現(xiàn)代電氣控制系統(tǒng)安裝與調(diào)試賽項樣題（高職組）任務9.自動打孔攻絲系統(tǒng)

2022年江西省職業(yè)院校技能大賽高職組現(xiàn)代電氣控制系統(tǒng)安裝與調(diào)試賽項樣題庫

注意事項

一、在完成工作任務的全過程中，嚴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。

二、不得擅自更改設備已有器件位置和線路，若現(xiàn)場設備安

裝調(diào)試有疑問，須經(jīng)設計人員（賽場評委）同意后方可修改。

三、競賽過程中，參賽選手認定競賽設備的器件有故障，可

提出更換，器件經(jīng)現(xiàn)場裁判測定完好屬參賽選手誤判時，每次扣

參賽隊1分；若因人為操作損壞器件，扣5分；后果嚴重者（如

導致PLC、變頻器、伺服等燒壞），本次競賽成績計0分。

四、所編PLC、觸摸屏、PPT等程序必須保存到計算機的“D:

\場次號-工位號”文件夾下，場次號和工位號以現(xiàn)場抽簽為準。

五、參賽選手在完成工作任務的過程中，不得在任何地方標

注學校名稱、選手姓名等信息。

六、比賽結束后，參賽選手需要將任務書以及現(xiàn)場發(fā)放的圖

紙、資料、草稿紙等材料一并上交，不得帶離考場。

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請按要求在10個小時內(nèi)完成以下工作任務：

一、按“自動打孔攻絲系統(tǒng)”，使用智能化電氣設計軟件，

設計控制系統(tǒng)主電路、控制電路（含伺服、步進、變頻器）、PLC

控制電路；將設計完成的內(nèi)容導出PDF格式并保存到硬盤指定位

置和優(yōu)盤中，比賽開始兩個小時后提交。

二、按設計圖完成元件選型計算、元件安裝、電路連接（含

主電路）和相關元件參數(shù)設置。

三、按“自動打孔攻絲系統(tǒng)”，編寫PLC程序及觸摸屏程序，

完成后下載至設備PLC及觸摸屏，并調(diào)試該電氣控制系統(tǒng)達到控

制要求。

四、根據(jù)給定的電氣設備原理圖及故障檢測要求，檢測出該

電氣設備電路板上的故障，并按要求在其電路圖紙的相應位置上

標注故障類型符號。

五、使用三維場景搭建軟件進行工業(yè)場景的搭建，完成搭建

后的場景能夠完整的展示“自動打孔攻絲系統(tǒng)”結構。

六、按“自動打孔攻絲系統(tǒng)”編寫PPT，內(nèi)容包含設計思路，

調(diào)試流程，并能獨立講解，時間為5分鐘。PPT文件必須保存到

計算機的“D:\工位號”文件夾下，工位號以現(xiàn)場抽簽為準。

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自動打孔攻絲系統(tǒng)

一、自動打孔攻絲系統(tǒng)運行說明

在工件螺紋孔加工過程中，由于手動定位精度差，容易造成螺紋孔定

位出現(xiàn)偏差，同時由于打孔與攻絲需要分為兩個工序進行加工，兩個工序

手動定位中心重復性很差，經(jīng)常造成螺紋孔內(nèi)部螺紋深度不均的情況。很

大程度上影響了工件加工以及裝配質(zhì)量。本系統(tǒng)設計借助PLC來控制待加

工工件移動以及打孔工序、倒角工序和攻絲工序的工作。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。

自動打孔攻絲系統(tǒng)的結構及組成如圖1所示，滑臺平移電機、加工滑

臺升降電機、鉆孔電機、倒角電機、攻絲電機、頂料氣缸、推料閥、出料

倉、吹渣電機等。

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由圖1可知，自動打孔攻絲系統(tǒng)整體由三部分組成，分別為待加工工

