2021山東省賽 第一階段競(jìng)賽任務(wù)書-“通信與控制系統(tǒng)集成與維護(hù)”賽項(xiàng)

2021年山東省“通信與控制系統(tǒng)集成與維護(hù)”賽項(xiàng)競(jìng)賽任務(wù)書24/332021年山東省“通信與控制系統(tǒng)集成與維護(hù)”賽項(xiàng)競(jìng)賽任務(wù)書第一階段工位號(hào)______________

示意，更換任務(wù)書。。并且提請(qǐng)大賽組委會(huì)進(jìn)行處罰。（4）任務(wù)中要求提交的截圖/照片、視頻資料中都不允許出現(xiàn)本工位或者其他工位參賽選手圖像、選手姓名、校名或者其他任何識(shí)別性的標(biāo)記。一經(jīng)發(fā)現(xiàn)，競(jìng)賽試卷和作品作廢，比賽按零分處理，并且提請(qǐng)大賽組委會(huì)進(jìn)行處罰。（5）競(jìng)賽任務(wù)書、競(jìng)賽答題卡、競(jìng)賽工具、競(jìng)賽器材及競(jìng)賽材料等不得帶進(jìn)行處罰。不予任何延時(shí)。（7）競(jìng)賽過程中，參賽選手要遵守安全操作規(guī)程，確保人身及設(shè)備安全，并接（8）在競(jìng)賽過程中，參賽選手如有舞弊、不服從裁判判決、擾亂賽場(chǎng)秩序?yàn)榱惴?。特別注意：

任務(wù)一安裝布線及調(diào)試（150分）（一）系統(tǒng)設(shè)備安裝、內(nèi)部配線（100分）根據(jù)提供的“技術(shù)平臺(tái)接線圖”，完成PLC（可編程邏輯控制器）、EM231模擬量輸入模塊、直流24V正極電源接線端子排、直流24V負(fù)極電源接線端子排、速度表、風(fēng)機(jī)、報(bào)警燈、溫濕度傳感器、光照傳感器、煙霧傳感器、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(dòng)等模塊的安裝與接線。注意：1.安裝過程遵守《安全操作規(guī)范》。2.按照“技術(shù)平臺(tái)接線圖”安裝模塊，模塊的安裝位置正確牢固，螺絲、螺母、墊片選型正確。3.線號(hào)管與線對(duì)應(yīng)正確。4.冷壓端子選型合理，壓制牢固。5.嚴(yán)格按照“技術(shù)平臺(tái)接線圖”中的接線要求，正確選擇接線端子，且線序正確，布局合理。6.在整體上，線束布局合理牢固、長(zhǎng)短適宜、美觀大方。7.提交試卷前，確保線槽蓋好。（二）功能調(diào)試（50分）1．利用提供的USB-PPI電纜連接電腦與PLC，使用“STEP7MicroWIN”編程軟件把U盤根目錄“YooDao\任務(wù)一”中的“PLC測(cè)試程序.mwp”下載到PLC中，并運(yùn)行PLC，按照“圖1.1PLC拍照布局示意”的布局對(duì)PLC進(jìn)行拍照，要求圖片中能看清PLC各輸入輸出口指示燈的亮滅狀態(tài)，將圖片命名為“圖1-1-PLC程序下載”，存放到U盤根目錄“提交資料\任務(wù)一”中，并將此圖片粘貼至U盤根目錄“提交資料\競(jìng)賽答題卡.doc”指定位置。(注意：PLC測(cè)試程序.mwp已加密，但不影響下載)圖1.1PLC拍照布局示意2．利用提供的USB線連接電腦與人機(jī)交互界面設(shè)備，將U盤根目錄“YooDao\任務(wù)一”中的“HMI測(cè)試程序”下載到人機(jī)交互界面設(shè)備中。下載完成后對(duì)人機(jī)交互界面進(jìn)行完整拍照，圖片命名為“圖1-2-HMI測(cè)試程序下載”，存放到U盤根目錄“提交資料\任務(wù)一”中，并將此圖片粘貼至U盤根目錄“提交資料\競(jìng)賽答題卡.doc”指定位置。3．功能測(cè)試與記錄按照表1.1所示動(dòng)作順序，測(cè)試開關(guān)門按鈕與指示燈功能，并記錄各指示燈的亮滅狀態(tài)。指示燈點(diǎn)亮狀態(tài)用“1”表示，指示燈熄滅狀態(tài)用“0”表示。表1.1功能測(cè)試記錄動(dòng)作順序動(dòng)作名稱右側(cè)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(dòng)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(dòng)作順序，在人機(jī)界面中查看測(cè)量數(shù)據(jù)、控制執(zhí)行器動(dòng)作狀態(tài)，并記錄。風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)/照明燈點(diǎn)亮/報(bào)警燈閃爍/有煙霧用“1”表示，風(fēng)機(jī)停轉(zhuǎn)/照明燈熄滅/報(bào)警燈熄滅/無煙霧用“0”表示。表1.2傳感器數(shù)據(jù)測(cè)量與控制器功能記錄動(dòng)作順序動(dòng)作名稱數(shù)據(jù)1數(shù)據(jù)2數(shù)據(jù)3照明燈報(bào)警燈風(fēng)機(jī)煙霧1啟動(dòng)PLC2按下煙霧模塊上黑色按鈕10S，松開前煙霧狀態(tài)//////3進(jìn)入第二界面////4點(diǎn)擊X1////5點(diǎn)擊X2////6點(diǎn)擊X3////任務(wù)二通信配置及調(diào)試（100分）（一）平臺(tái)網(wǎng)絡(luò)配置（5分）1．