第二屆全國人工智能應用技術技能大賽決賽-計算機及外部設備裝配調試員（智能傳感器應用技術）賽項實操樣題（學生組）

2021年全國行業(yè)職業(yè)技能競賽——第二屆全國人工智能應用技術技能大賽樣題

重要說明

1．比賽時間300分鐘，180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，與比賽設備隔離。

2．比賽共包括4個任務，總分100分，見表1。

表1比賽任務及配分表

序號任務名稱配分說明

1任務一典型傳感器的組裝與調試20

2任務二智能傳感器的組網與測試20

3任務三智能傳感器的典型應用25

4任務四智能傳感器綜合應用30

5安全規(guī)范5

合計100

3．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5

個小時左右時間，選手在不使用機器人時，請關閉機器人電源，并保

持充電狀態(tài)。

4．整個任務書分4個任務，每個任務完成后選手可舉手向裁判示

意請求評分，裁判安排對該任務進行評分，只有在任務一、二、三完

成評分后，選手才可以進行任務四的工作，評判任務四時，不再對前

三個任務進行評分。

5．需要裁判驗收的各項任務，任務完成后裁判只驗收1次，請根

據賽題說明，確認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

里指定位置D:\ZL\，具體清單見表2。

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表2電子檔資料明細表

序號電子資料名稱備注

1單元原理圖包含接線圖：附件1-1、1-3、1-5、1-7

包含四合一、色標、震動、扭力、RFID、稱重、2D

2器件技術手冊

相機、二維碼等傳感器手冊

3硬件IO配置表包含1-4單元硬件IO地址

4通訊協(xié)議包含1-3單元從站與4單元主站地址映射

包含四合一、色標、震動、扭力、RFID、稱重、2D

5調試軟件

相機、二維碼傳感器調試軟件、網絡測試調試軟件

7．競賽平臺系統(tǒng)中主要模塊的IP地址預分配見表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)測應用單元PLC192.168.31.11

2傳感器健康管理應用單元PLC192.168.31.21

3傳感器質量檢測應用單元PLC192.168.31.31

4傳感器倉儲管理應用單元PLC192.168.31.41

5傳感器環(huán)境監(jiān)測單元分布式IO模塊192.168.31.12

6傳感器設備健康管理應用單元分布式IO模塊192.168.31.22

7傳感器質量檢測應用單元分布式IO模塊192.168.31.32

8傳感器倉儲管理應用單元分布式IO模塊192.168.31.42

9傳感器環(huán)境監(jiān)測應用單元閥島模塊192.168.31.13

10傳感器設備健康管理應用單元閥島模塊192.168.31.23

11傳感器質量檢測應用單元閥島模塊192.168.31.33

12觸摸屏192.168.31.43

13視覺傳感器192.168.31.34

14RFID傳感器192.168.31.24

153D視覺192.168.31.201

16移動機器人M1192.168.31.200

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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)據格式備注

1變頻器1

環(huán)境監(jiān)測應用單元

2空氣質量傳感器2

數(shù)據位8、

3扭矩傳感器1

9600無校驗、健康管理應用單元

4振動傳感器2

停止位1

5稱重傳感器1質量檢測應用單元

6二維碼傳感器自由口協(xié)議倉儲管理應用單元

8．選手對比賽過程中需裁判確認部分，應當先舉手示意。

9．參賽選手在競賽過程中，不得使用U盤，否則按作弊處理。

10．比賽過程中，若發(fā)生危及設備或人身安全事故，立即停止比

賽，將取消其參賽資格。

11．選手在競賽過程中應該遵守相關的規(guī)章制度和安全守則，如

有違反，則按照相關規(guī)定在競賽的總成績中扣除相應分值，扣分累計

不超過10分。

12．選手在比賽開始前，認真對照設備清單檢查工位設備，并確

認后開始比賽；選手完成任務后的檢具、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D:\2020ZN\中命名對應文件夾（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．選手嚴禁攜帶任何通訊、存儲設備及技術資料，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，嚴重影響賽場秩序，如有發(fā)生，將取消其

競賽資格。

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15．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。

