計算機外部設(shè)備智能傳感器技術(shù)競賽樣題

2021福建省職業(yè)技能大賽—計算機外部設(shè)備裝配調(diào)試員（智能傳感器技術(shù)應(yīng)用）賽項12/172021年福建省職業(yè)技能大賽計算機及外部設(shè)備裝配調(diào)試員（智能傳感器技術(shù)應(yīng)用）賽項實操題（樣題）2021年8月

重要說明1．比賽時間180分鐘，150分鐘后，選手可以棄賽，但不可提前離開賽位場地，需要在賽位指定位置，與比賽設(shè)備隔離。2．比賽包括1個職業(yè)素養(yǎng)與安全規(guī)范模塊和3個競賽模塊，總分100分。其中，模塊一、二設(shè)置為選手個人賽項，具體個人及團隊配分情況見表1。表1比賽模塊及配分表序號模塊名稱配分得分選手A選手B團隊1模塊一職業(yè)素養(yǎng)與安全規(guī)范10全過程考核得分（10分）全過程考核得分（10分）取2位選手平均分。2模塊二智能傳感器的組網(wǎng)與測試20獨立完成“傳感器組網(wǎng)與測試”子模塊的得分（20分）獨立完成“傳感器的軟件調(diào)試與數(shù)據(jù)顯示”子模塊的得分（20分）取2位選手平均分。3模塊三智能傳感器典型應(yīng)用與調(diào)試30同團隊分同團隊分團隊完成得分4模塊四智能傳感器綜合應(yīng)用40同團隊分同團隊分團隊完成得分合計1001001001003．AGV小車與M1機器人的電池充滿電情況下正常使用可以維持3個小時左右時間，選手在不使用機器人時，請關(guān)閉機器人電源，并保持充電狀態(tài)。4．整個任務(wù)書包含3個競賽模塊，每個模塊（或子模塊）完成后選手可舉手向裁判示意請求評分。裁判對模塊二、三完成評分后，選手才可以進行模塊四的工作。評判模塊四時，不再對前二個模塊進行評分。5．需要裁判驗收的各項模塊，模塊完成后裁判只驗收1次，請根據(jù)賽題說明，確認(rèn)完成后再提請裁判驗收。6．比賽所需要的資料及軟件都以電子版的形式保存在工位計算機桌面，具體清單見表2。表2電子檔資料明細(xì)表序號電子資料名稱1單元原理圖2器件技術(shù)手冊3硬件IO配置表4通訊協(xié)議5調(diào)試軟件7．競賽平臺系統(tǒng)中主要模塊的IP地址預(yù)分配見表3，通訊協(xié)議見表4。表3系統(tǒng)IP地址分配表序號名稱IP地址分配備注1傳感器環(huán)境監(jiān)測應(yīng)用單元PLC192.168.31.112傳感器設(shè)備健康管理應(yīng)用單元PLC192.168.31.213傳感器質(zhì)量檢測應(yīng)用單元PLC192.168.31.314傳感器倉儲管理應(yīng)用單元PLC192.168.31.415傳感器環(huán)境監(jiān)測單元分布式IO模塊192.168.31.126傳感器設(shè)備健康管理應(yīng)用單元分布式IO模塊192.168.31.227傳感器質(zhì)量檢測應(yīng)用單元分布式IO模塊192.168.31.328傳感器倉儲管理應(yīng)用單元分布式IO模塊192.168.31.429傳感器環(huán)境監(jiān)測應(yīng)用單元閥島模塊192.168.31.1310傳感器設(shè)備健康管理應(yīng)用單元閥島模塊192.168.31.2311傳感器質(zhì)量檢測應(yīng)用單元閥島模塊192.168.31.3312觸摸屏192.168.31.4313視覺傳感器192.168.31.3414RFID傳感器192.168.31.24153D視覺192.168.31.20116移動機器人M1192.168.31.200表4傳感器485通訊地址分配及協(xié)議表序號名稱站號地址波特率數(shù)據(jù)格式備注1溫濕度傳感器59600數(shù)據(jù)位8、無校驗、停止位12變頻器63PM2.5傳感器74噪音傳感器85扭矩傳感器16振動傳感器27稱重傳感器18二維碼傳感器自由口協(xié)議通訊協(xié)議見附件2-2掃碼器用戶手冊8．