無線路由器的配置★路由器配置連接網(wǎng)址：★默認(rèn)用戶名為“admin”，默認(rèn)管理員密碼為“admin”本地局域網(wǎng)絡(luò)（LAN口）的搭建和配置：按照表2.1要求，對(duì)無線路由器進(jìn)行本地局域網(wǎng)絡(luò)的搭建和配置。設(shè)置完畢后：將帶有Wi-Fi名稱、Wi-Fi密碼、頻段帶寬的“無線加密設(shè)置”配置界面進(jìn)行截圖或拍照，圖片命名為“圖2-1-無線加密設(shè)置”，將帶有IP地址、子網(wǎng)掩碼的“LAN接口設(shè)置”配置界面進(jìn)行截圖或拍照，圖片命名為“圖2-2-LAN接口設(shè)置”，并將圖片粘貼至U盤根目錄“提交資料\競(jìng)賽答題卡.doc”指定位置。表2.1本地局域網(wǎng)配置要求序號(hào)設(shè)備參數(shù)值示例1Wi-Fi名稱YooDao_TXKZ_工位號(hào)99號(hào)工位：YooDao_TXKZ_99，工位號(hào)<10時(shí)，十位用0填充2Wi-Fi密碼去掉“不加密”勾選框，然后自行設(shè)置密碼（長(zhǎng)度<=10位）3頻段帶寬20MHz4IP地址176.128.工位號(hào).9999號(hào)工位：92．平臺(tái)局域網(wǎng)搭建在通信與控制系統(tǒng)集成與維護(hù)平臺(tái)中，搭建局域網(wǎng)，并對(duì)各終端設(shè)備的無線網(wǎng)絡(luò)進(jìn)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(luò)。將控制中心有線網(wǎng)卡及無線網(wǎng)卡的“網(wǎng)絡(luò)連接詳細(xì)信息”窗口進(jìn)行截圖，圖片命名為“圖2-3-控制中心有線網(wǎng)絡(luò)IP地址”“圖2-4-控制中心無線網(wǎng)絡(luò)IP地址”，將包含智能終端靜態(tài)IP地址的界面進(jìn)行拍照，圖片命名為“圖2-5-智能終端IP地址”，將附加電腦“無線網(wǎng)絡(luò)連接詳細(xì)信息”進(jìn)行截圖，圖片命名為“圖2-6-附加電腦IP地址”，將包含人機(jī)交互界面靜態(tài)IP地址的界面進(jìn)行拍照，圖片命名為“圖2-7-人機(jī)交互界面IP地址”，存放到U盤根目錄“提交資料\任務(wù)二”中，并將圖片粘貼至U盤根目錄“提交資料\競(jìng)賽答題卡.doc”指定位置。（要求圖片包含完整的IP地址信息）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地址備注可編程邏輯控制器LAN02人機(jī)交互界面LAN01控制中心（有線網(wǎng)絡(luò)）LAN03控制中心（無線網(wǎng)絡(luò)）WIFI176.128.工位號(hào).3工位號(hào)<10時(shí)，十位用0填充智能終端WIFI176.128.工位號(hào).4附加電腦WIFI176.128.工位號(hào).53．網(wǎng)絡(luò)通信測(cè)試分別在控制中心和附加電腦中的“命令提示符”界面下使用“ping”命令檢測(cè)控制中心與無線路由器、附加電腦與智能終端之間網(wǎng)絡(luò)通信是否正常，將正常通信測(cè)試結(jié)果分別進(jìn)行截圖，分別以“圖2-8-控制中心與無線路由器”、“圖2-9-附加電腦與智能終端”命名，存放到U盤根目錄“提交資料\任務(wù)二”中，并將圖片粘貼至U盤根目錄“提交資料\競(jìng)賽答題卡.doc”指定位置。（要求將命令提示符整個(gè)窗口截圖）（二）智能終端配置（5分）對(duì)智能終端進(jìn)行配置（詳見表2.3），并成功連接控制中心，保證智能終端各項(xiàng)功能正常運(yùn)行。在智能終端上對(duì)配置界面進(jìn)行拍照截圖，命名為“圖2-10-列車通信串口號(hào)配置”“圖2-11-軌道電路串口號(hào)配置”“圖2-12-服務(wù)器IP地址配置”；在控制中心計(jì)算機(jī)上對(duì)連接成功界面截圖，命名為“圖2-13-連接成功”。將圖片存放到U盤根目錄“提交資料\任務(wù)二”中，并將圖片粘貼至U盤根目錄“提交資料\競(jìng)賽答題卡.doc”指定位置。表2.3通信配置參數(shù)串口號(hào)波特率IP地址端口號(hào)軌道電路通信COM49600//列車通信COM5115200//服務(wù)器通信//自行設(shè)置8080（三）典型通信系統(tǒng)調(diào)試（70分）背景：某車站包含智能溫控系統(tǒng)，新風(fēng)室和回風(fēng)室安裝有管道溫濕度傳感器，以監(jiān)測(cè)室外新風(fēng)和車站內(nèi)的溫度以及濕度。車站同時(shí)包含智能照明系統(tǒng)，系統(tǒng)包括光線感應(yīng)器、照明設(shè)備等。利用智能溫控系統(tǒng)和智能照明系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)車站環(huán)境狀態(tài)的智能控制，使得車站環(huán)境始終處于較為舒適的環(huán)境之中，并最終實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排的目的。（管道溫濕度傳感器一般安裝在新風(fēng)室和回風(fēng)室的墻壁上）智能照明控制系統(tǒng)根據(jù)運(yùn)營時(shí)段和自然光照強(qiáng)度對(duì)站廳層照明設(shè)備進(jìn)行自動(dòng)控制，用485模塊D1-D4指示燈模擬站廳層照明設(shè)備。