16.賽場提供的任何物品，不得帶離賽場。

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一、競賽項目任務書

任務1：典型傳感器的組裝與調試

任務描述：根據系統(tǒng)場景設計要求，對傳感器環(huán)境檢測應用單元

的空氣質量傳感器、色標傳感器、健康管理應用單元的RFID傳感器以

及傳感器倉儲管理應用單元的二維碼傳感器進行安裝和電氣接線。通

過各傳感器自帶操作界面或配套的調試工具軟件設置或調試傳感器參

數(shù)，實現(xiàn)傳感器與調試軟件互聯(lián)互通。

在此任務中傳感器環(huán)境檢測應用單元和傳感器倉儲管理應用單元

的PLC程序及這兩個單元的觸摸屏數(shù)據監(jiān)控畫面已經由技術保障人員

下載完成，競賽選手只需要按照要求對傳感器進行安裝、接線與參數(shù)

調試。需要選手完成的任務有：

（一）空氣質量傳感器安裝調試

將空氣質量傳感器安裝到正確位置，完成傳感器的電源線和通訊

信號線的連接，利用輔助調試工具軟件設置和調試傳感器通訊參數(shù)，

并把傳感器數(shù)據（PM2.5、噪音、溫濕度）顯示相對應的調試軟件界面

上。

本任務所需參考資料和使用的工具軟件如下：

1.空氣質量傳感器電氣連接原理見電子文檔-單元原理圖中附件

1-1單元接線圖。

2.空氣質量傳感器配置通訊地址、波特率、奇偶校驗等參數(shù)見表

4。

3.空氣質量傳感器安裝位置效果如圖1-1所示。

4.空氣質量調試工具軟件見輔助調試軟件“空氣質量調試軟件”，

相應界面如圖1-2所示。

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四合一

傳感器

圖1-1空氣質量傳感器安裝圖

圖1-2空氣質量調試軟件界面

（二）色標傳感器安裝調試

將色標傳感器安裝到正確位置，完成傳感器的電源線和通訊信號

線的連接，利用輔助技術手冊設置和調試傳感器通訊參數(shù)，可以進行

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物料顏色分別。

本任務所需參考資料和使用的技術手冊及視頻如下：

1.色標傳感器電氣連接原理見附件電子文檔-單元原理圖中1-7

接線圖。

2.色標傳感器安裝位置如圖1-3所示。

3.色標傳感器手冊詳見電子文檔附件顏色傳感器使用說明書。

圖1-3色標傳感器安裝位置圖

（三）RFID傳感器安裝調試

將RFID傳感器安裝到正確位置，完成傳感器的電源線和通訊信號

線的連接，利用輔助調試工具軟件設置和調試傳感器通訊參數(shù)，并把

傳感器數(shù)據顯示相對應的調試軟件界面上。

本任務所需參考資料和使用的工具軟件如下：

1.RFID傳感器電氣連接原理見電子文檔-單元原理圖中附件1-3

單元接線圖。

2.RFID傳感器安裝位置效果如圖1-4所示。

3.RFID調試工具軟件見輔助調試軟件“RFID調試軟件”，相應界

面如圖1-5所示。

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RFID傳感器

圖1-4RFID安裝位置圖

圖1-5RFID軟件界面

（四）二維碼傳感器安裝調試

將二維碼傳感器安裝到正確位置，完成傳感器的電源線和通訊信

號線的連接，參考二維碼傳感器用戶手冊設置和調試傳感器通訊參數(shù)，

并把傳感器數(shù)據顯示相對應的調試軟件界面上。

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本任務所需參考資料和使用的技術手冊如下：

1.二維碼傳感器電氣連接原理見電子文檔-單元原理圖中附件1-5

接線圖。

2.二維碼傳感器安裝位置如圖1-6所示。

3.二維碼傳感器手冊詳見電子文檔附件2-2二維掃碼器用戶手

冊。

4.二維碼傳感器調試工具軟件見輔助調試軟件“掃碼器調試軟

件”，相應界面如圖1-7所示。

圖1-6二維碼傳感器安裝位置圖

圖1-7掃碼器調試軟件

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任務2：智能傳感器的組網與測試

任務描述：振動傳感器、扭力傳感器與RFID傳感器（選手安裝）

已經安裝于傳感器健康管理應用單元，稱重傳感器與視覺傳感器已經

安裝于傳感器質量檢測應用單元。請選手編寫振動傳感器、RFID傳感

器、扭力傳感器、視覺傳感器和稱重傳感器的PLC之間通訊程序，（以

不同的通訊參數(shù)進行數(shù)據采集）使PLC能采集這些傳感器數(shù)據，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)據并顯示在觸摸屏上，

