2023高职16 工业网络智能控制与维护8（教师赛）（赛项赛题）.docx

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1、全国职业院校技能大赛竞赛任务书赛题八赛项名称：工业网络智能控制与维护英文名称：Intelligent Control and Maintenanceof Industrial Networks赛项组别：高等职业教育（教师赛）赛项编号： GZ016点SQ2后，滑台停止。（5）选择锯片时，按下SB1按钮，锯片电机以3秒间隔进行 低速-高速-停止-低速-高速-停止-，状态循环切换，锯片电机在低 速运行时，HL2以2Hz闪烁点亮，锯片电机在高速运行时，HL2长 亮，锯片电机停止时，HL2熄灭。按下停止按钮SB2,锯片电机停 止，HL2灭。任务4：分拣模块调试选择单机调试模式，选择分拣模块调试。按下SB

2、1按钮，分拣电机启动，3秒后分拣电机停止，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。分拣模 块调试过程中，HL1和HL2同时以2Hz闪烁。任务5：系统联调系统启动后通过触摸屏在MES系统中下达生产任务时，系统 进入自动生产循环运行状态。在该状态下，选择“自动运行”选项, 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 的标识符号及工作状态指示灯；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）。切料机启动前，首先需要在触摸屏上选择工料种类、设定进料

3、 速度v （4.0v6.0,单位mm/s）和切料长度L （120L160,单位 mm) o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间分别为3s,切断气缸的切断时 间为4s、缩回时间为Is；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Ml启动，工件连续挤出。当工料检测传感器

4、SA1检测到有物料时，tl开始计时。当tl=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），若误差值小于5,则说 明所切的工料长度符合要求，则启动正品传送带电机，5s后将正品 工料运出，否则则说明所切料不符合要求，则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

5、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 不到物料，整个切料机系统停止。任务6：可视化系统调试在调试状态下，选择“可视化”选项，系统能够在自动运行情 况下，实现整个系统运行状态图和相关数据显示。任务7：故障诊断调试模拟故障调试在切料模式下，当电机M2出现越程，则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

6、到达右限位，请向左行”。综合任务：职业素养考查选手操作过程中的团队协作与质量控制意识、工程思维与 工匠精神等，具体包括安全规范；设施设备、工具仪器使用情况； 卫生清洁情况；穿戴是否规范；工作纪律，文明礼貌等。在任务施工过程中能正确选择设备，安全可靠地使用工具，设 备安装稳固、部件均匀排布、行列对齐、间距相等、整齐美观；布 线合理、所有线都装入线槽。施工完成后需对地板卫生进行打扫、 对桌面进行整理、对工具设备进行还原等等。由现场裁判进行过程 记录、现场评分、选手确认。2023年全国职业院校技能大赛高职组“工业网络智能控制与维护”赛项（教师赛）赛题八选手须知：1 .任系书共13页,如出现任务书缺页

7、、字迹不清等问题，请 及时向裁判申请更换任务书。2 .参赛队应在小时内完成任务书规定内容。3 .竞赛过程配有两台编程计算机，参考资料（使用手册、使用 说明书、IO变量表）以.pdf格式放置在“E:参考资料”文件夹下。4 .选手在竞赛过程中创建的程序文件必须存储至D:赛位号”文 件夹下，未存储到指定位置的运行记录或程序文件均不予给分。5 .选手提交的试卷不得出现学校、姓名等与身份有关的信息， 否则成绩无效。6 .每一个任务的初始状态和具体测试要求根据评判要求在开赛 时、任务评分前或任务评分时给定。赛位号：第 号7 .在完成任务过程中，请及时保存程序及数据。竞赛场次：第 场基于工业网络控制的物料自

8、动定长切割生产线一、平台概述本比赛项目需通过物理平台达成考察目标，平台为一条基于工 业网络控制的物料自动定长切割生产线。整个产线系统由四部分构 成：工业控制网络、现场工作站、控制系统单元和感知执行单元， 每个部分均配有通信系统接口，组网实现整个生产线的互联互通。 现场感知执行单元配有人机交互模块（触摸屏），并应配有通信接 口（如CCLINK.以太网、MODBUS等）保证系统安全和产品信 息溯源，产线系统包括用于工艺设计的工业网络控制架构设计系 统、工业网络仿真软件和生产管理监控系统（人机界面）。控制系统单元集成包括PLC、变频器、伺服控制器、继电器等 电气部件；感知执行单元包括各种传感器、执行

