高職組-現(xiàn)代電氣控制系統(tǒng)安裝與調試賽項題庫任務書01-混料罐

1、2016年全國高職院校技能大賽“現(xiàn)代電氣控制系統(tǒng)安裝與調試”賽項2016年全國職業(yè)院校技能大賽現(xiàn)代電氣控制系統(tǒng)安裝與調試（總時間：240分鐘）工作任務書 場次號 工位號 注意事項一、本任務書共11頁，如出現(xiàn)缺頁、字跡不清等問題，請及時向裁判示意，進行任務書的更換。二、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。三、不得擅自更改設備已有器件位置和線路，若現(xiàn)場設備安裝調試有疑問，須經(jīng)設計人員（賽場評委）同意后方可修改。四、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

2、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3分；若因人為操作損壞器件，酌情扣5-10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。五、所編PLC、觸摸屏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。六、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。七、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。請按要求在4個小時內完成以下工作任務：一、按“混料罐系統(tǒng)控制要求”，設計電氣控制原理圖，制定相應的IO分配表，并按圖完成器件選型計算、器件安裝、電路

3、連接（含主電路）和相關元件參數(shù)設置。二、按“混料罐系統(tǒng)控制要求”，編寫PLC程序及觸摸屏程序，完成后下載至設備PLC及觸摸屏，并調試該電氣控制系統(tǒng)達到控制要求。三、根據(jù)賽場設備上所提供的故障考核裝置，參考T68鏜床/X62W銑床電氣原理圖，排除機床電氣控制電路板上所設置的故障，使該電路能正常工作，同時完成維修工作票。本次工作任務請在YL-158GA1型現(xiàn)代電氣控制系統(tǒng)安裝與調試實訓考核裝置上完成，該裝置的結構介紹及使用方法請參考用戶說明書。混料罐系統(tǒng)控制要求一、系統(tǒng)運行說明在煉油、化工、制藥、水處理等行業(yè)中,將不同液體混合是必不可少的工序,而且這些行業(yè)中多為易燃易爆、有毒有腐蝕性的介質,不適合

4、人工現(xiàn)場操作。本混料罐系統(tǒng)借助PLC來控制混料罐,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、使用壽命和質量,減少了企業(yè)產(chǎn)品質量的波動。圖1 混料罐系統(tǒng)混料罐系統(tǒng)見圖1，該系統(tǒng)由以下電氣控制回路組成：進料泵1由電機M1驅動【M1為三相異步電機，只進行單向正轉運行】。進料泵2由電機M2驅動【M2為三相異步電動機由變頻器進行多段速控制,變頻器參數(shù)設置為第一段速為10Hz，第二段速為30Hz，第三段速為40Hz、第四段速為50Hz，加速時間1.2秒,減速時間0.5秒】。出料泵由電機M3驅動【M3為三相異步電機（帶速度繼電器），只進行單向正轉運行】?；炝媳糜呻姍CM4驅動【M4為雙

5、速電機，需要考慮過載、聯(lián)鎖保護】。液料罐中的液位由M5電機通過絲杠帶動滑塊來模擬【M5為伺服電機；伺服電機參數(shù)設置如下：伺服電機旋轉一周需要2000個脈沖】。二、控制系統(tǒng)設計要求1、本系統(tǒng)使用三臺PLC，網(wǎng)絡指定QCPU/S7-300/S7-1500為主站，2臺FX3U/S7-200Smart/S7-1200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）。3、電機控制、I/O、HMI與PLC組合分配方案（其余自

6、行定義）：方案電機三菱Q系列+FX3U系列方案西門子S7-300 +S7-200Smart方案西門子S7-1500 +S7-1200方案HMISB1SB5Q00UCPUCPU314C-2PN/DPCPU 1511M1、M3、M4HL1HL3FX3U-48MRS7-200Smart6ES7288-1SR40-0AA0CPU 1212C6ES7212-1BE40-0XB0M2、M5、編碼器SQ1SQ5FX3U-48MTS7-200Smart6ES7288-1ST30-0AA0CPU 1212C6ES7212-1AE40-0XB04、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

7、許借用機床考核單元電氣回路。參照所給定的圖紙格式把系統(tǒng)電氣原理圖以及各個PLC的I/O接線圖繪制在標準圖紙上，在“設計”欄中填入選手工位號，在“制圖”欄中填入PLC品牌型號。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點以及主要的中間繼電器和存儲器填入IO分配表中。5、本次工作任務中用到的主要器件（如各個PLC和變頻器）已安裝好，部分線路也已經(jīng)安裝好，選手不得擅自更改設備中已有器件的位置和線路。其余器件的安裝位置請自行定義。三、系統(tǒng)控制要求混料罐控制系統(tǒng)設備具備兩種工作模式，模式一：調試模式；模式二：混料模式。設備上電后觸摸屏顯示歡迎界面，點擊界面任一位置，觸摸屏即進入調試界面

8、，設備開始進入調試模式。1、調試模式觸摸屏進入調試畫面后，指示燈HL1、HL2以0.5Hz頻率閃爍點亮，等待電機調試。觸摸屏調試界面可以參考圖2進行制作：通過按下“選擇調試按鈕”，可依次選擇需要調試的電機M1M5，對應電機指示燈亮，HL1、HL2停止閃爍。按下調試啟動SB1按鈕，選中的電機將進行調試運行。每個電機調試完成后，對應的指示燈熄滅。圖2 調試模式參考畫面（1）進料泵1對應電機M1調試過程按下啟動按鈕SB1后，電機M1啟動運行，6秒后停止，電機M1調試結束。M1電機調試過程中，HL1長亮。（2）進料泵2對應電機（變頻電機）M2調試過程按下啟動按鈕SB1后，電機M2以10Hz啟動，再按下