完成對傳感器采集數(shù)據的測試，確保傳感器采集數(shù)據正確，以便后續(xù)

編寫相應單元的應用程序。

主站PLC與傳感器健康管理應用單元、傳感器質量檢測應用單元

與主站單元與的通訊方式是ProfiNet智能IO協(xié)議方式，系統(tǒng)網絡結

構如圖2-1所示，各單元PLC之間的通訊協(xié)議數(shù)據分配見電子文檔附

件4-1通訊協(xié)議。

圖2-1系統(tǒng)網絡拓撲圖

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傳感器健康管理應用單元測試畫面如圖2-2所示，傳感器質量檢

測應用單元測試畫面如圖2-3所示。

圖2-2傳感器健康管理應用單元測試畫面

圖2-3傳感器質量檢測應用單元測試畫面

在此任務中主站PLC程序已經由技術保障人員下載完成，競賽選

手只需要按照要求對傳感器進行通訊組網編程與調試，組態(tài)觸摸屏傳

感器測試畫面，顯示傳感器測試數(shù)據?，F(xiàn)在需要選手具體完成的任務

有：

（一）振動傳感器的組網與測試

要求對傳感器健康管理應用單元振動傳感器通訊進行參數(shù)設置和

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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)據要求如圖2-2所示振動傳感器顯示區(qū)域。

本任務所需參考資料和使用的技術手冊如下：

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2-3振動傳感器用戶手冊。

3.振動傳感器輔助調試軟件“振動調試軟件”如圖2-4所示。

圖2-4振動傳感器調試軟件

（二）扭矩傳感器的組網與測試

要求對傳感器質量檢測應用單元扭矩傳感器通訊進行參數(shù)設置和

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)據要求如圖2-2所示的扭矩傳感器顯示區(qū)域。

本任務所需參考資料和使用的技術手冊如下：

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.扭矩傳感器輔助調試軟件“扭矩與稱重調試軟件”如圖2-5所

