ZZ-2017026 通信與控制系統(tǒng)（高鐵）集成與維護賽項題庫 D卷

2017 年 “通信與控制系統(tǒng)（高鐵）集成與維護”賽項競賽任務書2017 年“通信與控制系統(tǒng)（高鐵）集成與維護”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)場提供通信與控制系統(tǒng)（高鐵）集成與維護實訓平臺。（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與任務書上只能按要求填寫工位號等進行識別，不得填寫指定內(nèi)容之外的任何識別性標記。如果出現(xiàn)地區(qū)、校名、人名等其他任何與競賽隊有關的識別信息，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備的器件有故障可提出更換，器件經(jīng)現(xiàn)場裁判與技術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控制中心“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。 測試結果部分以答題卡結論為準，寫在任務書上無效。任務一 系統(tǒng)安裝部署（20分）（一）系統(tǒng)設備安裝、內(nèi)部配線（14分）根據(jù)提供的“技術平臺接線圖一”，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、開右側門按鈕、關右側門按鈕、右側門開啟指示燈、右側門關閉指示燈、緊急制動等模塊的安裝與接線（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.線號管與線對應正確，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 電纜連接電腦與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 線連接電腦與人機交互界面使用“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備中，并運行。3功能測試與記錄按照表1.1 動作順序，測試開關門按鈕與指示燈功能，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門開啟指示燈右側門關閉指示燈左側門開啟指示燈左側門關閉指示燈1啟動PLC2按下開左側門按鈕3按下關左側門按鈕4按下開右側門按鈕5按下關右側門按鈕 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)測量與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)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系。 表2.1 本地局域網(wǎng)配置要求序號設備參數(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置（長度在10位）3無線加密模式WPA2PSK模式、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）在通信與控制系統(tǒng)（高鐵）集成與維護平臺中，搭建局域網(wǎng)，并對各終端設備的有線網(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系。表2.2 按照IP 地址規(guī)劃組建局域網(wǎng)設備設備接口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“ping”命令檢測控制中心與無線路由器、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/自行設置8080（三）典型通信系統(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)采集與監(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)的采集與發(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。信息采集點軟件詳見備用電腦“D:YooDao通信配置及調(diào)試信息采集點.exe”。網(wǎng)絡調(diào)試助手詳見控制中心“D:YooDao通信配置及調(diào)試網(wǎng)絡調(diào)試助手.exe”1. 正確配置與連接485通信模塊。配置串口號、波特率，利用相關指令，建立485通信模塊與信息采集點之間通信。將顯示“485通信成功”字樣界面截圖，以“圖2-X”的形式命名，存放到“D:提交資料任務二”中。2建立網(wǎng)絡連接。（1）信息采集點作為服務器，打開信息采集點軟件，正確配置信息采集點IP地址及端口號，開啟服務。（2）控制中心作為客戶端，打開控制中心網(wǎng)絡調(diào)試助手，正確配置IP地址及端口號，連接服務。（3）將信息采集點軟件上顯示“客戶端連接成功”字樣界面截圖，以“圖2-X”的形式命名，存放到“D:提交資料任務二”中。3. 利用控制中心網(wǎng)絡調(diào)試助手，根據(jù)自定義協(xié)議進行溫濕度、光照數(shù)據(jù)的采集。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。