選手對比賽過程中需裁判確認(rèn)部分，應(yīng)當(dāng)先舉手示意。9．參賽選手在競賽過程中，不得使用U盤。10．比賽過程中，若發(fā)生危及設(shè)備或人身安全事故，立即停止比賽，將取消其參賽資格。11．選手在競賽過程中應(yīng)該遵守相關(guān)的規(guī)章制度和安全守則，如有違反，則按照相關(guān)規(guī)定在競賽的總成績中扣除相應(yīng)分值，扣分累計不超過10分。12．選手在比賽開始前，認(rèn)真對照設(shè)備清單檢查工位設(shè)備，并確認(rèn)后開始比賽；選手完成任務(wù)后的檢具、儀表和部件，現(xiàn)場需統(tǒng)一收回再提供給其他選手使用。13．賽題中要求的備份和保存在電腦中的文件，需選手在計算機指定文件夾桌面中命名對應(yīng)文件夾（賽位號+PLC，賽位號+HMI,賽位號+3D視覺，賽位號+工業(yè)機器人），賽位號為1個數(shù)字（場次）+C+2個數(shù)字（賽位），如1C01。賽題中所要求備份的文件請備份到對應(yīng)到文件夾下，即使選手沒有任何備份文件也要求建立文件夾。14．選手嚴(yán)禁攜帶任何通訊、存儲設(shè)備及技術(shù)資料，如有發(fā)現(xiàn)將取消其競賽資格。選手擅自離開本參賽隊賽位或者與其他賽位的選手交流或者在賽場大聲喧嘩，嚴(yán)重影響賽場秩序，如有發(fā)生，將取消其競賽資格。15．選手必須認(rèn)真填寫任務(wù)書所要求的文檔，競賽完成后所有文檔按頁碼順序一并上交。16．選手必須及時保存自己編寫的程序及材料，防止意外斷電及其他情況造成程序或資料的丟失。17．賽場提供的任何物品，不得帶離賽場。競賽項目任務(wù)書模塊一職業(yè)素養(yǎng)與安全規(guī)范任務(wù)描述：競賽過程中，選手應(yīng)具備良好的職業(yè)道德和素養(yǎng)，尊重裁判、工作人員和其他選手；遵守安全操作原則，按照國標(biāo)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范作業(yè)，保證人身和設(shè)備安全；遵循“6S”標(biāo)準(zhǔn)，保持工作區(qū)域整潔有序。模塊二智能傳感器的組網(wǎng)與測試任務(wù)描述：振動傳感器、扭力傳感器已經(jīng)安裝于傳感器健康管理應(yīng)用單元，請選手編寫振動傳感器、扭力傳感器的PLC之間通訊程序，使PLC能采集這些傳感器數(shù)據(jù)，并且編寫這幾個傳感器所屬單元與主站單元的PLC通訊組網(wǎng)程序，組態(tài)觸摸屏傳感器測試畫面，上傳所采集到的傳感器數(shù)據(jù)并顯示在觸摸屏上，完成對傳感器采集數(shù)據(jù)的測試，確保傳感器采集數(shù)據(jù)正確，以便后續(xù)編寫相應(yīng)單元的應(yīng)用程序。PM2.5傳感器、噪音傳感器、溫濕度傳感器、需要用調(diào)試軟件設(shè)置參數(shù)與對應(yīng)的傳感器的數(shù)據(jù)顯示即可。主站PLC與傳感器健康管理應(yīng)用單元、與主站單元與的通訊方式是ProfiNet智能IO協(xié)議方式，系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)如圖2-1所示，各單元PLC之間的通訊協(xié)議數(shù)據(jù)分配見電子文檔附件4-1通訊協(xié)議。