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示。

圖2-5扭矩與稱重傳感器調試軟件

（三）RFID傳感器的組網與測試

要求對傳感器健康管理應用單元RFID傳感器通訊進行參數(shù)設置

和通訊程序編寫，組態(tài)觸摸屏傳感器測試畫面，實現(xiàn)觸摸屏顯示RFID

標簽檢測標志、RFID讀取的標簽數(shù)據，并且能夠寫入標簽數(shù)據到RFID，

(寫入場次和工位號)讀寫數(shù)據要求如圖2-2所示的RFID傳感器區(qū)域。

本任務所需參考資料和使用的技術手冊如下：

1.RFID傳感器IP地址與端口分配見表3。

2.RFID傳感器手冊詳見電子文檔技術手冊中“RFID傳感器用戶

手冊”。

3.RFID傳感器輔助調試軟件“RFID調試軟件”如圖2-6所示。

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圖2-6RFID調試軟件

（四）視覺傳感器的組網與測試

要求對傳感器質量檢測應用單元視覺傳感器通訊進行參數(shù)設置和

通訊程序編寫，組態(tài)觸摸屏傳感器測試畫面，實現(xiàn)觸摸屏實時顯示視

覺讀取的像素值、計算劃痕率等數(shù)據，顯示數(shù)據要求如圖2-3所示的

視覺傳感器顯示區(qū)域。

本任務所需參考資料和使用的技術手冊如下：

1.視覺傳感器IP地址與端口分配見表3。

2.視覺傳感器手冊詳見電子文檔技術手冊中“視覺傳感器用戶手

冊”。

3.視覺傳感器輔助調試軟件“視覺調試軟件”如圖2-7所示。

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圖2-7視覺調試軟件

（五）稱重傳感器的組網與測試

要求對傳感器質量檢測應用單元稱重傳感器通訊進行參數(shù)設置和

通訊程序編寫，組態(tài)觸摸屏傳感器測試畫面，實現(xiàn)觸摸屏實時顯示稱

重數(shù)值，顯示數(shù)據要求如圖2-3所示的稱重傳感器顯示區(qū)域。

本任務所需參考資料和使用的技術手冊如下：

（1）稱重傳感器通訊地址、波特率、奇偶校驗等參數(shù)配置見表4。

（2）稱重傳感器手冊詳見電子文檔附件稱重傳感器說明書。

（3）稱重傳感器輔助調試軟件“扭矩與稱重調試軟件”如圖2-5

所示。

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任務3：智能傳感器典型應用與調試

任務描述：現(xiàn)有一套AGV小車、M1機器人和3D視覺，下文稱三

個設備組裝整體為“移動機器人”，完整的控制程序已經下載到這些

設備控制器中，技術人員已經進行了部分調試，要求選手使用3D相機

采集圖像數(shù)據，并將采集到的圖像數(shù)據傳輸?shù)饺斯ぶ悄苡嬎銌卧校?/p>

對該數(shù)據進行清洗和標注得到需要訓練的標注數(shù)據，制作成數(shù)據集。

使用深度學習框架對該數(shù)據集進行訓練，得到目標檢測模型，并部署

該模型，移動機器人可調動該模型算法，實現(xiàn)目標的識別與檢測，通

過編程調試完成基于3D視覺的機器人典型工作任務。

如圖3-1所示為設備平面布局圖，圖中符號“1號點”、“2號點”、

“3號點”、“4號點”、“5號點”所標注的位置是指移動機器人各

個工位的過度點。

圖3-1設備平面布局

現(xiàn)在需要選手具體完成的任務有：

（一）超聲波傳感器應用調試——AGV地圖點位標定示教

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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/網絡數(shù)據調試器軟件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，并手動建立正確的地圖，