在每天高峰運(yùn)營時(shí)段，車站的客流量比較大，站廳層照明設(shè)備全部開啟；在一般運(yùn)營時(shí)段，比較光照強(qiáng)度傳感器數(shù)據(jù)與系統(tǒng)預(yù)設(shè)值422Lux，現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際光照強(qiáng)度值低于預(yù)設(shè)值時(shí)自動(dòng)開啟D1-D4照明設(shè)備，現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際光照強(qiáng)度值高于預(yù)設(shè)值時(shí)只開啟D1-D3照明設(shè)備；在每天停運(yùn)前，需要清掃公共區(qū)，進(jìn)入清掃模式后只打開D1照明設(shè)備；在深夜，車站進(jìn)入停運(yùn)狀態(tài)，所有照明設(shè)備關(guān)閉，即D1-D4熄滅。智能溫控系統(tǒng)采用滯回控制功能，當(dāng)回風(fēng)室溫度高于預(yù)設(shè)值32℃時(shí)，新風(fēng)系統(tǒng)開始送風(fēng)，以達(dá)到降溫的效果，當(dāng)回風(fēng)室溫度低于預(yù)設(shè)值31℃時(shí)，新風(fēng)系統(tǒng)停止送風(fēng)?，F(xiàn)場(chǎng)可以用提供的小風(fēng)扇對(duì)溫濕度芯片進(jìn)行降溫。（假設(shè)，室外新風(fēng)溫度小于30℃）圖2.1485模塊任務(wù)：實(shí)現(xiàn)智能照明系統(tǒng)和智能溫控系統(tǒng)功能。主控制臺(tái)電腦作為車站監(jiān)控室，負(fù)責(zé)通過USB轉(zhuǎn)485線與485模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)通信；附加電腦作為監(jiān)控中心，通過網(wǎng)絡(luò)與車站監(jiān)控室（主控制臺(tái)電腦）進(jìn)行通信。通信協(xié)議詳見U盤根目錄“競(jìng)賽資料\模塊二\RS485模塊通訊協(xié)議用戶版.pdf”文件；相關(guān)軟件詳見U盤根目錄“競(jìng)賽資料\模塊二”。注意：本題中涉及的通信接口為“通信485”接口；涉及的串口調(diào)試助手必須使用“競(jìng)賽資料\模塊二”中提供的。1.配置與連接485模塊車站監(jiān)控室用USB轉(zhuǎn)485通信線連接485模塊，打開串口調(diào)試助手。利用撥碼開關(guān)設(shè)定模塊地址為0x0003，波特率為9600。然后發(fā)送建立通信協(xié)議，建立通信成功后，模塊會(huì)回復(fù)字符“MCU-OK”。將包含串口信息、發(fā)送數(shù)據(jù)和模塊回復(fù)數(shù)據(jù)（字符）的串口助手界面進(jìn)行截圖，圖片命名為“圖2-14-建立通信”，并將圖片粘貼至U盤根目錄“提交資料\競(jìng)賽答題卡.docx”指定位置。2.數(shù)據(jù)獲取利用串口助手給模塊發(fā)送數(shù)據(jù)獲取指令，發(fā)送成功后，模塊會(huì)每隔1S自動(dòng)發(fā)送當(dāng)前溫度、濕度、光照數(shù)據(jù)、新風(fēng)系統(tǒng)打開狀態(tài)(ON/OFF/NUL)，數(shù)據(jù)為字符形式，每種數(shù)據(jù)之間以逗號(hào)隔開。將數(shù)據(jù)獲取成功后的串口助手界面進(jìn)行截圖，圖片命名為“圖2-15-數(shù)據(jù)獲取”，并將圖片粘貼至U盤根目錄“提交資料\競(jìng)賽答題卡.docx”指定位置。3.智能光照系統(tǒng)（1）高峰運(yùn)營時(shí)段給485模塊發(fā)送進(jìn)入高峰運(yùn)營時(shí)段指令，站廳層四個(gè)公共區(qū)照明全部開啟，模塊D1-D4指示燈全亮。（2）一般運(yùn)營時(shí)段給485模塊發(fā)送進(jìn)入一般運(yùn)營時(shí)段指令，并設(shè)置預(yù)設(shè)值422Lux。當(dāng)遮住光線感應(yīng)器，自然光低于422Lux時(shí)，站廳層四個(gè)公共區(qū)照明全部開啟，模塊D1-D4指示燈全亮；當(dāng)不遮擋光線感應(yīng)器時(shí)，自然光高于422Lux，打開D1-D3指示燈。（可使用usb小燈對(duì)光線感應(yīng)器進(jìn)行照射）（3）清掃模式給485模塊發(fā)送進(jìn)入清掃模式指令，此時(shí)只打開D1指示燈。（4）停運(yùn)狀態(tài)給485模塊發(fā)送進(jìn)入停運(yùn)狀態(tài)指令，此時(shí)所有燈具關(guān)閉，即D1-D4熄滅。將以上高峰運(yùn)營時(shí)段、一般運(yùn)營時(shí)段、清掃模式、停運(yùn)狀態(tài)四個(gè)功能進(jìn)行演示，并用攝像頭進(jìn)行錄像，將視頻命名為“視頻2-1-智能光照系統(tǒng)功能演示”保存于U盤根目錄“提交資料\模塊二”中。4.智能溫控系統(tǒng)（1）設(shè)定滯回控制預(yù)設(shè)值給485模塊發(fā)送設(shè)定滯回控制預(yù)設(shè)值指令，上限值32℃，下限值31℃。