)到GuangZhaoQiangDUActivity界面 ，在package com.yoodao.train包中找到GuangZhaoQiangDUActivity.java類，它對應的布局文件是activity_guang_zhao_qiang_du.xml。布局文件activity_guang_zhao_qiang_du

24、.xml根據(jù)如下圖4.17所示進行布局文件代碼編寫：圖4.17其中整體背景的顏色是#99CCFF，有倆個有棱角的白色背景，背景的文件名是biankuang.xml，光照度單位的顏色為#ff0000，光照度的圖片名是guangzhao.png，關(guān)閉圖片的文件名是pic_window_close.png，打開圖片的文件名pic_window_open.png。報警效果圖的圖片是danale_cloud_new_bell.png。在列空中心上拍照沒有點擊“點擊報警”按鈕之前的效果圖并保存（2分）。（5）根據(jù)完成的activity_guang_zhao_qiang_du.xml布局，在GuangZha

25、oQiangDUActivity完成代碼實現(xiàn)以下效果（2分）：1.顯示光照傳感器的光照度2.點擊“點擊報警”按鈕，如果自己輸入的報警設(shè)定值低于光照傳感器的光照度，報警效果圖會發(fā)生變化和另一張圖片（danale_cloud_icon_bell.png）來回進行切換，動畫效果用安卓的幀動畫效果完成。同樣當報警發(fā)生時窗戶打開,反之不發(fā)生變化。同樣點擊按鈕時打開通知，如果低于的話通知的內(nèi)容設(shè)置為“光照強度強”，高于的話通知的內(nèi)容設(shè)置為“光照強度低”，如圖所示。圖片的名稱logo.png，通知代碼用NotificationCompat來寫。拍照保存。圖4.183.點擊按鈕“頁面跳轉(zhuǎn)”實現(xiàn)跳轉(zhuǎn)，在列控中心拍照點擊“點擊報警”按鈕以后的效果圖并保存。（6）跳轉(zhuǎn)到TestLieKongActivity的界面，在package com.yoodao.train包中