傳感器健康管理應(yīng)用單元測試畫面如圖2-2所示，圖2-2傳感器健康管理應(yīng)用單元測試畫面圖2-2傳感器健康管理應(yīng)用單元測試畫面在此任務(wù)中主站PLC程序已經(jīng)由技術(shù)保障人員下載完成，競賽選手只需要按照要求對傳感器進行通訊組網(wǎng)編程與調(diào)試，組態(tài)觸摸屏傳感器測試畫面，顯示傳感器測試數(shù)據(jù)?，F(xiàn)在需要選手具體完成的任務(wù)有：一、傳感器的組網(wǎng)與測試（選手A獨立完成）振動傳感器的組網(wǎng)與測試要求對傳感器健康管理應(yīng)用單元振動傳感器通訊進行參數(shù)設(shè)置和通訊程序編寫，組態(tài)觸摸屏傳感器測試畫面，實現(xiàn)HMI觸摸屏界面實時顯示振動傳感器監(jiān)測電機的Z軸加速度、X軸加速度和發(fā)熱溫度等參數(shù)，顯示數(shù)據(jù)要求如圖2-2所示振動傳感器顯示區(qū)域。本任務(wù)所需參考資料和使用的技術(shù)手冊如下：（1）振動傳感器通訊地址、波特率、奇偶校驗等參數(shù)配置見表4。（2）振動傳感器手冊詳見電子文檔附件--振動傳感器用戶手冊。（3）振動傳感器輔助調(diào)試軟件“振動調(diào)試軟件”如圖2-3所示。（4）從站傳感器數(shù)據(jù)通過附件4-1文檔里通訊地址發(fā)給主站。圖2-3振動傳感器調(diào)試軟件扭矩傳感器的組網(wǎng)與測試要求對傳感器健康管理應(yīng)用單元扭矩傳感器通訊進行參數(shù)設(shè)置和通訊程序編寫，組態(tài)觸摸屏傳感器測試畫面，實現(xiàn)觸摸屏實時顯示扭矩值，顯示數(shù)據(jù)要求如圖2-4所示的扭矩與稱重傳感器顯示區(qū)域。本任務(wù)所需參考資料和使用的技術(shù)手冊如下：（1）扭矩傳感器通訊地址、波特率、奇偶校驗等參數(shù)配置見表4。（2）扭矩傳感器手冊詳見電子文檔附件--扭矩傳感器說明書。（3）扭矩傳感器輔助調(diào)試軟件“扭矩與稱重調(diào)試軟件”如圖2-4所示。（4）從站傳感器數(shù)據(jù)通過附件4-1文檔里通訊地址發(fā)給主站。圖2-4扭矩與稱重傳感器調(diào)試軟件二、傳感器軟件的調(diào)試與數(shù)據(jù)顯示（選手B獨立完成）（一）PM2.5傳感器調(diào)試軟件數(shù)據(jù)顯示選手根據(jù)“傳感器環(huán)境檢測應(yīng)用單元”系統(tǒng)單元，選擇與系統(tǒng)匹配PM2.5傳感器調(diào)試軟件進行參數(shù)設(shè)置和對應(yīng)PM2.5數(shù)據(jù)顯示。本任務(wù)所需參考資料和使用的工具軟件如下：（1）PM2.5傳感器電氣連接原理見電子文檔附件1-1單元原理圖。（2）PM2.5傳感器配置通訊地址、波特率、奇偶校驗等參數(shù)見表4。（3）PM2.5傳感器安裝位置如圖2-5所示。（4）PM2.5調(diào)試工具軟件見輔助調(diào)試軟件“噪音與PM2.5調(diào)試軟件”，相應(yīng)界面如圖2-6所示。圖2-5PM2.5傳感器和噪音傳感器安裝位置圖圖2-6噪音與PM2.5傳感器調(diào)試軟件圖2-6噪音與PM2.5傳感器調(diào)試軟件（二）噪音傳感器調(diào)試軟件數(shù)據(jù)顯示選手根據(jù)“傳感器環(huán)境檢測應(yīng)用單元”系統(tǒng)單元，選擇與系統(tǒng)匹配噪音傳感器調(diào)試軟件進行參數(shù)設(shè)置和對應(yīng)噪音數(shù)據(jù)顯示。本任務(wù)所需參考資料和使用的工具軟件如下：（1）噪音傳感器電氣連接原理見電子文檔附件1-1單元原理圖。（2）噪音傳感器配置通訊地址、波特率、奇偶校驗等參數(shù)見表4。（3）噪音傳感器安裝位置如圖2-5所示。（4）噪音傳感器調(diào)試工具軟件見輔助調(diào)試軟件“噪音與PM2.5調(diào)試軟件”，相應(yīng)界面如圖2-6所示。