件的固定與平移部分，打孔、倒角以及攻絲工序組成的加工部分和完成加

工后對加工工件產(chǎn)生料渣的清理系統(tǒng)部分。系統(tǒng)自動運行過程如下：首先

將工件置于工件緊固區(qū)域，并將工件向后用力壓下，位于工件安裝區(qū)域后

方的壓力傳感器(0~10V電壓模擬量輸入)感應值達到要求后，工件夾緊電

磁閥動作，工件處于夾緊狀態(tài)。工件夾緊后，工件平移滑臺帶動工件前往

鉆孔工位，到達鉆孔工位位置后，加工滑臺(加工滑臺同時安裝有鉆孔裝置、

倒角裝置以及攻絲機，三個加工裝置間距固定；加工滑臺水平位置固定，

僅作上下豎直運動)帶動鉆孔電機向下移動進行鉆孔作業(yè)；完成鉆孔作業(yè)后，

工件平移滑臺帶動工件繼續(xù)前行至倒角工位，加工滑臺帶動倒角裝置對之

前鉆孔作業(yè)得到的孔上端面進行倒角作業(yè)；倒角作業(yè)完成后，工件平移滑

臺帶動工件繼續(xù)前行至攻絲工位，加工滑臺帶動攻絲機對前工序加工過的

深孔進行攻絲作業(yè)。全部加工工序完成后，工件平移滑臺帶動工件繼續(xù)前

行至出料口，到達出料位置后，夾緊電磁閥松開，推料氣缸動作將加工完

畢的工件從出料口推出。工件被推出后，工件平移滑臺返回原點，在返回

過程中，吹渣氣泵電動機運行，將加工過程中產(chǎn)生的料渣吹至下方廢料槽

中。當工件推送至出料倉后，稱重工件重量(4~20mA電流模擬量輸入)并根

據(jù)規(guī)則提示取走貨物。

自動打孔攻絲系統(tǒng)由以下電氣控制回路組成：

1.工件平移滑臺由平移電機M1驅動【M1為步進電機帶動絲杠運行，

已知直線導軌的螺距為4mm，并使用旋轉編碼器對滑臺位置進行檢測步進

電機參數(shù)設置如下：步進電機旋轉一周需要2000個脈沖】。

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2.加工滑臺由加工電機M2驅動【M2為伺服電機，伺服電機參數(shù)設置

為:需要考慮伺服電機減速比為31:18伺服電機旋轉一周需要脈沖自行定

義，螺距8mm】。

3.鉆孔機由鉆孔電機M3驅動【M3為雙速電機】。

4.倒角機由倒角電機M4驅動【M4為三相異步電動機，只進行單向正

轉】。

5.攻絲機由攻絲電機M5驅動【M5為三相異步電動機（帶速度繼電器）

由變頻器進行無級調(diào)速控制；鉆孔過程中變頻器輸出頻率與工件打孔直徑

對應關系如下:未接觸工件時，電機按照額定功率運行，鉆頭與工件接觸后

鉆孔時的轉速S=1000×V÷（π×D），V：鉆孔速度取值25m/min，D為工

件鉆孔直徑（取值為10mm≤D≤25mm之間）由HMI輸入，變頻器輸出頻率

根據(jù)電機參數(shù)以及工件直徑自行計算,加速時間1.2s、減速時間0.5s】。

6.吹渣機由氣泵電機M6驅動【M6電機為三相異步電動機，只進行單

向正轉】。

工件緊固區(qū)域所安裝的壓力傳感器用來感應工件放置位置是否夾緊到

位，（有效量程為0~8Kgf，用控制柜正面的模擬量0~10V模擬，精度保留

一位小數(shù)）。出料倉所安裝的稱重傳感器用來測量每個工件重量，工件一

般在25~30Kg之間（用控制柜正面的模擬量4~20mA模擬轉換為0~30Kg，

精度保留一位小數(shù)）。工件平移滑臺的初始位置以及出料位置由兩個位置

預置點確定（SQ1與SQ2，SQ1安裝于傳感器安裝位置的最左側，SQ2安裝

于傳感器安裝位置的最右側）。

面向電動機旋轉時以“順時針旋轉為正向,逆時針旋轉為反向”為準。

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二、控制系統(tǒng)安裝方案要求

1.本系統(tǒng)使用三臺PLC、一臺變頻器，網(wǎng)絡指定QCPU/S7-300/S7-1500

為主站，2臺FX3U/S7-200Smart/S7-1200及變頻器為從站，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）。