（2）滯回控制開關(guān)給485模塊發(fā)送開啟滯回控制指令，當(dāng)開關(guān)打開時(shí)，滯回控制預(yù)設(shè)值有效，新風(fēng)系統(tǒng)打開狀態(tài)(ON/OFF)才能生效，否則為“NUL”字樣。用手按住溫濕度傳感器，模擬溫度上升，當(dāng)溫度大于29℃時(shí)，模塊返回?cái)?shù)據(jù)中新風(fēng)系統(tǒng)打開狀態(tài)變?yōu)镺N，把手從溫濕度傳感器上拿開，模擬溫度下降，當(dāng)溫度小于28℃時(shí)，模塊返回?cái)?shù)據(jù)中新風(fēng)系統(tǒng)打開狀態(tài)變?yōu)镺FF。（可使用小風(fēng)扇對(duì)溫濕度傳感器進(jìn)行降溫）將以上設(shè)定滯回控制預(yù)設(shè)值、滯回控制開關(guān)功能進(jìn)行演示，并用攝像頭進(jìn)行錄像，將視頻命名為“視頻2-2-智能溫控系統(tǒng)功能演示”保存于U盤根目錄“提交資料\模塊二”中。（如無法改變模塊溫度到28℃以下或29℃以上，也可自行設(shè)置上限值和下限值以實(shí)現(xiàn)滯回控制功能要求）（四）通信拓?fù)鋱D及設(shè)計(jì)（配置）方案（20分）U盤根目錄“YooDao\任務(wù)二\通信拓?fù)鋱D繪制”目錄下有控制中心、無線路由器、智能終端、PLC、人機(jī)交互界面、485模塊、CAN分析儀等設(shè)備的圖片，根據(jù)通信與控制系統(tǒng)集成與維護(hù)實(shí)訓(xùn)平臺(tái)功能，利用WPS軟件或visio軟件繪制如下拓?fù)鋱D，并對(duì)設(shè)計(jì)（配置）方案進(jìn)行簡(jiǎn)述。1.CAN通信網(wǎng)絡(luò)（1）通信拓?fù)鋱D根據(jù)U盤根目錄“YooDao\任務(wù)二\CAN通信\CAN通信網(wǎng)絡(luò)規(guī)則要求說明”以及其他CAN資料，完成通信拓?fù)鋱D的繪制。將此拓?fù)鋱D截圖，命名為“圖2-16-CAN通信網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洹?，并將圖片粘貼至U盤根目錄“提交資料\競(jìng)賽答題卡.doc”指定位置。（2）設(shè)計(jì)（配置）方案根據(jù)U盤根目錄“YooDao\任務(wù)二\CAN通信\CAN通信網(wǎng)絡(luò)規(guī)則要求說明”以及其他CAN資料，完成通信方案設(shè)計(jì)，并在U盤根目錄“提交資料\競(jìng)賽答題卡.doc”指定位置填寫。2.通信網(wǎng)絡(luò)一假設(shè)控制中心發(fā)送進(jìn)出站指令到列控中心，點(diǎn)陣屏上顯示“允許進(jìn)站”字樣，軌道電路相應(yīng)區(qū)段信號(hào)機(jī)變?yōu)榫G燈，繪制控制中心、無線路由器、列控中心、點(diǎn)陣屏、軌道電路的無線通信網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D。Wifi和短距離無線通信Zigbee劃線時(shí)采用虛線連線，箭頭需標(biāo)注出允許進(jìn)站的傳送方向，無粗細(xì)要求，并在線上標(biāo)注通信方式。485通信屬于差分信號(hào)傳輸，具有A，B兩根信號(hào)線，劃線時(shí)采用實(shí)線連線，A線和B線均需要標(biāo)注信號(hào)機(jī)變燈數(shù)據(jù)傳輸方向，且A線為紅色，B線為黑色，無粗細(xì)要求。將此拓?fù)鋱D截圖，命名為“圖2-17-通信網(wǎng)絡(luò)一拓?fù)洹?，并將圖片粘貼至U盤根目錄“提交資料\競(jìng)賽答題卡.docx”指定位置。例如：A和B設(shè)備采用WIFI形式進(jìn)行通信，A將數(shù)據(jù)發(fā)送給B，示意圖如圖2.2所示。圖2.2A和B設(shè)備通信示意圖例如：A和B設(shè)備采用485通信形式進(jìn)行，A將數(shù)據(jù)發(fā)送給B，示意圖如圖2.3所示。圖2.3A和B設(shè)備通信示意圖3.通信網(wǎng)絡(luò)二假設(shè)控制中心通過無線獲取列控中心傳來的變燈和列車位置數(shù)據(jù)，同時(shí)控制中心通過串口給PLC發(fā)送查詢溫濕度和車門狀態(tài)指令，波特率115200。人機(jī)交互界面、PLC、控制中心通過網(wǎng)線連接到交換機(jī)。人機(jī)交互界面通過有線網(wǎng)絡(luò)獲取PLC中各個(gè)寄存器的狀態(tài)，控制中心可以通過有線網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控PLC和人機(jī)交互界面實(shí)時(shí)狀態(tài)。繪制PLC、控制中心、人機(jī)交互界面、列控中心、交換機(jī)、無線路由器網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D。將此拓?fù)鋱D截圖，劃線時(shí)采用實(shí)線連線，無箭頭要求，無粗細(xì)要求，并在線上標(biāo)注通信方式（串口、WIFI、網(wǎng)絡(luò)），串口需標(biāo)注通信波特率，命名為“圖2-18-通信網(wǎng)絡(luò)二拓?fù)洹?，并將圖片粘貼至U盤根目錄“提交資料\競(jìng)賽答題卡.docx”指定位置。