（三）溫濕度傳感器調(diào)試軟件數(shù)據(jù)顯示選手根據(jù)“傳感器環(huán)境檢測應(yīng)用單元”系統(tǒng)單元，選擇與系統(tǒng)匹配溫濕度傳感器調(diào)試軟件進行參數(shù)設(shè)置和對應(yīng)數(shù)據(jù)顯示本任務(wù)所需參考資料和使用的技術(shù)手冊如下：（1）溫濕度傳感器電氣連接原理見電子文檔附件1-1單元原理圖。（2）溫濕度傳感器通訊地址、波特率、奇偶校驗等配置參數(shù)見表4。（3）溫濕度傳感器安裝位置如圖2-7所示。（4）溫濕度傳感器手冊詳見電子文檔技術(shù)手冊中“智能溫濕度控制器說明書”。圖2-7溫濕度傳感器安裝位置效果圖模塊三智能傳感器典型應(yīng)用與調(diào)試任務(wù)描述：現(xiàn)有一套AGV小車、M1機器人和3D視覺，下文稱三個設(shè)備組裝整體為“移動機器人”，完整的控制程序已經(jīng)下載到這些設(shè)備控制器中，技術(shù)人員已經(jīng)進行了部分調(diào)試，現(xiàn)在要求選手繼續(xù)完成這3個設(shè)備的標(biāo)定調(diào)試。如圖3-1所示為設(shè)備平面布局圖，圖中符號“①”、“②”、“③”、“④”所標(biāo)注的位置是指移動機器人在4個工作單元抓取與放置物料瓶的工位。圖3-1設(shè)備平面布局現(xiàn)在需要選手具體完成的任務(wù)有：（一）超聲波傳感器應(yīng)用調(diào)試——AGV地圖點位標(biāo)定示教利用賽場提供的AGV配置軟件QtEAIDllDemo.exe對AGV的1到5號資源點進行示教（資源點是指AGV到達充電點之前的零時過渡點位，如圖3-2所示），利用串口/網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)調(diào)試器軟件sscom5.13.1.exe進行AGV點位測試運行，AGV小車要求如下：（1）打開QtEAIDllDemo.exe軟件連接AGV，并手動加載正確的地圖（地圖電子檔文件名：Map_815V，賽場提供），加載完成后初始位置設(shè)置正確。（2）在QtEAIDllDemo.exe軟件參數(shù)設(shè)置選項里設(shè)置合適的行走速度和轉(zhuǎn)動速度。（3）增加合適的1號資源點和2號資源點：要求從1號點移動到2號點的過程中，AGV上面的M1機器人不能碰撞到平臺支架，2號點能夠正確引導(dǎo)到①號工位充電點。（4）增加合適的3號資源點：要求AGV從3號點能夠正確引導(dǎo)到②號工位充電點。（5）增加合適的4號資源點：要求AGV從4號點能夠正確引導(dǎo)到③號工位充電點。（6）增加合適的5號資源點：要求AGV從5號點能夠正確引導(dǎo)到④號工位充電點。（7）在QtEAIDllDemo.exe軟件里新建一個任務(wù)：要求把5個資源點都添加進同一任務(wù)里面，建立任務(wù)完成后，能夠用sscom5.13.1.exe自由控制AGV前往任意資源點或充點電。AGV小車調(diào)試指令與IP說明：通信方式選擇TCP_Client；IP地址：192.168.31.200，端口：9093；移動到目標(biāo)資源點調(diào)試指令為：B1GotoTarget;X#（其中X為目標(biāo)資源點編號）。目標(biāo)資源點引導(dǎo)到充點電：B1Recharge;#停止當(dāng)前任務(wù)：B1StopWork;#注意：發(fā)送B1Recharge;#指令前必須要確認(rèn)AGV小車處于資源點位置。