方案三菱Q系列西門子S7-300西門子S7-1500

電機+FX3U系列方案+S7-200Smart方案+S7-1200方案

HMI、SB1～SB4

Q00UCPUCPU314C-2PN/DPCPU1511

SA1

M3、M4、M6S7-200SmartCPU1212C

FX3U-32MR

HL1、HL2、HL46ES7288-1SR40-0AA06ES7212-1BE40-0XB0

M1、M2、編碼器S7-200SmartCPU1212C

FX3U-32MT

SQ1～SQ4SA26ES7288-1ST30-0AA06ES7212-1AE40-0XB0

M5FR-E740G120C-PNG120C-PN

3.電機控制、I/O、HMI與PLC組合分配方案（其余自行定義）：

變頻器無極調(diào)速需使用電壓形式進行控制，所有按鈕及指示燈應使用

控制柜正面元件。

4.根據(jù)本控制要求設計電氣控制原理圖，根據(jù)所設計的電路圖連接電

路，不允許借用機床考核單元電氣回路。參照所給定的IO分配表格式，將

編程中所用到的各個PLC的IO點填入IO分配表中。

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，

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不得擅自更改設備已有器件位置和線路，其余器件位置自行定義。

從站：三菱FX3U-32MT

/西門子S7-200Smart

（6ES7288-1ST30-0AA0）/

西門子CPU1212C

（6ES7212-1AE40-0XB0）

變頻器：三菱FR-E840/

西門子G120C

（a）正面

從站：三菱FX3U-32MR

/西門子S7-200Smart

（6ES7288-1SR40-0AA0）/

西門子CPU1212C

（6ES7212-1BE40-0XB0）

主站：三菱Q00UCPU/西門

子S7-300/西門子

S7-1500

（b）背面

圖2PLC和變頻器安裝位置示意圖

三、系統(tǒng)控制要求

自動打孔攻絲系統(tǒng)設備需具備三種工作模式，可參考圖3、圖4進行

設計。模式一：通訊測試模式；模式二：調(diào)試模式；模式三：自動運行模

式。設備上電后觸摸屏顯示歡迎界面，點擊畫面任意位置后進入用戶登錄

界面。

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當輸入用戶名及密碼后，觸摸屏進入模式選擇界面。當輸入用戶名

Admin及密碼2022后，可以進入通訊測試模式、調(diào)試模式以及自動運行模

式；當輸入用戶名User及密碼2022后，觸摸屏只能進入自動運行模式，

不能通訊測試模式以及調(diào)試模式。當輸入密碼錯誤時，彈出“密碼錯誤，

請重新輸入”提示對話框。

圖3用戶登錄界面

圖4用戶操作界面

1.通訊測試模式

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圖5通訊測試模式界面參考圖

此模式為檢測觸摸屏與三臺PLC之間通信情況，如圖5所示，當三臺

PLC上電后處于運行狀態(tài)時，若系統(tǒng)網(wǎng)絡通訊正常，則觸摸屏中對應的通

信指示燈點以1HZ閃爍，若某網(wǎng)線異常如斷線發(fā)生導致通訊中斷時，對應

PLC指示燈停止閃爍。此外，每一臺PLC需要分配一個輸出點，作為通信

測試燈。按照如下兩種情況測試：

（1）三臺PLC之間通信測試：按下SB1按鈕，主站PLC輸出點的通信

測試燈亮，再按下SB1按鈕、主站PLC輸出點的通信測試燈保持點亮，從

站一PLC輸出點的通信測試燈亮；再按下SB1按鈕，主站、從站一PLC輸

出點的通信測試燈保持點亮，從站二PLC輸出點的通信測試燈點亮；再按

下SB1按鈕，主站、從站一、從站二PLC輸出點的通信測試燈滅，第一種

通訊測試完成。

（2）觸摸屏與三臺PLC之間通信測試：初始狀態(tài)為空白狀態(tài)，在觸摸

屏測試框中通過下拉菜單進行選擇（可選項應包含“主站PLC”、“從站

一PLC”、“從站二PLC”、“全部從站PLC”以及“全部PLC”），進行

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下拉菜單選擇后，對應PLC輸出點的通訊測試燈亮，其余測試燈應熄滅，