任務(wù)三故障檢測(cè)與維修（150分）站點(diǎn)副控制臺(tái)中有一個(gè)軌道繼電器模塊，共有8路繼電器控制電路，每一路軌道繼電器對(duì)應(yīng)軌道的一個(gè)區(qū)段。當(dāng)列車運(yùn)行到某一區(qū)段時(shí)，對(duì)應(yīng)軌道繼電器觸點(diǎn)吸合，并且對(duì)應(yīng)軌道繼電器指示燈點(diǎn)亮，代表列車在此區(qū)段。沒有列車的區(qū)段，對(duì)應(yīng)的軌道繼電器觸點(diǎn)斷開，軌道繼電器指示燈是熄滅狀態(tài)。（一）硬件故障檢測(cè)與處理（120分）1.軌道繼電器電路板焊接根據(jù)提供的資料（U盤根目錄“YooDao\任務(wù)三\軌道繼電器原理圖.pdf、軌道繼電器裝配圖.pdf和軌道繼電器元器件清單.pdf”）把軌道繼電器電路焊接完成。2.電路板排故（1）任務(wù)描述背景：某軌道交通科技公司項(xiàng)目小組初步設(shè)計(jì)出了軌道繼電器模塊和RS485通信模塊兩款樣品?！盾壍览^電器模塊功能》：上電后指示燈LED1-LED8依次循環(huán)點(diǎn)亮（同一時(shí)刻只有一個(gè)燈亮，下同），同時(shí)，指示燈LED13-25也依次循環(huán)點(diǎn)亮?！?85模塊功能》：用于測(cè)試軌道電路信號(hào)燈是否工作正常。將485模塊“故障485”接口（電路板上已標(biāo)注）與軌道電路485接口相連，實(shí)現(xiàn)485模塊控制軌道電路上面的信號(hào)燈循環(huán)點(diǎn)亮功能。485電路板設(shè)計(jì)中，為方便各種測(cè)試，ADM2483與單片機(jī)之間的TTL通信連接線設(shè)置了電阻跳線。（2）故障定位假如您是這個(gè)公司的一名測(cè)試工程師，現(xiàn)需要根據(jù)“YooDao\任務(wù)三”目錄下的文檔資料（原理圖中有些元器件參數(shù)丟失），對(duì)項(xiàng)目小組設(shè)計(jì)出的兩款電路板樣品進(jìn)行測(cè)量、調(diào)試，找出電路板中的設(shè)計(jì)故障/元器件故障，并進(jìn)行維修處理。將故障定位以及故障處理方法填寫到表3.1中。（提示：軌道繼電器有4處故障；485模塊有1處故障）表3.1軌道繼電器電路故障排查記錄表故障定位處理方法電路板名稱+元器件符號(hào)+故障（過大，過小，焊錯(cuò)、空焊等）。示例：軌道繼電器模塊電路板R1電阻過大將故障定位的元器件修改為xxx或者添加或者重新焊接。示例：R1阻值修改成1K（3）故障處理調(diào)試選用相應(yīng)的電子元器件進(jìn)行故障維修。將軌道繼電器正反面拍照，圖片分別命名為“圖3-1-軌道電路板排故正面”、“圖3-2-軌道電路板排故反面”。將485模塊電路板正面、反面拍照，圖片分別命名為“圖3-3-485模塊排故正面”、“圖3-4-485模塊排故反面”。將拍照?qǐng)D片保存于U盤根目錄“提交資料\任務(wù)三”中，并粘貼至U盤根目錄“提交資料\競(jìng)賽答題卡.doc”指定位置。將《軌道繼電器模塊功能》進(jìn)行演示，并用攝像頭進(jìn)行錄像，將視頻命名為“視頻3-1-軌道繼電器功能演示.wmv”保存于U盤根目錄“提交資料\任務(wù)三”中。提示：參賽隊(duì)維修過程中使用的元器件全部在提供的元件包中，可能存在故障的元器件提供了備件，競(jìng)賽過程中不得再申領(lǐng)元器件。（二）射頻標(biāo)簽檢測(cè)與處理（30分）軌道電路分為八個(gè)區(qū)段，每個(gè)區(qū)段配備一個(gè)應(yīng)答器（射頻標(biāo)簽），用于存儲(chǔ)當(dāng)前區(qū)段相關(guān)信息，如下圖3.1所示。運(yùn)行列車從左至右進(jìn)行區(qū)間行駛，當(dāng)列車行駛至對(duì)應(yīng)區(qū)段時(shí)，列車下方的讀寫器會(huì)讀取區(qū)段應(yīng)答器信息，并伴有“滴”的提示聲，表示讀卡成功。同時(shí)列車LCD屏幕中左側(cè)表盤會(huì)指向相應(yīng)的區(qū)段號(hào)，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(yīng)答器圖3.2列車區(qū)間行駛模式下LCD界面應(yīng)答器配置模塊如圖3.3所示，可用于檢測(cè)、修改應(yīng)答器中相關(guān)信息。圖3.3應(yīng)答器配置模塊站點(diǎn)副控制臺(tái)軌道電路區(qū)段應(yīng)答器存儲(chǔ)的狀態(tài)信息及通信協(xié)議如表3.2所示。校驗(yàn)為從數(shù)組的第1個(gè)元素到第5個(gè)元素求和的值取低8位再取反，第1個(gè)元素到第5個(gè)元素?cái)?shù)據(jù)在下表中已標(biāo)黃。限速數(shù)據(jù)均為十進(jìn)制。數(shù)組第5個(gè)元素中，保留位默認(rèn)為0，如果有相應(yīng)特殊指令，則對(duì)應(yīng)位置為1，否則為0。