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1、2016年全国职业院校技能大赛现代电气控制系统安装与调试总时间:240分钟须知事项一、本任务书共11页,如出现缺页、字迹不清等问题,请与时向裁判示意,进展任务书的更换。二、在完成工作任务的全过程中,严格遵守电气安装和电气维修的安全操作规程。电气安装中,低压电器安装按电气装置安装工程低压电器施工与验收规XGB50254-96验收。三、不得擅自更改设备已有器件位置和线路,假如现场设备安装调试有疑问,须经设计人员赛场评委同意后方可修改。四、竞赛过程中,参赛选手认定竞赛设备的器件有故障,可提出更换,器件经现场裁判测定完好属参赛选手误判时,每次扣参赛队3分;假如因人为操作损坏器件,酌情扣5-10分;后果
2、严重者如导致PLC、变频器、伺服等烧坏,本次竞赛成绩计0分。五、所编PLC、触摸屏等程序必须保存到计算机的“D: 场次号-工位号文件夹下,场次号和工位号以现场抽签为准。六、参赛选手在完成工作任务的过程中,不得在任何地方标注学校名称、选手某某等信息。七、比赛完毕后,参赛选手需要将任务书以与现场发放的图纸、资料、草稿纸等材料一并上交,不得带离考场。请按要求在4个小时内完成以下工作任务:一、按“定长切料系统控制要求,设计电气控制原理图,制定相应的IO分配表,并按图完成器件选型计算、器件安装、电路连接含主电路和相关元件参数设置。二、按“定长切料系统控制要求,编写PLC程序与触摸屏程序,完成后下载至设备
3、PLC与触摸屏,并调试该电气控制系统达到控制要求。三、根据赛场设备上所提供的故障考核装置,参考T68镗床/X62W铣床电气原理图,排除机床电气控制电路板上所设置的故障,使该电路能正常工作,同时完成维修工作票。本次工作任务请在YL-158GA1型现代电气控制系统安装与调试实训考核装置上完成,该装置的结构介绍与使用方法请参考用户说明书。定长切料系统控制要求一、系统运行说明定长切料机的结构与组成如图1所示,包括底座、工作滑台、工料、切断气缸、进料滚轮、滑台电动机、编码器、切断压板、压紧气缸、锯片、次品分拣汽缸、次品推板和正品传送带等,工料检测传感器。定长切料系统主要由以下电气控制回路组成,进料电动机
4、M1【M1f,进料速度需要从触摸屏设定,加速时间1秒,减速时间0.5秒,】。滑台由电机M2驱动【M2为伺服电机,伺服电机参数设置如下:伺服电机旋转一周需要1600个脉冲】。锯片电动机由M3控制【M3为双速电机,要求能进展高、低速运行,需要考虑过载、联锁保护】。正品传送带由电机M4控制【M4为三相异步电机不带速度继电器,只进展单向正转运行】。切断气缸4、压紧气缸9、次品分拣汽缸11分别由数字量输出点控制,置位如此推出,复位如此返回气缸的置位复位状态由触摸屏显示。系统输入应包含以下各点:滑台电动机M2初始位置检测传感器SQ2、左右限位软限位保护传感器SQ3和SQ1、左右极限位硬限位、直接接到伺服驱
5、动器上保护传感器SQ5和SQ4,编码器双相计数,启动按钮SB1、停止按钮SB2和急停按钮SB3。工料检测传感器由SA1模拟,切断压板的初始位置和终点位置检测传感器SQ11、SQ12,分拣推板12起始位置、终点位置检测传感器SQ13、SQ14, 锯片气缸原位检测传感器SQ15。注:SQ11SQ15的状态由触摸屏显示。电动机旋转以“顺时针旋转为正向,逆时针旋转为反向为准。二、控制系统设计要求1、本系统使用三台PLC,网络指定QCPU/S7-300/S7-1500为主站,2台FX3U/S7-200Smart/S7-1200为从站,分别以CC_Link或工业以太网的形式组网。2、MCGS触摸屏应连接到
6、系统中主站PLC上三菱系统中触摸屏连接到QPLC的RS232端口;西门子系统中触摸屏连接到S7-300/S7-1500的以太网端口,不允许连接到交换机。3、电机控制、I/O、HMI与PLC组合分配方案其余自行定义:方案电机三菱Q系列+FX3U系列方案西门子S7-300 +S7-200Smart方案西门子S7-1500 +S7-1200方案HMISB1SB3、SA1Q00UCPUCPU314C-2PN/DPCPU 1511M3、M4HL1HL4FX3U-48MRS7-200Smart6ES7288-1SR40-0AA0CPU 1212C6ES7212-1BE40-0XB0M1、M2、编码器SQ1
7、SQ3FX3U-48MTS7-200Smart6ES7288-1ST30-0AA0CPU 1212C6ES7212-1AE40-0XB04、根据本控制要求设计电气控制原理图,根据所设计的电路图连接电路,不允许借用机床考核单元电气回路。参照所给定的图纸格式把系统电气原理图以与各个PLC的I/O接线图绘制在标准图纸上,在“设计栏中填入选手工位号,在“制图栏中填入PLC品牌型号。参照所给定的IO分配表格式,将编程中所用到的各个PLC的IO点以与主要的中间继电器和存储器填入IO分配表中。5、本次工作任务中用到的主要器件如各个PLC和变频器已安装好,局部线路也已经安装好,选手不得擅自更改设备中已有器件的