第二種通訊測試完成。

2.調(diào)試運行模式

觸摸屏進入調(diào)試畫面后，指示燈HL4以1Hz頻率閃爍點亮，等待選擇

電機調(diào)試。觸摸屏調(diào)試界面可以參考圖6進行制作：通過按下“調(diào)試選擇

按鈕”，可依次選擇需要調(diào)試的電機M1～M6，對應電機指示燈亮，HL4停

止閃爍。按下調(diào)試啟動按鈕SB1，被選中的電機進入調(diào)試狀態(tài)。每個電機

調(diào)試完成后，觸摸屏上對應的指示燈熄滅。（M1～M6電機未調(diào)試完，“自

動模式”按鈕處于紅色狀態(tài)，即無法進入自動模式）。

圖6調(diào)試模式參考畫面

（1）平移電機M1(步進電機)調(diào)試過程

平移電機M1安裝在絲杠位置上，安裝示意圖如圖7示，其中SQ1、SQ2

分別為平移電機左右移動限位開關，SQ3、SQ4分別為極限位開關。平移電

機M1開始調(diào)試前，滑塊位于SQ1與SQ2之間由觸摸屏輸入平移電機速度(設

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定范圍為4.0~12.0mm/s，精確到小數(shù)點后一位),按平移電機復位按鈕使平

移電機回到左側原點位置SQ1（此時顯示位置為0mm），按下SB1，平移電

機M1由原點SQ1開始向右運行，向右運行3cm后停止2秒；再向右運行

4cm后停止2秒；再向右以0.5倍設定速度運行至SQ2位置，停止3秒后

以1.5倍速度反向運行8cm后停止，整個調(diào)試過程結束。整個過程中按下

停止按鈕SB2，平移電機M1停止，再次按下SB1，電機從當前位置開始繼

續(xù)運行。運行過程中，當平移電機復位回到原點時HL1長亮，電機運行過

程中HL1以1Hz的頻率閃爍，電機暫停運行時HL1以0.5Hz的頻率閃爍，

當調(diào)試完成后HL1熄滅。

在運行過程中旋轉SA2,使用步進控制器脫機信號使步進電機在當前位

置停止運行，手動滑動使滑塊移動到SQ1、SQ2中間，此時觸摸屏中應實時

顯示位置變化情況（誤差±5mm），SA2恢復，M1電機若沒有調(diào)試完成，需

重新調(diào)試。

平移電機M1運行速度及距原點距離應在觸摸屏相應位置顯示(精度保

留一位小數(shù))。

圖7平移電機安裝示意圖

（2）加工電機M2（伺服電機）調(diào)試過程

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由觸摸屏輸入加工電機速度(設定范圍為4.0~12.0mm/s，精確到小數(shù)

點后一位)。按下SB1，加工電機M2正向運行8mm，停止2s，繼續(xù)正向運

行16mm，停止2秒后，以設定速度的0.75倍反向運行24mm，停止3秒后，

再以設定速度再正向運行16mm，停止3秒后加工電機反向運行12mm后停

止運行，加工電機調(diào)試結束。調(diào)試過程中，HL1、HL2以亮1s滅1秒的周

期閃爍，調(diào)試結束后HL1、HL2熄滅。

加工電機運行速度及距原點距離應在觸摸屏相應位置顯示(精度保留

一位小數(shù))。

（3）鉆孔電機M3(雙速電機)調(diào)試過程

按下啟動按鈕SB1，鉆孔M3電機以低速運行，再按下SB1后轉換到高

速運行，高速狀態(tài)運行5秒后停止，停止3秒后以低速運行，運行3秒后

切換到高速運行，直至按下SB2后鉆孔電機M3停止運行，電機調(diào)試結束。

鉆孔電機M3調(diào)試過程中，當鉆孔電機M3處于低速狀態(tài)時，HL2以1Hz的

頻率閃爍；當鉆孔電機M3處于高速狀態(tài)時，HL2以2Hz的頻率閃爍；當調(diào)