表3.2軌道區(qū)段應(yīng)答器狀態(tài)信息及通信協(xié)議應(yīng)答器名稱數(shù)據(jù)存儲(chǔ)含義幀頭編號(hào)（區(qū)段）區(qū)段最高限速值固定道岔直軌限速固定道岔側(cè)軌限速命令校驗(yàn)幀尾01234567FB10010xCC0125、35、50、55、80km/h0、50km/h0、25km/h高4位低4位0xFFFB100302保留保留保留扣車命令跳停命令臨時(shí)限速列車位置校準(zhǔn)列車通信升級(jí)VB100103VB100304FB100505VB100506FB100707FB100908圖3.4某地區(qū)站場(chǎng)圖上圖所示為某地區(qū)站場(chǎng)圖，表3.2中“應(yīng)答器名稱”一欄為編號(hào)（區(qū)段）01-08的應(yīng)答器。VB為有源應(yīng)答器，用于存儲(chǔ)最高限速、固定限速、扣車、跳停、臨時(shí)限速、列車位置校準(zhǔn)、通信升級(jí)等信息；FB為無源應(yīng)答器，用于存儲(chǔ)最高限速、固定限速數(shù)據(jù)、列車位置校準(zhǔn)。應(yīng)答器在圖中已標(biāo)出（紅色字體），所有應(yīng)答器均位于下行軌道上。固定道岔直軌限速和固定道岔側(cè)軌限速值和道岔型號(hào)有關(guān)，此線路采用的型號(hào)要求所有無源應(yīng)答器和有源應(yīng)答器的固定道岔直軌通過限速為50km/h，固定道岔側(cè)軌限速為25km/h。FB+FB+VB排列時(shí)，組合中的VB有源應(yīng)答器應(yīng)包含列車通信升級(jí)命令，其他情況VB有源應(yīng)答器不包含升級(jí)命令。當(dāng)列車通過任意應(yīng)答器時(shí)，應(yīng)答器會(huì)向中心通信，表示此列車已處于該軌道區(qū)段，保證列車行駛安全。當(dāng)通過順位第二應(yīng)答器時(shí)，用于判定列車運(yùn)行方向（根據(jù)列車讀取不同位置應(yīng)答器對(duì)應(yīng)的時(shí)間，可得知列車開行方向），當(dāng)判斷列車開行方向與運(yùn)營規(guī)定的方向相同時(shí)，滿足列車升級(jí)條件。此時(shí)如果順位第三應(yīng)答器為有源應(yīng)答器此時(shí)，列車可升級(jí)。如不是有源應(yīng)答器，需繼續(xù)運(yùn)行直到通過有源應(yīng)答器列車才能升級(jí)?？圮嚭吞Ｃ顬榛ユi關(guān)系，當(dāng)扣車命令有效時(shí)，跳停命令失效。VB1005所在區(qū)段需要扣車操作，VB1001和VB1003需要跳停操作。因?yàn)閂B1003后要經(jīng)過彎道，臨時(shí)限速指令有效，其余VB有源應(yīng)答器臨時(shí)限速指令無效。彎道半徑為1500米，為了防止列車脫軌，要求區(qū)段最高限速值為55km/h。FB1001、FB1003、VB1001、FB1005區(qū)段最高限速為80km/h；VB1005、FB1007、FB1009因?yàn)橐?jīng)過道岔，區(qū)段最高限速值為50km/h。1．建立通信將應(yīng)答器配置模塊與上位機(jī)連接，已知應(yīng)答器配置模塊與上位機(jī)通信的數(shù)據(jù)位為8，停止位為1，無校驗(yàn)，波特率未知，借助串口調(diào)試助手，發(fā)送十六進(jìn)制數(shù)據(jù)CC0000000000FFFF測(cè)試出應(yīng)答器配置模塊與上位機(jī)通信的波特率，當(dāng)波特率符合要求時(shí)，模塊會(huì)回復(fù)字符串“MCU-OK”。將測(cè)試結(jié)果填寫至U盤根目錄“提交資料\競(jìng)賽答題卡.docx”指定位置。（注意：只有建立通信成功后，才可讀取寫入應(yīng)答器數(shù)據(jù)，否則刷卡不會(huì)伴有“滴”的提示聲）2．?dāng)?shù)據(jù)寫入與信息驗(yàn)證利用串口調(diào)試助手，參看表3.2內(nèi)容和試題背景，完成對(duì)編號(hào)（區(qū)段）1-8應(yīng)答器狀態(tài)信息的寫入。（注意：只有建立通信成功后才可進(jìn)行數(shù)據(jù)寫入與信息驗(yàn)證，寫入成功應(yīng)答器會(huì)自動(dòng)回復(fù)字符串“Write-OK”）利用U盤根目錄“競(jìng)賽資料\模塊三\應(yīng)答器查詢軟件(2021年國賽版).exe”，配置正確的串口號(hào)，利用“1.建立通信”中測(cè)試的波特率，完成對(duì)區(qū)段1-8應(yīng)答器狀態(tài)信息的讀取。選手打開串口，將區(qū)段1-8應(yīng)答器依次讀取，軟件界面依次顯示出所有區(qū)段信息，將包含區(qū)段1-8信息的軟件界面截圖，以“圖3-5-射頻標(biāo)簽檢測(cè)處理”命名，存放到U盤根目錄“提交資料\模塊三”中，并粘貼至U盤根目錄“提交資料\競(jìng)賽答題卡.docx”指定位置。

任務(wù)四控制系統(tǒng)應(yīng)用設(shè)計(jì)（160分）（一）PLC順序功能圖繪制（10分）1.任務(wù)背景順序功能圖又稱流程圖。它是描述控制系統(tǒng)的控制過程、功能和特性的一種圖形，順序控制功能圖并不涉及所描述的控制功能的具體技術(shù)，它是一種通用的技術(shù)語言。順序功能圖的詳細(xì)描述，請(qǐng)參看U盤根目錄“YooDao\任務(wù)四\PLC程序設(shè)計(jì)\順序功能圖說明.pdf”。2.功能描述某送料小車工作示意圖如圖所示。小車由電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)，電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)時(shí)小車前進(jìn)；而電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)時(shí)小車后退。