高職組-現(xiàn)代電氣控制系統(tǒng)安裝與調(diào)試賽項(xiàng)題庫-伺服灌裝機(jī)

1、201卿全國職業(yè)院校技能大賽現(xiàn)代電氣控制系統(tǒng)安裝與調(diào)試（總時間：240分鐘）工作任 務(wù)書.資料.資料.場次號 工位號注意事項(xiàng)一、本任務(wù)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(jìn)行任務(wù)書的更換。二、在完成工作任務(wù)的全過程中，嚴(yán)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(yàn)收規(guī)范（GB50254-96 ）驗(yàn)收。三、不得擅自更改設(shè)備已有器件位置和線路， 若現(xiàn)場設(shè)備安裝調(diào) 試有疑問，須經(jīng)設(shè)計(jì)人員（賽場評委）同意后方可修改。四、競賽過程中，參賽選手認(rèn)定競賽設(shè)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

2、次扣參賽隊(duì) 3 分；若因人為操作損壞器件，酌情扣 5-10分；后果嚴(yán)重者（如導(dǎo)致 PLC、變頻器、伺服等燒壞），本次競賽成績計(jì)0分。五、所編PLC、觸摸屏等程序必須保存到計(jì)算機(jī)的“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(zhǔn)。六、參賽選手在完成工作任務(wù)的過程中， 不得在任何地方標(biāo)注學(xué) 校名稱、選手姓名等信息。七、比賽結(jié)束后，參賽選手需要將任務(wù)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。.資料.請按要求在4個小時內(nèi)完成以下工作任務(wù)：一、按“伺服灌裝機(jī)系統(tǒng)控制要求”，設(shè)計(jì)電氣控制原理圖，制定 相應(yīng)的io分配表，并按圖完成器件選型計(jì)算、器件安裝、電路連接 （含主電路）

3、和相關(guān)元件參數(shù)設(shè)置。二、按“伺服灌裝機(jī)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(shè)備PLC及觸摸屏，并調(diào)試該電氣控制系統(tǒng)達(dá)到控制 要求。三、根據(jù)賽場設(shè)備上所提供的故障考核裝置， 參考T68鏈床/X62W 銃床電氣原理圖，排除機(jī)床電氣控制電路板上所設(shè)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(wù)請?jiān)?YL-158GA1型現(xiàn)代電氣控制系統(tǒng)安裝與調(diào)試 實(shí)訓(xùn)考核裝置上完成，該裝置的結(jié)構(gòu)介紹及使用方法請參考用戶說明 書。.資料.伺服灌裝機(jī)系統(tǒng)控制要求一、系統(tǒng)運(yùn)行說明在現(xiàn)代社會中，灌裝機(jī)廣泛應(yīng)用于食品、醫(yī)藥、日化等行業(yè)，灌 裝機(jī)產(chǎn)能水平的高低直接關(guān)系著產(chǎn)品的質(zhì)量和生產(chǎn)的

4、效率，要求伺服灌裝系統(tǒng)提供更高精度的、更高自動化程度的控制工藝，來不斷迎接 市場的挑戰(zhàn)！該系統(tǒng)由X軸跟隨伺服、Y軸灌裝步進(jìn)、主軸傳送帶、 正品檢測裝置、正品傳送帶和次品傳送帶等部分組成。圖1伺服灌裝機(jī)系統(tǒng)伺服灌裝機(jī)系統(tǒng)由以下電氣控制回路組成：X軸跟隨由伺服電機(jī)M1驅(qū)動，通過絲杠帶動滑塊來模擬灌裝平臺的左右移動【伺服電機(jī) M1參數(shù)設(shè)置如下：伺服電機(jī) M1旋轉(zhuǎn)一周需要4000個脈沖】。Y軸 灌裝噴嘴上下移動由步進(jìn)電機(jī) M2驅(qū)動【步進(jìn)電機(jī)M2參數(shù)設(shè)置如下： 步進(jìn)電機(jī)M2旋轉(zhuǎn)一周需要2000個脈沖】。主軸傳送帶由三相異步電 機(jī)M3驅(qū)動【M3由變頻器驅(qū)動，速度主要由模擬量 4-20mA給定， 可進(jìn)行正反