（二）3D視覺傳感器應(yīng)用調(diào)試——機器人物料抓取標(biāo)定與示教利用賽場提供的視覺編程軟件KImage.exe對3D視覺和M1機器人的①號工位的所有點位進行標(biāo)定，使機器人能夠?qū)崿F(xiàn)①號工位物料瓶識別、抓取及傳感器環(huán)境監(jiān)測應(yīng)用單元位置上的抓取與放置，利用串口/網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)調(diào)試器軟件sscom5.13.1.exe發(fā)送相關(guān)命令進行調(diào)試，要求如下：（1）3D視覺手眼標(biāo)定：完成機器人校準(zhǔn)筆的安裝，完成機器人標(biāo)定點的示教定位，完成3D手眼標(biāo)定參數(shù)的校準(zhǔn)；（2）3D視覺抓取任務(wù)參數(shù)校正：調(diào)節(jié)高度偏移，實現(xiàn)準(zhǔn)確抓取不同高度的物料；（3）①號工位2D視覺手眼標(biāo)定，完成機器人標(biāo)定點的示教定位，完成2D手眼標(biāo)定參數(shù)的校準(zhǔn)；（4）完成①號工位放置空瓶到傳送帶任務(wù)節(jié)點的視覺校正標(biāo)定，使機器人3D抓取空瓶后能準(zhǔn)確放置到①號工位的傳送帶上；（5）完成從①號工位傳送帶末端取瓶子任務(wù)的視覺校正標(biāo)定，使機器人能準(zhǔn)確定位抓取瓶子；（6）在調(diào)試過程中可以利用串口/網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)調(diào)試器軟件sscom5.13.1.exe發(fā)送相關(guān)命令進行調(diào)試來測試校準(zhǔn)結(jié)果，相關(guān)調(diào)試指令見表3-1。表3-13D視覺機器人調(diào)試指令表視覺機器人TCP：服務(wù)器，192.168.31.201，端口8080工作任務(wù)通訊觸發(fā)指令響應(yīng)發(fā)送完成發(fā)送功能說明所在工位任務(wù)0SetTask:00TaskStatus:00TaskStatus:40機器人回原點(安全位置)任意，觸發(fā)前安全檢查任務(wù)1SetTask:01TaskStatus:01TaskStatus:41工位①：3D識別上空瓶工位1：顆粒分揀任務(wù)2SetTask:02TaskStatus:02TaskStatus:42工位①：取走皮帶末端瓶子任務(wù)3SetTask:03TaskStatus:03TaskStatus:43工位②：放瓶子工位2：加蓋擰蓋任務(wù)4SetTask:04TaskStatus:04TaskStatus:44工位②：取皮帶末端瓶子任務(wù)5SetTask:05TaskStatus:05TaskStatus:45工位③：放瓶子工位3：瓶子質(zhì)檢任務(wù)6SetTask:06TaskStatus:06TaskStatus:46工位③：取皮帶末端瓶子任務(wù)7SetTask:07TaskStatus:07TaskStatus:47工位④：放瓶子到托盤1#工位4：倉庫任務(wù)8SetTask:08TaskStatus:08TaskStatus:48工位④：放瓶子到托盤2#任務(wù)9SetTask:09TaskStatus:09TaskStatus:49工位④：放瓶子到托盤3#任務(wù)10SetTask:10TaskStatus:10TaskStatus:50工位④：放瓶子到托盤4#注意：必須在對應(yīng)工位觸發(fā)對應(yīng)的命令，否則可能會導(dǎo)致碰撞！模塊四智能傳感器綜合應(yīng)用任務(wù)描述：在完成模塊二到模塊三后，設(shè)備聯(lián)機運行與調(diào)試只差傳感器設(shè)備健康管理應(yīng)用單元和傳感器質(zhì)量檢測應(yīng)用單元的邏輯控制程序及這兩個單元的聯(lián)機控制程序?