小車初始位置如圖所示。通電時(shí)按下啟動(dòng)按鈕自檢所處位置，如不在A點(diǎn)則自動(dòng)后退，到達(dá)A點(diǎn)后自檢是否已裝滿料，如車內(nèi)料不滿則自動(dòng)裝料，入料已滿則等待10秒后前行。小車具體工作過程如下：①當(dāng)按下啟動(dòng)按鈕小車后退至A（SQ1）點(diǎn)，停止，并開始自動(dòng)裝料。裝料達(dá)一定量后自動(dòng)停止裝料（裝料用時(shí)約10秒），然后小車自動(dòng)前進(jìn)。②小車前進(jìn)過程自動(dòng)撒料，到B(SQ2)點(diǎn)小車撒完料，自動(dòng)后退。③小車后退至A（SQ1）點(diǎn)又開始裝料，如此自動(dòng)循環(huán)。④運(yùn)行過程中按下停止按鈕，小車立即停止。注：不考慮如何裝料與撒料的過程。I/O分配如下表所示：輸入信號(hào)信號(hào)元件及作用I0.0I0.1I0.2I0.3SB1：?jiǎn)?dòng)控制SB2：停止控制SQ1：后限位控制SQ2：前限位控制輸出信號(hào)控制對(duì)象及作用Q0.1Q0.2KM1：電機(jī)前進(jìn)KM2：電機(jī)后退請(qǐng)利用WPS/Visio繪制順序功能圖，并將繪制完成的順序功能圖截圖。圖片命名為“圖4-1-順序功能圖”，保存在U盤根目錄“提交資料\任務(wù)四\PLC程序設(shè)計(jì)”中，并粘貼至U盤根目錄“提交資料\競(jìng)賽答題卡.doc”指定位置。（注意:順序功能圖顏色不做要求）（二）智能農(nóng)業(yè)大棚管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)（100分）甲方為乙方設(shè)計(jì)智能農(nóng)業(yè)大棚管理系統(tǒng)用于對(duì)8個(gè)農(nóng)業(yè)大棚進(jìn)行管理，并將信息匯總至控制室的人機(jī)交互界面。每個(gè)大棚分別種植了不同種類的果蔬?？稍诳刂剖覍?duì)農(nóng)業(yè)大棚實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制管理?？蓪?shí)現(xiàn)參觀采摘與作物管理功能。其中游客參觀采摘主要在人機(jī)交互界面實(shí)現(xiàn)，員工種植管理在樹莓派和人機(jī)交互界面都可實(shí)現(xiàn)。編寫相關(guān)程序，完成以下任務(wù)設(shè)計(jì)。邏輯功能可參照U盤根目錄“YooDao\任務(wù)四\應(yīng)用設(shè)計(jì)\智能農(nóng)業(yè)大棚管理系統(tǒng)演示視頻1和2.wmv”。提示：(1)本任務(wù)中涉及的應(yīng)答器數(shù)據(jù)與任務(wù)三中改寫的應(yīng)答器數(shù)據(jù)互不影響。(2)所需的圖片資源在U盤根目錄“YooDao\任務(wù)四\應(yīng)用設(shè)計(jì)\素材”中。所需的相關(guān)軟件在U盤根目錄“YooDao\任務(wù)四\應(yīng)用設(shè)計(jì)”中。系統(tǒng)登錄主界面如圖4.0所示。主界面右上角為5色星大賽標(biāo)識(shí)，長(zhǎng)按此標(biāo)識(shí)5秒可進(jìn)入系統(tǒng)鎖定界面進(jìn)行設(shè)置。主界面右下方實(shí)時(shí)顯示當(dāng)前年月日時(shí)分秒。點(diǎn)擊“參觀采摘”或“作物管理”按鈕，可進(jìn)入對(duì)應(yīng)界面頁面，其中點(diǎn)擊“作物管理”按鈕需輸入管理員密碼（111）方可進(jìn)入。圖4.0系統(tǒng)登錄頁面長(zhǎng)按5色星大賽標(biāo)識(shí)5秒，進(jìn)入如圖4.1系統(tǒng)鎖定設(shè)置界面。此界面可設(shè)置兩個(gè)時(shí)間節(jié)點(diǎn)，到達(dá)時(shí)間節(jié)點(diǎn)后系統(tǒng)不論處于任何狀態(tài)均自動(dòng)鎖定，無法進(jìn)行任何操作，如圖4.2系統(tǒng)鎖定界面所示。只有輸入甲方提供的一期密碼或二期密碼（此密碼請(qǐng)選手自主設(shè)置）后才可解鎖。此界面為甲方保護(hù)設(shè)計(jì)，以防為乙方提供系統(tǒng)后，乙方不按合同規(guī)定日期要求分期付款。如此界面時(shí)間節(jié)點(diǎn)設(shè)置成0，則系統(tǒng)不鎖定。請(qǐng)將此分期付款系統(tǒng)鎖定設(shè)計(jì)視頻錄制，并以“視頻4-1-PLC分期付款系統(tǒng)鎖定設(shè)計(jì)”保存至U盤根目錄“提交資料\任務(wù)四”。圖4.1系統(tǒng)鎖定設(shè)置界面圖4.2系統(tǒng)鎖定界面（1）系統(tǒng)登錄界面中點(diǎn)擊“參觀采摘”按鈕，系統(tǒng)進(jìn)入如圖4.3參觀采摘界面。界面中有“游客參觀”、“游客采摘”、“員工采摘”、“商店購買”等按鈕。右下方實(shí)時(shí)顯示當(dāng)前年月日時(shí)分秒，左下方點(diǎn)擊首頁按鈕后可回到圖4.0系統(tǒng)登錄界面。圖4.3參觀采摘界面①參觀采摘界面中點(diǎn)擊“游客參觀”按鈕后，進(jìn)入如圖4.4游客參觀界面。