8、位置和线路。其余器件的安装位置请自行定义。三、系统控制要求定长切料系统设备具备两种工作模式,模式一:调试模式;模式二:切料模式。设备上电后触摸屏显示欢迎界面,点击界面任一位置,触摸屏即进入调试界面,设备开始进入调试模式。1、调试模式触摸屏的调试界面请参考图2。触摸屏进入调试画面后,指示灯HL1、HL2以0.5Hz频率闪烁点亮,等待电机调试。触摸屏调试界面可以参考图进展制作:通过按下“选择调试按钮,可依次选择需要调试的电机M1M4,对应电机指示灯亮,触摸屏提示信息变化为“电机调试为当前调试电机的名称,HL1、HL2停止闪烁。按下调试启动SB1按钮,选中的电机将进展调试运行。每个电机调试完成后,对
9、应的指示灯消失。图2 调试模式画面1进料电动机M1调试过程按一下SB1按钮,M1电动机以15Hz启动,再按下SB1按钮,M1电动机30Hz启动,以此方式操作,可调试M1电动机分别在15Hz,30Hz,40Hz的频率下启动,并不断循环,按下停止按钮SB2,M1停止。M1电动机在运行时,HL1灯长亮。2滑台电动机M2调试过程初始状态断电手动调节回原点SQ2,按下SB1按钮,M2以8mm/s滑台丝杠的螺距为4mm的速度带动滑块向左移动,当SQ3检测到信号时,M2停止旋转,停2秒后, M2以12mm/s的速度反转带动滑块右移,当SQ1检测到信号时,停止旋转,停2秒后,又以8mm/s的速度向左移动至原点
10、SQ2后,电机M2停止,至此电机M2调试完毕。M2电机调试过程中,HL1以2Hz闪烁。图3 滑台电动机结构示意图3锯片电动机M3调试过程按下SB1按钮,电机M3以3秒间隔进展低速-高速-停止-低速-高速-停止-.状态循环切换,电机M3在低速运行时, HL2以2Hz闪烁点亮,M3在高速运行时,HL2长亮,M3停止时,HL2熄灭。按下停止按钮SB2,M3停止,HL2灭。4正品传送带电动机M4调试过程按下SB1按钮,电机M4启动,3秒后M4停止,再3秒后又自动启动,按此周期反复运行,可随时按下SB2停止。M4电机调试过程中,HL1和HL2同时以2Hz闪烁。所有电机M1M4调试完成后触摸屏画面将自动切
11、换进入到定长切料模式。在未进入定长切料模式时,单台电机可以反复调试。2、定长切料模式自动切换进入到切断分拣模式后,触摸屏自动进入切断分拣模式画面,出现“切断分拣模式字样,画面自行设计,触摸屏画面要求:有各个电机、气缸、位置传感器的标识符号与工作状态指示灯;滑台当前位置由编码器测定;设置预设值参数对话框设置进料速度、切料长度、工料类型选择,误差值等。切断分拣模式画面参考图4.图4 画面设计切料机启动前,首先需要在触摸屏上选择工料种类、设定进料速度v4.0v6.0,单位mm/s和切料长度L120L160,单位mm。当选择不同的工料时,各个气缸的运行时间不同:选择工料一时,夹紧气缸的加紧时间和缩回时
12、间分别为3s,切断气缸的切断时间为4s、缩回时间为1s;选择工料二时,夹紧气缸的夹紧时间和缩回时间分别为2s,切断气缸的切断时间为5s、缩回时间为1s;切断分拣工艺流程与控制要求:1系统初始化状态滑台电动机M2、切断压板8、分拣推板12均位于初始位置位于初始位置,锯片10在原位。2定长切断分拣工作流程 触摸屏设定完成后,系统位于初始化状态,按下启动按钮SB1,进料电机M1启动,工件连续挤出;当工料检测传感器SA1检测到有物料时,t1开始计时;当t1=L/v 时,即工料已达到切料长度,滑台电动机M2立即启动,带动滑台向右跟随工料同步运行,同时压紧气缸开始伸出将工料压紧,锯片电动机M3带动锯片开始
13、低速旋转压紧气缸与锯片均固定在滑台上;当工料压紧后,锯片电动机开始高速旋转,并且锯片气缸伸出开始切料;工料被切断后,夹紧气缸缩回,锯片气缸开始缩回,同时判断同步误差误差由触摸屏给定,假如误差值小于5,如此说明所切的工料长度符合要求,如此启动正品传送带电机,5s后将正品工料运出,否如此如此说明所切料不符合要求,如此启动次品分拣气缸将次品推出侧面气缸的推出和缩回各需要2s;当夹紧气缸和锯片气缸缩回到位后,锯片电动机停止,滑台电动机带动滑台快速10mm/s向左回到原点SQ1,同时编码器复位。至此一次切料完成。等待工料再次达到切料长度,滑台再次同步向右运行完成下一次切料、分拣等。直到工料检测传感器检测
14、不到物料,整个切料机系统停止。3停止操作a) 按下停止按钮SB2,系统完成一个动作周期后滑台电动机M2回到初始位置停止运行。b) 系统发生急停事件按下急停按钮时(SA2被切断),系统立即停止。急停恢复后SA2被接通,再次按下SB1,系统自动从之前状态启动运行。4系统状态显示 系统运行时绿灯HL4亮, 系统停止时红灯HL3亮,系统发生急停、故障时红灯HL3闪周期为1秒。3、非正常情况处理在切料模式下,当电机M2出现越程,如此在触摸屏自动弹出报警画面。其中,左限位SQ3有信号时,M2不能左行,报警画面显示“设备到达左限位,请向右行;SQ1有信号时,M2不能右行,报警画面显示“设备到达右限位,请向左行。