9、部件、现场触摸控 制屏和显示屏等，集成于一个平台上，用于模仿产线车间现实环境。 各类传感器用于感知监测物理量的状态，为系统决策与执行提供信 息；各执行部件执行系统的控制命令，完成既定的动作，包括的工 序模块有：送料（送料模块采用履带传送方式）、固定、切割、同 步误差检测与分拣等；现场触摸控制屏是现场控制重要组成部分， 用于方便操作人员输入控制参量、控制现场执行部件完成各种动 作；显示屏是用于显示整个生产车间（产线）的各个环节实时状态。工业网络控制架构软件系统用于根据任务设计网络控制切料 产线，并能用工业网络控制仿真软件进行仿真和验证；生产管理监 第3页共13页控系统(人机界面)用于根据生产线任

10、务制定相关必要的信息要素, 并自动记录相关数据，比如操作者、加工任务、原料、成品等等信 息。二、任务要求(1)根据任务书功能要求进行系统方案设计，完成后填写设 备选型设计表，同时编写技术论证报告，保存到“D:赛位号”。(2)根据系统方案设计完成器件的选型、安装、电气线路连 接并进行参数配置和测试。施工过程应符合相关电气施工规范的国 家和行业标准。(3)根据任务要求操作虚拟仿真编程软件，对各个部件进行 搭建，并按照工艺流程，将各部件进行联机运行。(4)根据任务要求编写PLC、触摸屏等程序完成下载至PLC、 触摸屏并进行调试使其实现并达到任务要求。(5)根据任务要求，通过MES系统下达任务指令完成

11、任务内 容。(6)根据系统报警或故障信息，检测到故障出处，并按规范 排除故障使其恢复正常等等。三、竞赛内容模块一：工业网络智能控制与维护系统工业网络设计任务1：系统方案设计根据任务需求设计系统方案，填写设计方案要素表，包括主要元件的选型、功能描述和位置布局，完成后填写设备选型设计表。表1系统元器件选型设计表序号设备名称选用型号功能描述位置布局任务2：绘制拓扑图(1)采用工业网络控制设计软件进行绘制，包括根据设计方 案中确定的设备进行选型、组网，完成虚拟系统的搭建。(2)使用网络拓扑图设计软件设计整个网络架构拓扑图，完 成智能生产系统的边缘层，包括设备层、控制层、数据接入层)， 应用层、网络层的

12、绘制。同时，在网络拓扑图中标注各设备之间所 采用的工业网络通讯总线，不同工业网络通讯总线采用不同颜色线 条标注。并将绘制的文件保存。任务3：配置IP地址表根据系统网络结构，对远程服务器，工作站运维计算机，数据 管理网络中主控PLC、触摸屏，生产线PLC、伺服驱动器、扫码器 和搬移机械装置等网络设备IP地址进行规划和分配。表2系统IP地址分配表序号设备名称IP地址12345678910任务4：系统方案的可行性分析及评价要求：根据项目背景和上述元器件选型、网络架构等技术方案, 从项目的可行性、技术性等维度进行分析，编写技术论证报告，保 存到“D:赛位号”。报告以文字、图片的形式呈现，报告应包含以

13、下内容，编写格式规范：(1)工业网络智能控制系统的组网方式简要说明；(2)数据传输与可视化运维方案；(3)工业网络可实施性论证。任务5：物理系统的安装和组网(1)设备安装根据设计方案和仿真结果进行部件或设备选型，如根据检 测物理量选择相应传感器；根据要求的气动上料要求，选择合适的 气动执行设备；根据皮带传输功能要求，选择相应的电机；根据任 务书中的要求视觉检测，选择满足需求的视觉检测设备，等等，并 将这些设备安装固定，要求符合相关电气施工规范的国家和行业标 准。(2)系统组网将相关设备采用对应的通信接口和线缆进行连接，完成系统组 网，如触摸屏与PLC1采用以太网通信接口进行连接；PLCI. P