界面左上方為返回上級(jí)界面按鈕圖標(biāo)，右上方為游客參觀倒計(jì)時(shí)（倒計(jì)時(shí)固定為2分鐘），倒計(jì)時(shí)清零后自動(dòng)返回到參觀采摘界面，倒計(jì)時(shí)下方為加時(shí)按鈕及密碼，輸入加時(shí)密碼333，點(diǎn)擊加時(shí)按鈕，游客觀賞倒計(jì)時(shí)可增加一分鐘，若密碼非333，則加時(shí)按鈕操作無反應(yīng)。通過運(yùn)行軌道電路小車的所處區(qū)段位置來對(duì)應(yīng)八種水果的大棚的顯示界面，小車區(qū)段及對(duì)應(yīng)大棚表格如下：大棚名稱對(duì)應(yīng)區(qū)段蘋果大棚區(qū)段1香蕉大棚區(qū)段2火龍果大棚區(qū)段3西紅柿大棚區(qū)段4黃瓜大棚區(qū)段5茄子大棚區(qū)段6土豆大棚區(qū)段7西瓜大棚區(qū)段8小車在每個(gè)區(qū)段停留1s后顯示文字即將進(jìn)入***種植區(qū)域，2s后彈出窗口，顯示作物環(huán)境介紹，右方顯示其生長(zhǎng)環(huán)境溫濕度和光照，當(dāng)環(huán)境溫度高于作物適宜溫度最高值時(shí)，散熱風(fēng)扇開啟。如圖4.5作物介紹，蔬菜水果環(huán)境介紹詳見YooDao\任務(wù)四\素材。小車運(yùn)行到某一區(qū)段時(shí)，對(duì)應(yīng)軌道電路指示燈由綠燈轉(zhuǎn)紅燈閃爍，3S之后紅燈常亮。將本功能以“視頻4-2-PLC游客參觀設(shè)計(jì)”命名，保存至U盤根目錄“提交資料\任務(wù)四\應(yīng)用設(shè)計(jì)”中。圖4.4游客參觀界面圖4.5作物介紹②參觀采摘界面中點(diǎn)擊“游客采摘”按鈕，進(jìn)入游客采摘并購買界面。如圖4.6游客采摘購買界面，游客可以自行設(shè)定采摘kg或個(gè)數(shù)并進(jìn)行購買，按照對(duì)應(yīng)價(jià)格結(jié)算。點(diǎn)擊離開按鈕，當(dāng)前界面會(huì)自動(dòng)關(guān)閉，并返回上級(jí)界面。點(diǎn)擊結(jié)算按鈕彈出付款窗口，付款窗口如圖4.7付款界面，點(diǎn)擊確認(rèn)付款，彈出圖4.8交易成功界面。將本功能以“視頻4-3-PLC游客采摘設(shè)計(jì)”命名，保存至U盤根目錄“提交資料\任務(wù)四\應(yīng)用設(shè)計(jì)”中。圖4.6游客采摘購買界面圖4.7付款界面圖4.8交易成功界面③參觀采摘界面中點(diǎn)擊“員工采摘”按鈕，進(jìn)入圖4.9員工采摘界面。采摘界面進(jìn)入時(shí)需要輸入密碼111，密碼正確后方可進(jìn)入，進(jìn)入員工采摘面后，各類蔬菜水果下方可輸入采摘的kg或個(gè)數(shù)，點(diǎn)擊入庫按鈕，進(jìn)入圖4.10入庫成功界面入庫完成。點(diǎn)擊離開按鈕，當(dāng)前界面會(huì)自動(dòng)關(guān)閉，并返回上級(jí)界面。將本功能以“視頻4-4-PLC員工采摘設(shè)計(jì)”命名，保存至U盤根目錄“提交資料\任務(wù)四\應(yīng)用設(shè)計(jì)”中。（每種作物請(qǐng)選手以自己工位號(hào)數(shù)量采摘并入庫）圖4.9員工采摘界面圖4.10入庫成功界面④參觀采摘界面中點(diǎn)擊“商店購買”按鈕，進(jìn)入圖4.11商店界面。初始狀態(tài)庫存為零，商店庫存=員工采摘數(shù)量，游客在商店購買商品打九折，并且成功購買后庫存會(huì)隨之購買數(shù)量減少，總消費(fèi)精確到第三位小數(shù)值。付款界面如圖4.12，點(diǎn)擊確認(rèn)付款按鈕，彈出交易成功界面；再點(diǎn)擊關(guān)閉按鈕，復(fù)位交易成功界面以及付款界面。交易成功界面如圖4.13交易成功頁面。點(diǎn)擊離開按鈕，當(dāng)前界面會(huì)自動(dòng)關(guān)閉，并返回上級(jí)界面。將本功能以“視頻4-5-PLC商店購買設(shè)計(jì)”命名，保存至U盤根目錄“提交資料\任務(wù)四\應(yīng)用設(shè)計(jì)”中。注：視頻錄制購買時(shí)請(qǐng)選手任選2種作物，以自己工位號(hào)數(shù)量購買。圖4.11商店界面圖4.12付費(fèi)界面圖4.13交易成功頁面（2）系統(tǒng)登錄界面中點(diǎn)擊“作物管理”按鈕，并輸入密碼（密碼為111）后，進(jìn)入圖4.14作物管理界面。界面中需包含作物環(huán)境溫度、濕度、光照等實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。界面需有手動(dòng)按鈕可直接開啟/關(guān)閉散熱、取暖、灌溉等功能。點(diǎn)擊取暖按鈕則加熱燈（照明燈代替）開啟，再次點(diǎn)擊加熱燈（照明燈代替）關(guān)閉；點(diǎn)擊散熱按鈕則風(fēng)扇開啟，再次點(diǎn)擊風(fēng)扇關(guān)閉；點(diǎn)擊灌溉按鈕則報(bào)警燈閃爍，再次點(diǎn)擊報(bào)警燈熄滅。界面還可模擬環(huán)境進(jìn)行溫度與濕度的升降功能：如大棚溫度高于作物適宜生長(zhǎng)溫度，則風(fēng)扇自動(dòng)開啟；如大棚溫度低于作物適宜生長(zhǎng)溫度，則加熱燈（照明燈代替）自動(dòng)開啟；如果大棚濕度低于作物適宜生長(zhǎng)濕度，則灌溉功能開