9、SB1按鈕M2電動機30Hz運行，再按下SB1按鈕M2電動機40Hz運行，再按下SB1按鈕M2電動機50Hz運行，按下停止按鈕SB2，M2停止。M2電機調試過程中，HL1以亮2S滅1S的周期閃爍。（3）出料泵對應電機M3調試過程按下SB1按鈕，電機M3啟動，3秒后M3停止，再3秒后又自動啟動，按此周期反復運行，可隨時按下SB2停止。M3電機調試過程中，HL2長亮。（4）混料泵對應電機M4調試過程按下SB1按鈕， M4電動機以低速運行4秒后停止，再次按下啟動按鈕SB1后，高速運行6秒，電機M4調試結束。電機M4調試過程中，HL2以亮2S滅1S的周期閃爍。（5）液位模擬電機（伺服電機）M5調試過程

10、初始狀態(tài)斷電手動調節(jié)至高液位SQ1，按下SB1按鈕，電機M5正轉帶動滑塊以10mm/s（已知滑臺絲杠的螺距為4mm）的速度向左移動，當SQ2檢測到中液位信號時，停止旋轉，再次按下SB1按鈕，電機M5正轉帶動滑塊以8mm/s的速度向左移動，當SQ3檢測到低液位信號時，停止旋轉，至此電機M5調試結束。M5電機調試過程中，按下SB2，電機M5立即停止，再按下SB1，電機M5繼續(xù)行駛，另外，M5調試過程中HL1和HL2同時以2Hz閃爍。液位模擬電機M5結構示意圖如圖3所示。圖3 液位模擬電機結構示意圖所有電機（M1M5）調試完成后觸摸屏畫面將自動切換進入到混料模式。在未進入混料模式時，單臺電機可以反復

11、調試。2、混料模式自動切換進入到混料模式后，觸摸屏隨即進入混料模式畫面，混料模式畫面請參考圖4所示，主要包含：（1）各個泵的工作狀態(tài)指示；（2）液位檢測開關SQ1-SQ3的狀態(tài)指示燈；（3）畫面中的液位跟隨M5電機的實際運行位置（編碼器檢測）連續(xù)變化；（4）畫面中包含配方選擇開關S07，以及循環(huán)方式選擇開關S08；（5）畫面中包含系統(tǒng)已循環(huán)運行次數(shù)（停止或失電時都不會被清零）等信息。圖4 混料模式參考畫面混料模式時初始狀態(tài)：指示燈HL3開始以1Hz頻率閃爍，液位模擬電機M5所帶動的滑塊位于低位SQ3，混料模式啟動按鈕SB3、停止按鈕SB4、急停按鈕SB5全部位于初始狀態(tài)、所有電機（M1M5）停

12、止等。（1）開始混料之前，首先應對系統(tǒng)的循環(huán)方式以及配方進行選擇：循環(huán)方式選擇開關S08為0時，系統(tǒng)為連續(xù)循環(huán)模式，為1時，系統(tǒng)為單次循環(huán)模式；配方選擇開關S07為1時，選擇配方1，為0時，選擇配方2。（2）選擇配方1時：混料罐的工藝流程如下：按下SB3，進料泵M1打開，液位增加（M5電機以8mm/s速度右行）；當SQ2檢測到達中液位時，進料泵M2以40Hz運行，液位加速上升（M5電機以12mm/s速度右行），同時混料泵M4開始低速運行；當SQ1檢測到達高液位時，進料泵M1、M2均關閉，液位不再上升（M5停止），同時混料泵M4開始高速運行，持續(xù)5s后M4停止；此時開始檢測液體溫度（溫度控制器+

13、熱電阻Pt100），溫度超過30時，出料泵M3開始運行，液位開始下降（M5電機以20mm/s速度左行）；當SQ3檢測到達低液位時，M3停止，液位不再下降（M5停止）。至此，混料罐完成一個周期的運行。整個混料過程中，HL3長亮。（3）選擇配方2時：混料罐的工藝流程如下：按下SB3，進料泵M1打開，進料泵M2以10Hz運行，液位增加（M5電機以10mm/s速度右行）；當SQ2檢測到達中液位時，進料泵M1關閉，進料泵M2以30Hz運行，液位繼續(xù)上升（M5電機以8mm/s速度右行），同時混料泵M4開始低速運行；當SQ1檢測到達高液位時，進料泵M2關閉，液位不再上升（M5停止），同時混料泵M4開始高速運行，持續(xù)5s后，出料泵M3開始運行，液位開始下降（M5電機以10mm/s速度左行），當SQ2檢測到達中液位時，混料泵M4停止；當SQ3檢測到達低液位時，M3停止，液位不再下降（M5停止）。至此，混料罐完成一個周期的運行，整個混料過程中，HL3長亮。（4）若混料罐為單次循環(huán)模式，則每完成一個周期，混料罐自動停止，同時指示燈HL3以1Hz頻率閃爍；若混料罐為連續(xù)循環(huán)模式，則混料罐將連續(xù)作3次循環(huán)后自動停止，期間按急停按鈕SB5,混料罐立即停止；直至SB5恢復，再次按下啟動按鈕SB3，混料罐繼續(xù)運行；期間按停止按鈕SB4，則混料罐完成當前循環(huán)后才能停止。（5）加工模式結