并保存地圖，設置正確初始位置。

2.在QtEAIDllDemo.exe軟件參數(shù)設置選項里設置合適的行走速

度和轉動速度。

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號點能夠正確引導到④

號工位充電點。

7.在QtEAIDllDemo.exe軟件里新建一個任務：要求把5個資源點

都添加進同一任務里面，建立任務完成后，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；

移動到目標資源點調試指令為：B1GotoTarget;X#（其中X為目

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標資源點編號）。

目標資源點引導到充點電：B1Recharge;#

停止當前任務：B1StopWork;#

注意：發(fā)送B1Recharge;#指令前必須要確認AGV小車處于資源點

位置。

圖3-2資源點與充電示意圖

（二）3D視覺視覺圖像，數(shù)據采集、數(shù)據清洗、數(shù)據標注

利用賽場提供的視覺編程軟件對3D視覺和M1機器人的一號工位

的所有點位進行視覺圖像的采集工作，采集后的數(shù)據傳輸?shù)饺斯ぶ悄?/p>

計算單元中完成數(shù)據的清洗及標注工作，制作訓練集。數(shù)據標注平臺

如圖3-3所示。

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圖3-3數(shù)據標注平臺

1.選手根據任務實現(xiàn)效果，采集合適的圖像數(shù)據。

2.將采集到的圖像數(shù)據傳輸?shù)饺斯ぶ悄苡嬎銌卧?，根據任務?/p>

求，對數(shù)據進行清洗，保留合適的圖像數(shù)據。

3.相機利用采集的照片可以進行物料瓶是否缺陷檢測。

4.在人工智能計算單元中，打開谷歌瀏覽器，分別輸入數(shù)據標注

平臺的管理員、標注員、審核員的地址跟登錄信息，打開對應的工作

界面。使用標注平臺，完成圖像的數(shù)據標注工作，制作模型訓練數(shù)據

集。數(shù)據標注如圖3-4所示。

圖3-4數(shù)據標注

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（三）目標檢測模型訓練

利用制作出來的訓練集。使用人工智能計算單元上的深度學習框

架PyTorch及目標檢測工具包mmdetection訓練模型，并部署訓練后

的模型，機器人能夠調用該模型實現(xiàn)物料瓶不合格瓶判斷及位置計算，

如圖3-5所示。選手需打開pycharm軟件，對神經網絡參數(shù)進行修改，

并修改數(shù)據路徑，完成數(shù)據模型的訓練及部署要求。

1.根據給出的深度學習框架PyTorch，調整深度學習參數(shù)，對制

作的訓練集進行訓練。

2.并優(yōu)化該模型進行部署，使其能夠調用。

圖3-5模型訓練

（四）機械臂控制程序的編寫。

編寫機器人程序，使機器人能夠實現(xiàn)一號工位物料瓶識別、不合

格瓶子分揀、抓取及傳感器環(huán)境監(jiān)測應用單元位置上的抓取與放置，

利用串口/網絡數(shù)據調試器軟件發(fā)送相關命令進行調試，要求如下：

1.選手根據部署后的目標檢測模型，調用該模型信息，使機器人

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能夠識別目標位置。

2.修改參數(shù)信息，調節(jié)機械臂實現(xiàn)目標的抓取。

3.完成一號工位放置空瓶到傳送帶任務節(jié)點的工作，使機器人3D

抓取空瓶后能準確放置到一號工位的傳送帶上；

4.完成從一號工位傳送帶末端取瓶子任務的工作，使機器人能準

確定位抓取瓶子，對不合格瓶子進行分揀；

任務4：智能傳感器綜合應用

任務描述：在完成任務一到任務三后，設備聯(lián)機運行與調試只差

傳感器設備健康管理應用單元和傳感器質量檢測應用單元的邏輯控制

程序及這兩個單元的聯(lián)機控制程序。現(xiàn)要求選手編寫兩個單元的PLC

控制程序，使整個設備能夠按照系統(tǒng)要求聯(lián)機運行，所有單元數(shù)據能

夠傳送到上位機進行數(shù)據可視化展示。

1.上位機系統(tǒng)主控畫面如圖4-1所示。

2.傳感器設備健康管理應用單元PLCI/O功能分配見表4-1。

3.傳感器質量檢測應用單元PLCI/O功能分配見表4-2。

圖4-1上位機系統(tǒng)主控界面

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表4-1傳感器健康管理應用單元PLCI/O功能分配表

序號IO名稱功能描述備注

1I0.0按下啟動按鈕

2I0.1按下停止按鈕

3I0.2按下復位按鈕

4I0.3按下聯(lián)機按鈕

5I2.0瓶蓋料筒感應

6I2.1加蓋位傳感器

7I2.2擰蓋位傳感器

8I2.3加蓋升降氣缸上限

9I2.4加蓋伸縮氣缸伸出后限

10I2.5加蓋定位氣缸后限位

11I2.6擰蓋升降氣缸上限位

12I2.7擰蓋定位氣缸后限位

13Q0.0啟動指示燈亮

14Q0.1停止指示燈亮

15Q0.2復位指示燈亮

16Q2.0主輸送帶正轉

17Q2.1主輸送帶反轉

18Q2.2電機正轉

19Q2.3電機反轉

20Q4.0加蓋伸縮氣缸

21Q4.2加蓋升降氣缸

22Q4.4加蓋定位氣缸

23Q4.6擰蓋升降氣缸

24Q5.0擰蓋定位氣缸

表4-2傳感器質量管理應用單元PLCI/O功能分配表

序號IO名稱功能描述備注

1I0.0啟動按鈕

2I0.1停止按鈕

3I0.2復位按鈕

4I0.3聯(lián)機按鈕

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5I2.0進料檢測傳感器

6I2.1旋緊檢測傳感器

7I2.2視覺檢測傳感器

8I2.3不合格到位檢測傳感器

9I2.4分揀氣缸定位后限

10I2.5稱重升降上限

11I2.6稱重升降下限

12I2.7稱重伸縮前限

13I3.0稱重伸縮后限

14Q0.0啟動指示燈亮

15Q0.1停止指示燈亮

16Q0.2復位指示燈亮

17Q2.0主輸送帶正轉

18Q2.1主輸送帶反轉

19Q2.2廢料電機正轉

20Q2.3廢料電機反轉

21Q4.2稱重升降氣缸

22Q4.4稱重氣爪

23Q4.6稱重伸縮氣缸

24Q5.0皮帶推料氣缸

現(xiàn)在需要選手具體完成的任務包括：

（一）傳感器設備健康管理應用與調試

編寫完成傳感器設備健康管理應用單元的單機應用程序，使該單

元設備控制配合上位機軟件，實現(xiàn)傳感器的設備健康管理應用功能。

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)件壓力表調節(jié)到0.4MPa～0.5MPa。

單元復位控制：

1.上電，設備任一部件不在初始位置，系統(tǒng)自動復位；

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2.或者系統(tǒng)處于停止狀態(tài)下，按下“復位”按鈕系統(tǒng)自動復位。