5、轉(zhuǎn)運(yùn)行，加速時間 0.5秒，減速時間0.5秒，正品傳送 帶由三相異步電機(jī) M4驅(qū)動【需要考慮過載】，次品傳送帶由三相異 步電機(jī)M5驅(qū)動【需要考慮過載】。正品檢測裝置檢測瓶裝液體灌裝是否合格，其體積0-500mL對.資料.應(yīng)模擬量DC 0-10V ,合格瓶裝液體凈含量大于450mL，小于450mL 為次品。SQ1到SQ2之間的距離為灌裝同步運(yùn)行期間，此距離與兩 空物料瓶之間的距離相等。電動機(jī)旋轉(zhuǎn)以“順時針旋轉(zhuǎn)為正向，逆時針旋轉(zhuǎn)為反向”為準(zhǔn)。二、控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求1、本系統(tǒng)使用三臺 PLC,網(wǎng)絡(luò)指定 QCPU/S7-300/S7-1500 為 主站，2 臺 FX3U/S7-200Smart/S7-1

6、200 為從站，分另U 以 CC_Link 或工業(yè)以太網(wǎng)的形式組網(wǎng)。2、MCGS觸摸屏應(yīng)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(jī)）。3、電機(jī)控制、I/O、HMI與PLC組合分配方案（其余自行定義）：、力殺電機(jī)二菱Q系列+FX3U系歹U方案西門子S7-300+S7-200Smart 方案西門子S7-1500+S7-1200 方案HMISB1 SB4 SA1Q00UCPUCPU314C-2PN/DPCPU 1511M4、M5、SA2HL1 HL6FX3U-48MRS7-20

7、0Smart6ES7288-1SR40-0AA0CPU 1212C6ES7212-1BE40-0XB0M1、M2、M3、SA3SQ1 SQ6FX3U-48MTS7-200Smart6ES7288-1ST30-0AA0CPU 1212C6ES7212-1AE40-0XB04、根據(jù)本控制要求設(shè)計(jì)電氣控制原理圖，根據(jù)所設(shè)計(jì)的電路圖連接電路，不允許借用機(jī)床考核單元電氣回路。 參照所給定的圖紙格.資料.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(biāo)準(zhǔn)圖紙上，在“設(shè)計(jì)”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(diǎn)以及主要的中間

8、繼電器和存儲器填入IO分配表中。5、本次工作任務(wù)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(shè)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)控制要求伺服灌裝機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)備具備兩種工作模式， 模式一：調(diào)試模式; 模式二：自動模式。設(shè)備上電后觸摸屏顯示歡迎界面，點(diǎn)擊界面任一 位置，觸摸屏即進(jìn)入啟動選擇畫面。1、啟動選擇畫面要求啟動選擇畫面（如圖2所示），選擇“調(diào)試模式”，彈出“用戶登 入”窗口（如圖3所示），用戶名下拉選“負(fù)責(zé)人”，輸入密碼“123” 方可進(jìn)入“調(diào)試模式界面”，密碼錯誤不能進(jìn)入畫面，調(diào)試完成后自 動返回啟動畫面（也

9、可在調(diào)試過程點(diǎn)擊按鈕返回）。選擇“自動模式”，彈出“用戶登入”窗口，用戶名下拉選“操作員”，輸入密碼“456”方可進(jìn)入“自動運(yùn)行模式”畫面，密碼錯誤不能進(jìn)入畫面。啟動選擇畫面 人機(jī)界面切換選擇進(jìn)入調(diào)試模式白動模式次則負(fù)責(zé)人曾琳 擒柞員皆陸圖2啟動選擇畫面圖3用戶登錄界面2、調(diào)試模式觸摸屏進(jìn)入調(diào)試畫面后，設(shè)備進(jìn)入調(diào)試模式后，觸摸屏出現(xiàn)調(diào)試 畫面，如圖4所示。通過點(diǎn)擊下拉框，隨意選擇需調(diào)試的電機(jī)，并且 當(dāng)前電機(jī)指示燈亮，按下SB1按鈕，選中的電機(jī)按下述要求進(jìn)行調(diào)試 運(yùn)行。沒有調(diào)試順序要求，每個電機(jī)調(diào)試完成后，對應(yīng)的指示燈熄滅。拿敬聯(lián)定區(qū)理隨韋機(jī)塔苣電機(jī)主軸傳送電機(jī)止品器逡里機(jī) 卷品傳送日才-詆回后