試結束后HL2熄滅。

（4）攻絲電機M5(變頻+電機)調(diào)試過程

首先在觸摸屏上設置攻絲直徑（設定范圍為10mm≤D≤25mm之間之間，

精確到小數(shù)點后一位），按下啟動按鈕SB1，攻絲電機M5以40%的額定轉

速運行，3秒后轉速切換至S=1000×V÷（π×D），V：鉆孔速度取值25m/min，

7秒后切換到100%額定轉速運行直至按下SB2停止，攻絲電機M5調(diào)試結束。

攻絲電機M5調(diào)試過程中，當電機運行轉速為S=1000×V÷（π×D）時，

HL4以亮1Hz的周期閃爍，其余速度運行時HL4長亮，調(diào)試結束后HL4熄

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滅。

變頻器的實時輸出頻率應在觸摸屏中顯示(精度保留一位小數(shù)、單位：

Hz）。

（5）倒角電機M4與氣泵電機M6調(diào)試過程

按下啟動按鈕SB1，倒角電機M4電機正轉運行3秒后停止，氣泵電機

M6開始正轉運行，5秒后停止，倒角電機M4開始正轉運行...以倒角電機

M4正轉運行3秒—氣泵電機M6正轉運行5秒為周期進行運行直至按下SB2

停止運行，調(diào)試結束。調(diào)試過程中，當?shù)菇请姍CM4電機處于運行狀態(tài)時

HL2以1Hz的頻率閃爍，當氣泵電機M6處于運行狀態(tài)時HL4以2Hz的頻率

閃爍，調(diào)試結束后所有燈熄滅。

所有電機（M1～M6）調(diào)試完成后（此時觸摸屏中“自動運行”按鈕由

紅變綠），然后按下“自動運行”按鈕，將進入自動運行模式。在未進入

自動運行模式前，單臺電機可以反復調(diào)試。

3.自動運行模式

進入自動運行模式后，觸摸屏進入自動打孔攻絲運行模式畫面，可參

考圖8、圖9進行設計，畫面要求：

1觸摸屏畫面有主界面和復位按鈕；

2參數(shù)設置區(qū)，設置電機運行速度，設置工件打孔直徑、鉆頭到代加

工工件上表面距離以及打孔深度等參數(shù)，參數(shù)設置精度保留一位小數(shù)；

3參數(shù)顯示區(qū)，顯示電機實時運行速度、工件壓緊傳感器壓力值、攻

絲電機實時轉速、加工工具距離工件表面距離以及當前工序加工深度，稱

重貨品重量及總重量等數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)顯示精度保留一位小數(shù)。

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4運行狀態(tài)顯示區(qū)，實時顯示各電機以及電磁閥的工作情況。

5滑臺位置顯示區(qū)，實時顯示工件平移滑臺的位置。

圖8自動運行模式參考畫面-1

圖9自動運行模式參考畫面-2

自動打孔攻絲系統(tǒng)工藝流程與控制要求:

（1）系統(tǒng)初始化狀態(tài)：

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進入自動模式后，按下復位按鈕，工件平移滑臺應自動回到初始位置

SQ1，觸摸屏所有輸入及顯示參數(shù)清零，壓力傳感器感應壓力值為零，每個

工件重量、總重量顯示均為零，各電動機（M1~M6）處于停止狀態(tài)，及電磁

閥處于停止狀態(tài)。完成以上動作后HL1以1Hz的頻率閃爍表示系統(tǒng)已滿足

自動運行的初始條件。

要求用SB2模擬重量檢測傳感器確認按鈕，自動運行啟動按鈕SB3、

自動運行停止按鈕SB4、自動運行急停按鈕SA1全部處于初始狀態(tài)。

（2）運行操作：

HL1以1Hz的頻率閃爍的狀態(tài)下進行參數(shù)設置：輸入平移電機運行速

度（輸入值應在4~10mm/s之間）、輸入加工臺電機運行速度（輸入值應

10~40mm/s之間，電機運行過程中每旋轉一周的直線進給距離為8mm，需要

考慮電機減速比為31:18）、工件加工孔直徑（輸入值應在10~25mm之間）、

鉆頭到工件上表面距離（輸入值應在120~200mm之間）以及打孔深度（輸

入值應在40~160mm之間）。輸入完成后按下啟動按鈕SB3，HL1燈滅，系

統(tǒng)開始自動運行，自動運行過程中指示燈HL4以1Hz頻率閃爍。

（3）裝料及工料固定工序：

將代加工物料水平放在工件平移滑臺上并用力向后壓緊，當壓力傳感

器感應到壓力值大于5kgf時（壓力傳感器以電壓模擬量模擬輸入，以0~10V

表示壓力值0~8Kgf），電磁閥動作，滑臺上安裝的物料緊固氣缸將物料固

定在滑臺制定位置。當物料正常固定后，工件平移滑臺開始帶動代加工工

件進行水平移動。

（4）工件打孔攻絲工序

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I:工件平移滑臺帶動代加工工件正向移動（SQ1→SQ2），待移動到相