其他運行狀態(tài)下按此按鈕無效；

3.“復位”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)，而停止狀態(tài)

下按此按鈕無效；

2.“啟動”指示燈亮；

3.“復位”指示燈滅；

4.主輸送帶啟動正轉運行；

5.手動將無蓋物料瓶放置到該單元起始端；

6.當加蓋位檢測傳感器檢測到有物料瓶，RFID讀取瓶子上標簽數(shù)

據,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，將物料瓶準確固定；

8.如果加蓋機構內無瓶蓋，即瓶蓋料筒檢測傳感器不得電，加蓋

機構不動作；

（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到瓶蓋，紅色

停止指示燈滅；

（3）加蓋機構開始運行，繼續(xù)第（9）步動作；

9.如果加蓋機構有瓶蓋，瓶蓋料筒檢測傳感器得電，加蓋伸縮氣

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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.當擰蓋位檢測傳感器檢測到有物料瓶，并等待物料瓶運行到擰

蓋工位下方時，輸送帶停止；

17.擰蓋定位氣缸推出，將物料瓶準確固定；

18.擰蓋電機開始旋轉；

19.擰蓋升降氣缸下降；

20.達到扭力傳感器瓶數(shù)值時,擰蓋電機停止運行；

21.擰蓋升降氣缸縮回；

22.主輸送帶啟動；

23.當物料瓶輸送到輸送帶末端時，人工取走物料瓶。

單元停止控制：

1.系統(tǒng)在運行狀態(tài)按“停止”按鈕，單元立即停止，所有機構不

工作；

2.“停止”指示燈亮；“運行”指示燈滅；復位指示燈滅。

（二）傳感器產品質量檢測應用與調試

編寫完成傳感器產品質量檢測應用單元的單機應用程序，使該單

元設備控制配合上位機軟件，實現(xiàn)傳感器的質量檢測應用功能。具體

控制要求如下：

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初始位置：主輸送帶停止、輔輸送帶停止、分揀氣缸縮回、檢測

裝置燈帶不亮，氣源二聯(lián)件壓力表調節(jié)到0.4MPa～0.5MPa。

控制要求：

1.上電，系統(tǒng)處于“停止”狀態(tài)下。“停止”指示燈亮，“啟動”

和“復位”指示燈滅；

2.在“停止”狀態(tài)下，按下“復位”按鈕，該單元復位，復位過

程中，“復位”指示燈閃亮，所有機構回到初始位置。復位完成后，

“復位”指示燈常亮，“啟動”和“停止”指示燈滅?！斑\行”或“復

位”狀態(tài)下，按“啟動”按鈕無效；

3.在“復位”就緒狀態(tài)下，按下“啟動”按鈕，單元啟動，“啟

動”指示燈亮，“停止”和“復位”指示燈滅；

4.主輸送帶啟動運行；

5.手動將上一站填裝的物料瓶放置到該單元起始端；

6.當進料檢測傳感器檢測到有物料瓶且旋緊檢測傳感器無動作，

經過視覺檢測傳感器后，皮帶停止；

7.視覺拍照識別瓶蓋的顏色；

8.完成拍照后稱重氣爪將物料瓶抓取至稱重臺；

9.完成稱重讀數(shù)后，判斷重量是否合格，稱重氣爪物料瓶抓取至

主皮帶上；

10.主皮帶啟動；

11.當物料瓶經過不合格到位檢測傳感器時，如果瓶子不合格傳感

器動作，觸發(fā)分揀氣缸電磁閥得電，當?shù)竭_分揀氣缸位置時即被推到

輔輸送帶上，合格物料瓶即被輸送到主輸送帶的末端；

12.在任何啟動運行狀態(tài)下，按下“停止”按鈕，該單元立即停止，

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所有機構不工作，“停止”指示燈亮，“啟動”和“復位”指示燈滅。