10、動黃搔界面圖4調(diào)試模式參考畫面(1) X軸跟隨伺服電機(jī)M1調(diào)試過程X軸跟隨伺服電機(jī)M1安裝在絲杠位置上，(滑塊模擬灌裝噴嘴) 安裝示意圖如圖6所示。初始狀態(tài)斷電手動調(diào)節(jié)回原點(diǎn) SQ3,按鈕 SB1實(shí)現(xiàn)正向點(diǎn)動運(yùn)轉(zhuǎn)功能，按鈕SB3實(shí)現(xiàn)反向點(diǎn)動運(yùn)轉(zhuǎn)功能；選擇 開關(guān)SA1指定2個速度選擇，SA1接通時速度要求為4mm/s , SA1 斷開時速度要求為12mm/s 。在按下SB1或SB2實(shí)現(xiàn)點(diǎn)動運(yùn)轉(zhuǎn)時，.資料.應(yīng)允許切換SA1,改變當(dāng)前運(yùn)轉(zhuǎn)速度。調(diào)試中按下SB2后，伺服電機(jī) 自動回原點(diǎn)SQ3, M1電機(jī)調(diào)試結(jié)束。M1電機(jī)調(diào)試過程中，HL1以 2Hz閃爍，停止時HL1常亮。觸摸屏上滑動條位置刻度與實(shí)物鋼

11、尺相同（單位：厘米） ，顯示 實(shí)物滑動塊當(dāng)前位置。5Q3滑臺圖5伺服電機(jī)安裝示意圖（2）灌裝步進(jìn)電機(jī)M2調(diào)試過程灌裝步進(jìn)電機(jī)M2不需要安裝在絲杠位置上。按下啟動按鈕SB1 后，步進(jìn)電機(jī)M2以30r/min的速度正轉(zhuǎn)5s-停2s-反轉(zhuǎn)5s-停2s的周 期一直運(yùn)行，按下停止按鈕 SB2,步進(jìn)電機(jī)M2停止。M2電機(jī)調(diào)試 過程中，HL2以亮2s滅1S的周期閃爍。（3）傳送帶電機(jī)M3 （變頻電機(jī)）調(diào)試過程按下SB1按鈕，M3電機(jī)以正轉(zhuǎn)15Hz （運(yùn)行3秒）-反轉(zhuǎn)20Hz （運(yùn)行2秒）-正轉(zhuǎn)15Hz （運(yùn)行3秒）-反轉(zhuǎn)20Hz （運(yùn)行2秒）的 周期一直運(yùn)行?！咀ⅲ篗3電機(jī)速度由PLC模擬量4-20mA給定

12、。】 整個過程中按下停止按鈕 SB2, M3電機(jī)停止。電機(jī)M3調(diào)試過程中， HL2以亮2s滅1S的周期閃爍。.資料.(4)正品傳送帶電機(jī)M4調(diào)試過程按下SB1按鈕，電機(jī)M4啟動，3秒后M4停止，2秒后又自動 啟動，按此周期反復(fù)運(yùn)行，可隨時按下SB2停止。電機(jī)M4調(diào)試過程 中，HL2以2.5Hz閃爍。(5)次品傳送帶電機(jī)M5調(diào)試過程按下啟動按鈕SB1后，延時5秒后次品傳送帶電機(jī) M5才啟動運(yùn) 行，按下停止按鈕SB2后，次品傳送帶電機(jī)M5延時3秒后才停止， 次品傳送帶電機(jī) M5調(diào)試結(jié)束。M5電機(jī)調(diào)試過程中，HL2以1Hz閃 爍。所有電機(jī)(M1M5)調(diào)試完成后將自動返回啟動選擇界面。在 未調(diào)試結(jié)束前