應加工工序位置時停止運行并進行相應加工，分別需要依次進行打孔、倒

角以及攻絲三個工序的加工。三個加工設備均固定在同一個升降式加工平

臺上，且加工設備工具下端面到待加工工件的垂直距離均相等，在加工時

需要加工平臺帶動同時升降，但每次僅有一臺設備進行加工操作。工件平

移滑臺運行到打孔工位(距離滑臺原點位置3米，此次由于設備限制，所有

平移距離均按照1:100計算)停止運行，1s后鉆孔電機開始低速運行，同

時加工平臺開始以1.5倍設定速度下降；當鉆頭接觸待加工工件時鉆孔電

機切換至高速運行，同時加工平臺切換至設定速度繼續(xù)下降；當鉆孔深度

達到HMI輸入數(shù)值要求后，加工平臺開始以設定速度上升，鉆孔電機繼續(xù)

保持高速運行狀態(tài)；(溫度控制器+熱電阻Pt100來檢測鉆孔電機的溫度)

當鉆頭離開加工工件上表面后，鉆孔電機切換為低速運行，同時加工平臺

以1.5倍速度返回初始位置，回到初始位置后鉆孔電機停止運行。

在此過程中，當打孔電機鉆頭高于待加工工件上表面時，HL2保持長

亮狀態(tài)；當打孔電機鉆頭低于待加工工件上表面時，即處于打孔狀態(tài)時，

HL2保持以1Hz閃爍的狀態(tài)。

II:待打孔工序完成后，工件平移滑臺繼續(xù)帶動工件正向運行，到達倒

角工序(距離滑臺原點位置5米，此次由于設備限制，所有平移距離均按照

1:100計算)停止運行，1s后倒角電機開始運行，同時加工平臺開始以1.5

倍設定速度下降，當?shù)菇堑毒叩竭_待加工工件上表面時，加工平臺切換至

設定速度下降，倒角深度為C=0.15D（D為打孔直徑），完成倒角后加工平

臺直接以1.5倍設定速度上升返回起始點，當加工平臺回到起始點后，倒

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角電機停止運行。

在此過程中，當?shù)菇请姍C鉆頭高于待加工工件上表面時，HL2以1Hz

閃爍；當鉆頭低于待加工工件上表面時，即處于倒角狀態(tài)時，HL2保持以

2Hz閃爍的狀態(tài)。

III:待倒角工序完成后，工件平移滑臺繼續(xù)帶動工件正向運行，到達

攻絲工序(距離滑臺原點位置8米，此次由于設備限制，所有平移距離均按

照1:100計算)停止運行，1s后攻絲電機額定轉速開始運行，同時加工平

臺開始以1.5倍設定速度下降，當攻絲刀具到達待加工工件上表面時，加

工平臺切換至設定速度80%下降，攻絲電機速度切換為S=1000×V÷（π×

D），V：鉆孔速度取值25m/min，D為工件鉆孔直徑（取值為10mm≤D≤25mm

之間）由HMI輸入，變頻器輸出頻率根據(jù)電機參數(shù)以及工件直徑自行計算。

當攻絲深度達到H=打孔深度-0.7D時，攻絲電機和加工平臺電機同時停止

運行，1s后攻絲電機按照同樣的速度開始反轉，同時加工平臺電機以設定

速度上升，待攻絲刀具離開待加工工件上表面后，攻絲電機停止運行，加

工平臺電機以1.5倍設定速度上升至初始位置。

在此過程中，當攻絲電機鉆頭運行時，HL2保持常亮；當攻絲電機鉆

頭停止運行時，HL2保持以2Hz閃爍的狀態(tài)。

（5）成品出荷：

當三個工序均加工完畢后，工件平移滑臺繼續(xù)正向運行至出料位置SQ2，

到達SQ2后電磁閥控制氣缸松開對被加工物料的固定，即壓力值小于1kgf

時，1s后推料氣缸動作(動作時間：1s)，將完成加工的工件推至出料倉。

等待2s后，工件滑臺電機反向以1.5倍設定速度返回原點，在返回原點工

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程中，吹渣電機運行直至工件滑臺電機返回至原點SQ1后停止。若滿足下