（三）傳感器綜合應用系統(tǒng)編程與調試

根據以下系統(tǒng)聯(lián)機運行控制要求，完善編寫傳感器健康管理應用

單元功能、傳感器質量檢測應用單元的聯(lián)機運行程序，完成傳感器在

生產線的綜合應用功能。具體流程如下：

1.自動流程啟動前工業(yè)機器人執(zhí)行任務0（任務0指令含義見表

3-1，下同），讓機器人處于安全位置；

2.移動小車移動至①號工位,工業(yè)機器人執(zhí)行任務1，抓取空瓶，

將不合格瓶子分揀到賽場指定位置，合格瓶子放傳感器環(huán)境監(jiān)測應用

單元上料工位；

3.工業(yè)機器人在②號工位等待傳感器環(huán)境監(jiān)測應用單元完成加工

后，執(zhí)行任務2取走皮帶末端的瓶子；

4.移動小車移動至②號工位,工業(yè)機器人執(zhí)行任務3放瓶子，等待

傳感器健康管理應用單元加工完成；

5.傳感器健康管理應用單元加工完成后；工業(yè)機器人執(zhí)行任務4

取走皮帶末端瓶子；

6.移動小車移動至③號工位,工業(yè)機器人執(zhí)行任務5放瓶子，等待

傳感器質量檢測應用單元加工完成；

7.傳感器質量檢測應用單元加工完成后；工業(yè)機器人執(zhí)行任務6

取走皮帶末端瓶子；

8.移動小車移動至④號工位,工業(yè)機器人執(zhí)行任務7放瓶子，完成

任務7后；移動小車返回①號工位；

9.當移動小車到達①號工位后。重復第（2）到（8）步共3次，

每次重復在④號工位時工業(yè)機器人任務分別執(zhí)任務8-任務10；

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10.完成4個物料瓶放置物料盒后，成品進行入庫，移④號至安全

位置等待命令；任務流程完成后，黃色狀態(tài)信號燈亮，設備處于初始

狀態(tài)。

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附件1

2021年全國行業(yè)職業(yè)技能競賽

——第二屆全國人工智能應用技術技能大賽

計算機及外部設備裝配調試員

（智能傳感器應用技術）

（學生組）

實操樣題

組委會技術工作委員會

2021年10月

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重要說明

1．比賽時間300分鐘，180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，與比賽設備隔離。

2．比賽共包括4個任務，總分100分，見表1。

表1比賽任務及配分表

序號任務名稱配分說明

1任務一典型傳感器的組裝與調試20

2任務二智能傳感器的組網與測試20

3任務三智能傳感器的典型應用25

4任務四智能傳感器綜合應用30

5安全規(guī)范5

合計100

3．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5

個小時左右時間，選手在不使用機器人時，請關閉機器人電源，并保

持充電狀態(tài)。

4．整個任務書分4個任務，每個任務完成后選手可舉手向裁判示

意請求評分，裁判安排對該任務進行評分，只有在任務一、二、三完

成評分后，選手才可以進行任務四的工作，評判任務四時，不再對前

三個任務進行評分。

5．需要裁判驗收的各項任務，任務完成后裁判只驗收1次，請根

據賽題說明，確認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

里指定位置D:\ZL\，具體清單見表2。

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表2電子檔資料明細表

序號電子資料名稱備注

1單元原理圖包含接線圖：附件1-1、1-3、1-5、1-7

包含四合一、色標、震動、扭力、RFID、稱重、2D

2器件技術手冊

相機、二維碼等傳感器手冊

3硬件IO配置表包含1-4單元硬件IO地址

4通訊協(xié)議包含1-3單元從站與4單元主站地址映射

包含四合一、色標、震動、扭力、RFID、稱重、2D

5調試軟件

相機、二維碼傳感器調試軟件、網絡測試調試軟件

7．競賽平臺系統(tǒng)中主要模塊的IP地址預分配見表3，通訊協(xié)議

見表4。

表3系統(tǒng)IP地址分配表

序號名