13、，單臺電機(jī)可以反復(fù)調(diào)試。調(diào)試過程不要切換選擇調(diào)試 電機(jī)。2、自動模式操作員登陸設(shè)備“進(jìn)入自動模式”，觸摸屏進(jìn)入自動模式畫面， 如圖7所示，觸摸屏畫面主要包含：自動切換進(jìn)入到自動運(yùn)行模式后， 觸摸屏隨即進(jìn)入自動運(yùn)行模式畫面，自動運(yùn)行模式畫面請參考圖6所 示，主要包含：各個電機(jī)的工作狀態(tài)指示燈、返回啟動選擇畫面按鈕、 設(shè)定主軸傳送帶速度、設(shè)定灌裝物料瓶個數(shù)、顯示跟隨軸速度、顯示 合格灌裝液體瓶數(shù)量、顯示不合格灌裝液體瓶數(shù)量等信息。.資料.圖6自動運(yùn)行模式參考畫面伺服灌裝機(jī)系統(tǒng)工藝流程與控制要求:（1）系統(tǒng)初始化狀態(tài)自動模式時初始狀態(tài)：開關(guān) SQ1SQ6常開、所有電機(jī)（M1M5）停止，SA2檢測有液

14、體。觸摸屏上主軸傳送帶速度設(shè)定范圍2.05.0mm/s（設(shè)定比例V=0.5*f）。自動運(yùn)行前手動將絲杠滑塊移動到SQ3位置（2）自動運(yùn)行過程色設(shè)定灌裝物料瓶個數(shù)和主軸傳送帶速度后， 按下自動模式啟動 按鈕SB3,設(shè)備運(yùn)行指示燈HL3閃爍（0.5Hz）,當(dāng)進(jìn)料傳感器SQ6 初始檢測到有空物料瓶進(jìn)入主軸傳送帶，則 HL3常亮。主軸傳送 帶電機(jī)M3正轉(zhuǎn)啟動，同時X軸跟隨伺服M1以2.5r/s的速度運(yùn) 行至SQ2處（SQ2-SQ1區(qū)間為同步區(qū)間），此時灌裝噴嘴追上空 物料瓶，然后灌裝噴嘴向下移動，即步進(jìn)電機(jī) M2以3r/s的速度 正轉(zhuǎn)3r停止，停止期間開始向物料瓶灌裝液體，HL4以2Hz頻率.資料.

15、閃爍，代表液體正在灌裝；當(dāng) M1電機(jī)運(yùn)行到SQ1位置時，灌裝 液體結(jié)束，HL4指示燈滅，主軸傳送帶電機(jī) M3停止，反轉(zhuǎn)3r后 停止，然后M1電機(jī)以3r/s的速度高速運(yùn)行至SQ2處，然后為下 一個空物料瓶灌裝液體，依上述流程循環(huán)運(yùn)行，直到需灌裝物料 瓶數(shù)數(shù)量為0, M1電機(jī)回到SQ3位置，系統(tǒng)停止（運(yùn)行期間可 增加需灌裝瓶數(shù)量），HL5常亮。M1電機(jī)在運(yùn)行至SQ2期間，正品檢測裝置開始檢測合格瓶裝 液體，并在觸摸屏上顯示合格和不合格數(shù)量。若瓶裝液體合格就 啟動正品傳送帶電機(jī)M4, M4運(yùn)行5s后停止；否則機(jī)械手抓到 次品傳送帶，次品傳送帶電機(jī) M5啟動運(yùn)行5s后停止。（3）停止操作系統(tǒng)自動運(yùn)行過程中，按下自動模式停止按鈕 SB4