一次運行條件，且在物料被壓緊后進行加工流程。

在此過程中，HL1、HL2以亮1秒滅1秒交替閃爍。

（6）料倉承重判斷

當有加工完成的工件推至出料倉時，觸摸屏上顯示每個工件重量，貨

物重量一般在25~30Kg之間，經(jīng)稱重模塊稱重后(用控制柜正面的模擬量

4~20mA模擬轉換為0~30Kg，精度保留一位小數(shù))，按下SB2確認貨物重量

并顯示，已知出料倉最大承重110Kg，若當前的貨物總重量未超過80Kg,

則可以繼續(xù)進行工件加工。若超過80Kg,不能進行下次工件加工。當總重

量超過80Kg時，觸摸屏應彈出出料倉達到出貨要求，請取走工件的對話框,

點擊觸摸屏任意位置，此時每個工件與出料倉重量顯示清零，按下SB3按

鈕系統(tǒng)可以繼續(xù)加工。

此過程中電磁閥，推料氣缸，各電機動作狀態(tài)，其中平移電機、工作

臺電機與攻絲電機的運行速度、位置，以及工件重量、出料倉總重量等數(shù)

據(jù)應在觸摸屏中實時顯示，精度保留一位小數(shù)。

（7）停止操作

I：系統(tǒng)自動運行過程中，按下停止按鈕SB4，系統(tǒng)完成當前加工工序

后停止運行，停止后HL1長亮。當停止后再次啟動運行時，HL1熄滅，系

統(tǒng)保持上次運行的記錄。

II：當鉆孔電機M3運行溫度超過30℃，出現(xiàn)高溫報警，所有電機停

止運行，此時在觸摸屏中自動彈出報警畫面“鉆孔電機M3高溫報警”；當

溫度低于30℃，報警畫面自動解除，按下啟動按鈕SB3系統(tǒng)繼續(xù)運行。

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（8）非正常情況處理

I：在運行時系統(tǒng)發(fā)生緊急事件旋轉急停按鈕時(SA1閉合)，系統(tǒng)立即

停止加工（所有電機立即停止），恢復SA1，點擊復位按鈕，加工平臺首

先回到原點位置，工件平移滑臺在帶動正在加工中的工件返回原點，回到

原點后電磁閥控制固定氣缸解除對工件的固定；在返回過程中，吹渣電機

持續(xù)運行至滑臺回到原點?；_回到原點后觸摸屏顯示強制退料的對話框，

待人為處理更換有問題工件后，點擊觸摸屏的任意位置，系統(tǒng)恢復就緒狀

態(tài)，等待下次加工運行。

II：當電機M1出現(xiàn)越程（左、右超行程位置開關分別為兩側微動開關

SQ3、SQ4），步進電機自動鎖住，其余電機均停止，并在觸摸屏自動彈出

報警畫面“報警畫面，設備越程”，點擊觸摸屏上任意位置解除報警后，

系統(tǒng)重新恢復到自動界面，點復位按鈕后所有設置參數(shù)置零且全部電機恢

復到初始狀態(tài)（平移滑臺電機返回到SQ1處），需重新在HMI上設置參數(shù)

后再次加工運行。

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故障檢測

一、工作任務

請選手在設有故障（10個故障點）的裝置上進行故障查找，并將故障

點的位置與故障類型在圖紙上標出。裝置圖紙見附件，符號具體要求如下：

二、操作要求

1.觀察現(xiàn)象時，只能接通控制電路的電源，不能接通主回路電源；

2.故障檢測時，必須在斷電情況下測量，不能打開行線槽蓋板、不能

松卸端子；

3.必要時，可以打開開關面板和按鈕盒進行檢測；

4.請使用萬用表、絕緣電阻測試儀、接地電阻測試儀等儀表進行故障

檢測；

5.故障點只需在圖紙上標注符號，無需修復。

三、模塊分值

本模塊分值為10分，每正確找到一個故障點且標注正確得1.0分。

標注方法如下：

四、注意事項

在完成工作任務的全過程中，嚴格遵守電氣安裝安全操作規(guī)程。

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數(shù)字化工業(yè)場景搭建

一.工作任務

請選手根據(jù)任務書“自動打孔攻絲系統(tǒng)”的場景平面參考圖進行工業(yè)