，F(xiàn)要求選手編寫兩個單元的PLC控制程序，使整個設(shè)備能夠按照系統(tǒng)要求聯(lián)機運行，所有單元數(shù)據(jù)能夠傳送到上位機進行數(shù)據(jù)可視化展示。上位機系統(tǒng)主控畫面如圖4-1所示。傳感器設(shè)備健康管理應(yīng)用單元PLCI/O功能分配見表4-1。圖4-1上位機系統(tǒng)主控界面表4-2傳感器質(zhì)量管理應(yīng)用單元PLCI/O功能分配表序號IO名稱功能描述備注1%I0.0啟動按鈕2%I0.1停止按鈕3%I0.2復(fù)位按鈕4%I0.3聯(lián)機按鈕5%I2.0進料檢測傳感器6%I2.1旋緊檢測傳感器7%I2.2視覺檢測傳感器8%I2.3不合格到位檢測傳感器9%I2.4分揀氣缸定位后限10%I2.5稱重升降上限11%I2.6稱重升降下限12%I2.7稱重伸縮前限13%I3.0稱重伸縮后限14%Q0.0啟動指示燈亮15%Q0.1停止指示燈亮16%Q0.2復(fù)位指示燈亮17%Q2.0主輸送帶正轉(zhuǎn)18%Q2.1主輸送帶反轉(zhuǎn)19%Q2.2廢料電機正轉(zhuǎn)20%Q2.3廢料電機反轉(zhuǎn)21%Q4.2稱重升降氣缸22%Q4.4稱重氣爪23%Q4.6稱重伸縮氣缸24%Q5.0皮帶推料氣缸現(xiàn)在需要選手具體完成的任務(wù)包括：傳感器設(shè)備健康管理應(yīng)用與調(diào)試編寫完成傳感器設(shè)備健康管理應(yīng)用單元的單機應(yīng)用程序，使該單元設(shè)備控制配合上位機軟件，實現(xiàn)傳感器的設(shè)備健康管理應(yīng)用功能。具體控制要求如下：初始狀態(tài)：主輸送帶停止、加蓋定位氣缸縮回、加蓋伸縮氣缸縮回、加蓋升降氣缸縮回、擰蓋定位氣缸縮回、擰蓋電機停止、擰蓋升降氣缸縮回，氣源二聯(lián)件壓力表調(diào)節(jié)到0.4MPa～0.5MPa。單元復(fù)位控制：（1）上電，設(shè)備任一部件不在初始位置，系統(tǒng)自動復(fù)位；（2）或者系統(tǒng)處于停止?fàn)顟B(tài)下，按下“復(fù)位”按鈕系統(tǒng)自動復(fù)位。其他運行狀態(tài)下按此按鈕無效；（3）“復(fù)位”燈（黃色燈，下同）閃亮顯示；（4）“停止”（紅色燈，下同）燈滅；（5）“啟動”（綠色燈，下同）燈滅；（6）所有部件回到初始位置；（7）“復(fù)位”燈（黃色燈）常亮，系統(tǒng)進入就緒狀態(tài)。單元啟動控制：（1）系統(tǒng)在就緒狀態(tài)按啟動按鈕，單元進入運行狀態(tài)，而停止?fàn)顟B(tài)下按此按鈕無效；（2）“啟動”指示燈亮；（3）“復(fù)位”指示燈滅；（4）主輸送帶啟動正轉(zhuǎn)運行；（5）手動將無蓋物料瓶放置到該單元起始端；（6）當(dāng)加蓋位檢測傳感器檢測到有物料瓶，RFID讀取瓶子上標(biāo)簽數(shù)據(jù),并等待物料瓶運行到加蓋工位下方時停止；（7）加蓋定位氣缸推出，將物料瓶準(zhǔn)確固定；（8）如果加蓋機構(gòu)內(nèi)無瓶蓋，即瓶蓋料筒檢測傳感器不得電，加蓋機構(gòu)不動作；①紅色停止指示燈閃亮(f=1Hz)；②手動將蓋子放入后，瓶蓋料筒檢測傳感器感應(yīng)到瓶蓋，紅色停止指示燈滅；③加蓋機構(gòu)開始運行，繼續(xù)第（8）步動作；（9）如果加蓋機構(gòu)有瓶蓋，瓶蓋料筒檢測傳感器得電，加蓋伸縮氣缸推出，將瓶蓋推到落料口；（10）加蓋升降氣缸伸出，將瓶蓋壓下；（11）瓶蓋準(zhǔn)確落在物料瓶上，無偏斜；（12）加蓋伸縮氣缸縮回；（13）加蓋升降氣缸縮回；（14）加蓋定位氣缸縮回；（15）主輸送帶啟動；（16）當(dāng)擰蓋位