14、LC2 和PLC3与信息采集单元模拟量输出端、数字输出端、电机部件之 间，制作相应的连接线缆进行连接组网；同时，完成总线的通讯电 第6页共13页路连接。安装过程中，元部件、设备安装，线缆表示和固定、线段 压线等均符合工业电气相关电气施工规范的国家和行业标准。任务6:网络参数配置和测试根据任务书要求和设计中的要求，需要完成相关网络系统参数 设定，并填写相应参数，使系统能进行网络通讯测试，要求：(1)触摸屏采用对应的通信接口与PLC连接，使用对应的通 信协议通信，并填写“系统IP地址分配表”表格；使用“对应的 通信协议”将感知设备总线连接至计算机对应通信协议口。根据“通 讯参数设定表”，检测设备的

15、连通完好性，并保存测试结果。(2) PLC之间通信可采用对应通信协议智能输入输出方式， 根据设计中的要求对相关设备设定系统参数，并填写“通讯参数设 定表”，使用相关通用性软件(设备厂商提供)将组态界面的“网 络视图”界面和“操作模式-智能设备通信”界面保存。(3) PLC与远程IO模块1、远程IO模块2、RFID网管控制、 伺服驱动等设备部件之间采用对应通信协议的通讯方式，但要实现 与远程10模块2之间通讯，需对应通信协议划分主站模块和从站 模块，并进行设备组态，设置相关属性参数。任务7：网络控制虚拟系统仿真设计与调试(1)虚拟系统仿真设计采用虚拟仿真编程软件，并对各个模 块进行编程，其中包括

16、根据功能进行对象、信号定义，并将信号映 射到PLC中；编写PLC程序将信号映射到仿真软件中，完成相关 设备的自动运行；编写PLC和触摸屏程序，实现在触摸屏中下发数 据到PLC,实现相关设备模拟自动运行等等。同时还要求：打开设备模型库，调用与实物机构相同的设备模型；将调用的设备设置在安装位置，与设计方案中布局图安装位 置相同；设置各设备仿真模型的属性，并进行输入输出10点关联， 虚拟关联应对应实际PLC等设备的输入输出连接点。(2)虚拟系统仿真调试在虚拟仿真编程开发环境中完成，要 求：设置虚拟仿真编程开发环境的可编程控制器模拟软件通讯 参数；通过通信参数设置控制相关设备，实现设备模型动作完成，

17、虚拟设备模型动作应与实际设备的动作一致；控制虚拟部件模型运动到指定位置，虚拟传感器模型能够正 确检测并输出信号给可编程控制器模拟软件；在仿真系统中，按照工艺流程，将各部件进行联机运行。模块二：工业网络智能控制与维护系统调试人机交互界面上设有运行和调试选项，调试选项包括各工序选 项，如进料、固定、切割与分拣，还包括可视化单元、工业网络和 系统联调选项。每一个子选项根据环节设置子项调试项目，如切料 工序，包括物料进料和传送至检测分拣位置，这两个部分均要能够 单独手动调试，在每一个环节可设置相关参数。联调应该在各个单 元完成后进行。在每项任务调试前，需要编写PLC和触摸屏程序(可在仿真程 序的基础上

18、修改)，通过操作触摸屏控制自动进料单元、安装单元、 检测分拣单元和搬移单元的手动和自动运行。任务1:网络系统调试(1)网络设备上电后，判定各设备指示器是否正常；(2)编写PLC、触摸屏等相关程序进行信号联通性测试。任务2：进料模块调试系统手动调试。按一下SB1按钮，Ml电动机以15Hz启动， 再按下SB1按钮，Ml电动机30Hz启动，以此方式操作，可调试 Ml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, Ml停止。Ml电动机在运行时，HL1灯长亮。任务3：切割模块调试(1)选择单机调试模式，选择切割模块调试。(2)切割单元分为模拟滑台和锯片。滑台会带动锯片在产线 中移动，以便完成不同的需求，该单元调试过程中，HL1以2Hz闪 烁。(3)通过触摸屏手动选择要调试的机构。(4)选择滑台时，初始状态断电手动调节回原点SQ2,按下 SB1按钮，滑台带动锯片以8mm/s (已知滑台丝杠的螺距为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