場景搭建。

場景平面參考圖（5個區(qū)域）

二．操作要求

1.在電腦上使用XX軟件進行操作，搭建三維場景圖；

2.搭建所需的部件可在模型庫中選擇；

3.搭建的三維場景必須與場景平面參考圖展現(xiàn)的場景一致。

三.模塊分值

本模塊分值為5分，每正確搭建一個區(qū)域得1分，區(qū)域搭建錯誤或不

完整該區(qū)域不得分。

四.注意事項

在完成工作任務的全過程中，嚴格遵守賽場紀律。

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應用辦公軟件制作匯報PPT

一.工作任務

請選手根據(jù)任務書“自動打孔攻絲系統(tǒng)”的控制要求制作PPT。

二．操作要求

1.在電腦上使用WPS軟件進行操作；

2.內(nèi)容包含設計思路，調(diào)試流程。

三.模塊分值

本模塊分值為8分，PPT制作3分，匯報5分。

四.注意事項

在完成工作任務的全過程中，嚴格遵守賽場紀律。

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器件參數(shù)

序號器件型號參數(shù)值

1熱繼電器

2變頻器

3步進電機

4伺服電機

工位號：

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工位號:

2022年江西省職業(yè)院校技能大賽

高職組現(xiàn)代電氣控制系統(tǒng)安裝與調(diào)試

賽項

工

作

任

務

書

（樣題）

高職組現(xiàn)代電氣控制系統(tǒng)安裝與調(diào)試賽項專家組

中國江西

2022·12

1

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注意事項

一、在完成工作任務的全過程中，嚴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。

二、不得擅自更改設備已有器件位置和線路，若現(xiàn)場設備安

裝調(diào)試有疑問，須經(jīng)設計人員（賽場評委）同意后方可修改。

三、競賽過程中，參賽選手認定競賽設備的器件有故障，可

提出更換，器件經(jīng)現(xiàn)場裁判測定完好屬參賽選手誤判時，每次扣

參賽隊1分；若因人為操作損壞器件，扣5分；后果嚴重者（如

導致PLC、變頻器、伺服等燒壞），本次競賽成績計0分。

四、所編PLC、觸摸屏、PPT等程序必須保存到計算機的“D:

\場次號-工位號”文件夾下，場次號和工位號以現(xiàn)場抽簽為準。

五、參賽選手在完成工作任務的過程中，不得在任何地方標

注學校名稱、選手姓名等信息。

六、比賽結束后，參賽選手需要將任務書以及現(xiàn)場發(fā)放的圖

紙、資料、草稿紙等材料一并上交，不得帶離考場。

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請按要求在10個小時內(nèi)完成以下工作任務：

一、按“自動打孔攻絲系統(tǒng)”，使用智能化電氣設計軟件，

設計控制系統(tǒng)主電路、控制電路（含伺服、步進、變頻器）、PLC

控制電路；將設計完成的內(nèi)容導出PDF格式并保存到硬盤指定位

置和優(yōu)盤中，比賽開始兩個小時后提交。

二、按設計圖完成元件選型計算、元件安裝、電路連接（含

主電路）和相關元件參數(shù)設置。

三、按“自動打孔攻絲系統(tǒng)”，編寫PLC程序及觸摸屏程序，

完成后下載至設備PLC及觸摸屏，并調(diào)試該電氣控制系統(tǒng)達到控

制要求。

四、根據(jù)給定的電氣設備原理圖及故障檢測要求，檢測出該

電氣設備電路板上的故障，并按要求在其電路圖紙的相應位置上

標注故障類型符號。

五、使用三維場景搭建軟件進行工業(yè)場景的搭建，完成搭建

后的場景能夠完整的展示“自動打孔攻絲系統(tǒng)”結構。

六、按“自動打孔攻絲系統(tǒng)”編寫PPT，內(nèi)容包含設計思路，

調(diào)試流程，并能獨立講解，時間為5分鐘。PPT文件必須保存到

計算機的“D:\工位號”文件夾下，工位號以現(xiàn)場抽簽為準。

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自動打孔攻絲系統(tǒng)

一、自動打孔攻絲系統(tǒng)運行說明

在工件螺紋孔加工過程中，由于手動定位精度差，容易造成螺紋孔定

位出現(xiàn)偏差，同時由于打孔與攻絲需要分為兩個工序進行加工，兩個工序

手動定位中心重復性很差，經(jīng)常