并根據(jù)通信協(xié)議，計算出實際的溫度、濕度及光照值，將采集結果填寫至答題卡中。（四）通信拓撲圖繪制（4分）根據(jù)通信與控制系統(tǒng)（高鐵）集成與維護實訓平臺功能，利用WPS2016繪制網(wǎng)絡通信拓撲圖。設備圖片詳見“D:YooDao通信配置及調(diào)試設備圖片”。將繪制完成的通信拓撲圖截圖，以“圖2-X”的形式命名，存放到“D:提交資料任務二”中。 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，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）硬件故障檢測與處理（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果（提示：有6處故障需要維修。已知區(qū)段四繼電器為低電平觸發(fā)。按鍵控制模塊功能為控制所有區(qū)段繼電器全部吸合/斷開。電路板排故不提供20K電阻。仔細檢測出現(xiàn)的問題，再根據(jù)原理圖進行維修。）（二）應答器檢測與處理（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、修改應答器中相關信息。圖3.3 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)段隧道隧道轉(zhuǎn)彎坡路轉(zhuǎn)彎隧道坡路轉(zhuǎn)彎應答器配置模塊與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與上位機連接，已知應答器配置模塊與上位機通信的數(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與上位機通信的波特率及校驗位，并將測試結果填寫至答題卡中。（注：當上位機向應答器配置模塊發(fā)送請求數(shù)據(jù)，得到回復數(shù)據(jù)表明通信正常，若無回復數(shù)據(jù)，表明通信失敗。請求數(shù)據(jù)和回復數(shù)據(jù)詳見“D:YooDao故障檢測及維修應答器配置通信協(xié)議.xlsx”）2數(shù)據(jù)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 應用設計（25分）（一）PLC程序設計（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序設計，保存到“D:提交資料任務四PLC程序設計”文件夾中并下載到PLC中運行。（1分）要求：完成狀態(tài)和位置設計，實現(xiàn)觸摸屏語言切換功能。四組數(shù)據(jù)每隔2S向人機交互界面交替發(fā)送一組數(shù)據(jù)，四組數(shù)據(jù)存放至PLC中V區(qū)寄存器。四組數(shù)據(jù)分別為：狀態(tài)0000，位置0002；狀態(tài)0001，位置0001；狀態(tài)0002，位置0000；狀態(tài)0001，位置0003。詳細說明請參看“（二）人機交互界面設計”。注意： PLC中狀態(tài)和位置存放的寄存器地址要與觸摸屏程序設計中讀取的地址保持一致。2打開“STEP7 Micro WIN”編程軟件，新建一個工程命名為“自由口數(shù)據(jù)發(fā)送.mwp”,在工程中任務要求的程序設計，保存到“D:提交資料任務四PLC程序設計”文件夾中并下載到PLC中運行。用USB轉(zhuǎn)485模塊連接好電腦與PLC。（4分）任務要求如下：（1）定義PLC的PORT0口為485通訊；（2）波特率：19200，校驗位：無，數(shù)據(jù)位：8，停止位：1；（3）利用串口調(diào)試工具訪問PLC；打開串口調(diào)試工具，配置完成后PLC則每隔250ms向串口調(diào)試工具發(fā)送一串數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)格式表格在D:YooDaoPLC數(shù)據(jù)格式，數(shù)據(jù)中有當前環(huán)境的溫濕度、光照信息，其中溫濕度、光照數(shù)據(jù)格式為高字節(jié)低字位。（4）利用溫濕度換算公式，把收到PLC回復數(shù)據(jù)中對應的溫濕度數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為10進制，寫入答題卡中；（5）利用電腦截屏工具，把收到PLC回復數(shù)據(jù)的串口調(diào)試工具整體截圖以“圖4-x”的形式命名保存到D：提交資料任務四。提示：溫濕度換算公式：溫度 = 讀取值 / 260.0 - 40.0 濕度 = 讀取值 / 310.0 光照 = 讀取值3. 運用算術運算指令完成算式（100+200）X 20/4的運算，在答題卡任務四空白處畫出梯形圖。（1分）（二）人機交互界面設計（10分） 打開電腦桌面EB8000軟件，機型選擇MT(TK)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） 1.窗體界面背景設置，窗體界面背景顏色設置為pink。 2.設計界面，語言切換1界面設計，實現(xiàn)3種不同語言的循環(huán)切換；指示燈載體下的語言切換2界面設計，實現(xiàn)點擊開關按鈕，控制語言切換時其對應的指示燈狀態(tài)變化；PLC控制語言的切換界面設計，實現(xiàn)點擊開始按鈕，通過PLC給的數(shù)據(jù)實現(xiàn)3種語言及位置的變換。所需圖片資源在D:YooDao輔助資料文件夾中。 （1）語言切換1界面設計及功能實現(xiàn)，點擊灰色按鈕元件時，循環(huán)顯示3種不同語言的文字的變化，語言文字分別為“微笑”、“Smile”、“sourire”。語言切換1初始化界面如圖4.1所示。圖 4.1 點擊灰色按鈕元件，語言切換，界面如圖4.2所示。圖 4.2 再次點擊灰色按鈕元件，語言再次切換，界面如圖4.3所示。圖 4.3點擊彈出界面，彈出指示燈載體下的語言切換2界面，點擊該界面的紅色退出按鈕，關閉該窗口。界面如圖4.4所示。圖4.4 （2）指示燈載體下的語言切換2界面設計及功能實現(xiàn)，點擊開關按鈕，實現(xiàn)語言及燈狀態(tài)的變換。 點擊語言切換1界面的下一頁按鈕，切換到指示燈載體下的語言切換2界面，如圖4.5所示。圖 4.5 點擊開關按鈕， 中文“微笑”與英文“Smile”相互切換的同時，對應的指示燈狀態(tài)改變。狀態(tài)切換效果為：“微笑”紅燈暗“Smile”黃燈暗“微笑”紅燈亮“Smile”黃燈亮微笑”紅燈暗“Smile”黃燈亮“微笑”紅燈亮“Smile”黃燈暗，完成上述8個狀態(tài)切換后，自動停止。指示燈狀態(tài)切換的時間間隔為1秒。其中3個狀態(tài)的效果，“微笑”紅燈亮如圖4.6所示，“Smile”黃燈亮如圖4.7所示。自動停止界面如圖4.8所示。圖4.6圖4.7圖4.8 （3）PLC控制語言的切換界面的設計及功能實現(xiàn)，點擊開始按鈕，通過PLC給的數(shù)據(jù)，3中語言做語言和位置的切換。兩個數(shù)值元件顯示PLC端提供的數(shù)據(jù)。注意：結合4.1 PLC程序設計第（1）小題獲取PLC提供的數(shù)據(jù)。 點擊指示燈載體下的語言切換2界面的下一頁按鈕，切換到PLC控制語言的切換界面，如圖4.9所示。圖 4.9 點擊開始按鈕，通過PLC提供的4組數(shù)據(jù)，PLC提供每組狀態(tài)和位置數(shù)據(jù)的時間間隔為2秒。3種語言做語言和位置的切換。效果如圖5.0-5.3所示。圖5.0圖5.1圖5.2圖5.3 3.界面完成設計后，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）移動客戶端應用設計（9分） 將D:YooDaoAndroid目錄下“光照度的體現(xiàn)和控制中心上速度效果展示APP”項目的功能代碼完善，根據(jù)具體要求，完善展示各界面的效果（注：考生所有拍照的圖片按照圖一，圖二.往下命名，除了圖一拍至電腦上，其它都拍至列控中心或控制中心。圖片保存到D:提交資料任務四Android程序設計，拍照完畢以后請不要刪掉列空中心上的APP）。 具體的要求：（1）將 “光照度的體現(xiàn)和控制中心上速度效果展示APP” 項目導入eclipse中，拍照并且保存。 （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5.4的效果(左上角的Logo圖的名稱為logo2.png)：圖5.4并且在WelcomeActivity類里實現(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。（3）在package com.yoodao.train包中找到ChuanKouActivity類，ChuanKouActivity的界面，效果圖如下：圖5.5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，能夠?qū)崿F(xiàn)連接，在列控中心拍照并保存配置完以后的效果圖。 （4）點擊鏈接，跳轉(zhuǎn)到GuangZhaoQiangDUActivity界面 ，在package com.yoodao.train包中找GuangZhaoQiangDUActivity.java類，它對應的布局文件是activity_guang_zhao_qiang_du.xml。對布局文件activity_guang_zhao_qiang_du.xml根據(jù)圖5.6所示進行布局文件代碼編寫：圖5.6其中整體背景的顏色是#99CCFF，有四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，報警圖片是danale_cloud_new_bell.png，點擊“點擊報警”按鈕改變圖片是danale_cloud_icon_bell.png。在列空中心上拍照沒有輸入報警設定值和沒有點擊“點擊報警”按鈕的效果圖并保存。 （5）根據(jù)完成的activity_guang_zhao_qiang_du.xml布局，在GuangZhaoQiangDUActivity完善代碼實現(xiàn)以下效果： 1.在控制中心上點擊按鈕“發(fā)送車內(nèi)數(shù)據(jù)給列空中心”以后，列空中心上能夠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定值低于光照傳感器的光照度，兩張圖來回切換的動畫效果，動畫效果用安卓的幀動畫完成，高于不發(fā)生變化，并且回復靜態(tài)效果，拍照列空中心上的兩張效果圖并保存（注：動畫效果要拍與靜態(tài)不一樣的圖）。同樣點擊按鈕時打開通知，如果低于的話通知的內(nèi)容設置為“光照強度強”，高于的話通知的內(nèi)容設置為“光照強度低”，如圖5.7所示:圖5.7圖片的名稱logo.png，通知代碼用NotificationCompat來寫。拍照保存兩張效果圖。 3.點擊按鈕“跳轉(zhuǎn)頁面”實現(xiàn)跳轉(zhuǎn)。 （6）跳轉(zhuǎn)到TestLieKongAct