职业技能大赛：现代电气控制系统安装与调试赛项样题高职组任务9自动打孔攻丝系统.docx

《职业技能大赛：现代电气控制系统安装与调试赛项样题高职组任务9自动打孔攻丝系统.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《职业技能大赛：现代电气控制系统安装与调试赛项样题高职组任务9自动打孔攻丝系统.docx（23页珍藏版）》请在第一文库网上搜索。

1、工位号:装IChinaSkiIIs2023和工西省职业院校技能大赛高职组现代电气控制系统安装与调试赛项工作任务书（样题）高职组现代电气控制系统安装与调试赛项专家组中国江西202312注意事项一、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及验收规范（GB50254-96）验收。二、不得擅自更改设备已有器件位置和线路，若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。三、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1分；若因人为操作损坏器

2、件，扣5分；后果严重者（如导致P1C、变频器、伺服等烧坏），本次竞赛成绩计O分。四、所编P1C、触摸屏、PPT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。五、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、选手姓名等信息。六、比赛结束后，参赛选手需要将任务书以及现场发放的图纸、资料、草稿纸等材料一并上交，不得带离考场。请按要求在10个小时内完成以下工作任务：一、按“自动打孔攻丝系统”，使用智能化电气设计软件，设计控制系统主电路、控制电路（含伺服、步进、变频器）、P1C控制电路；将设计完成的内容导出PDF格式并保存到硬盘指定位置和优盘中，比赛

3、开始两个小时后提交。二、按设计图完成元件选型计算、元件安装、电路连接（含主电路）和相关元件参数设置。三、按“自动打孔攻丝系统”，编写P1C程序及触摸屏程序，完成后下载至设备P1C及触摸屏，并调试该电气控制系统达到控制要求。四、根据给定的电气设备原理图及故障检测要求，检测出该电气设备电路板上的故障，并按要求在其电路图纸的相应位置上标注故障类型符号。五、使用三维场景搭建软件进行工业场景的搭建，完成搭建后的场景能够完整的展示“自动打孔攻丝系统”结构。六、按“自动打孔攻丝系统”编写PPT,内容包含设计思路，调试流程，并能独立讲解，时间为5分钟。PPT文件必须保存到计算机的“D：工位号”文件夹下，工位号

4、以现场抽签为准。自动打孔攻丝系统一、自动打孔攻丝系统运行说明在工件螺纹孔加工过程中，由于手动定位精度差，容易造成螺纹孔定位出现偏差，同时由于打孔与攻丝需要分为两个工序进行加工，两个工序手动定位中心重复性很差，经常造成螺纹孔内部螺纹深度不均的情况。很大程度上影响了工件加工以及装配质量。本系统设计借助P1C来控制待加工工件移动以及打孔工序、倒角工序和攻丝工序的工作。对提高企业生产和管理自动化水平有很大的帮助，同时又提高了生产效率、使用寿命和质量,减少了企业产品质量的波动。自动打孔攻丝系统的结构及组成如图1所示，滑台平移电机、加工滑台升降电机、钻孔电机、倒角电机、攻丝电机、顶料气缸、推料阀、出料仓、

5、吹渣电机等。I-滑台平移电机2-工件固定平台3-工件固定位置4-工件到位传感器5-加工滑台6-钻孔电机7-倒角电机8-攻丝电机9-加工滑台升降电机10-顶料气缸I1-出料仓12砍渣机图1自动打孔攻丝系统由图1可知，自动打孔攻丝系统整体由三部分组成，分别为待加工工件的固定与平移部分，打孔、倒角以及攻丝工序组成的加工部分和完成加工后对加工工件产生料渣的清理系统部分。系统自动运行过程如下：首先将工件置于工件紧固区域，并将工件向后用力压下，位于工件安装区域后方的压力传感器（TIoV电压模拟量输入）感应值达到要求后，工件夹紧电磁阀动作，工件处于夹紧状态。工件夹紧后，工件平移滑台带动工件前往钻孔工位，到达

6、钻孔工位位置后，加工滑台（加工滑台同时安装有钻孔装置、倒角装置以及攻丝机，三个加工装置间距固定；加工滑台水平位置固定，仅作上下竖直运动）带动钻孔电机向下移动进行钻孔作业；完成钻孔作业后,工件平移滑台带动工件继续前行至倒角工位，加工滑台带动倒角装置对之前钻孔作业得到的孔上端面进行倒角作业；倒角作业完成后，工件平移滑台带动工件继续前行至攻丝工位，加工滑台带动攻丝机对前工序加工过的深孔进行攻丝作业。全部加工工序完成后，工件平移滑台带动工件继续前行至出料口，到达出料位置后，夹紧电磁阀松开，推料气缸动作将加工完毕的工件从出料口推出。工件被推出后，工件平移滑台返回原点，在返回过程中，吹渣气泵电动机运行，将

7、加工过程中产生的料渣吹至下方废料槽中。当工件推送至出料仓后，称重工件重量（420mA电流模拟量输入）并根据规则提示取走货物。自动打孔攻丝系统由以下电气控制回路组成：1 .工件平移滑台由平移电机M1驱动【M1为步进电机带动丝杠运行，已知直线导轨的螺距为4mm,并使用旋转编码器对滑台位置进行检测步进电机参数设置如下：步进电机旋转一周需要2000个脉冲】。2 .加工滑台由加工电机M2驱动【M2为伺服电机，伺服电机参数设置为：需要考虑伺服电机减速比为31:18伺服电机旋转一周需要脉冲自行定义，螺距8mm】o3 .钻孔机由钻孔电机M3驱动【M3为双速电机】。4 .倒角机由倒角电机M4驱动【M4为三相异步

8、电动机，只进行单向正转】。5 .攻丝机由攻丝电机M5驱动【M5为三相异步电动机（带速度继电器）由变频器进行无级调速控制；钻孔过程中变频器输出频率与工件打孔直径对应关系如下：未接触工件时，电机按照额定功率运行，钻头与工件接触后钻孔时的转速S=IOOoXV（HXD）,V：钻孔速度取值25mmin,D为工件钻孔直径（取值为IOnImWD25mm之间）由HM1输入，变频器输出频率根据电机参数以及工件直径自行计算,加速时间1.2s、减速时间0.5s】。6 .吹渣机由气泵电机M6驱动【M6电机为三相异步电动机，只进行单向正转】。工件紧固区域所安装的压力传感器用来感应工件放置位置是否夹紧到位，（有效量程为0

9、8Kgf,用控制柜正面的模拟量O1OV模拟，精度保留一位小数）。出料仓所安装的称重传感器用来测量每个工件重量，工件一般在2530Kg之间（用控制柜正面的模拟量420mA模拟转换为030Kg,精度保留一位小数）。工件平移滑台的初始位置以及出料位置由两个位置预置点确定（SQ1与SQ2,SQ1安装于传感器安装位置的最左侧，SQ2安装于传感器安装位置的最右侧）。面向电动机旋转时以“顺时针旋转为正向，逆时针旋转为反向”为准。二、控制系统安装方案要求1本系统使用三台P1C、一台变频器，网络指定QCPU使7-300S7-1500为主站，2台FX3US7-200Smart/S7-1200及变频器为从站，分别以

10、CC_1ink或工业以太网的形式组网。2 .MCGS触摸屏应连接到系统中主站P1C上（三菱系统中触摸屏连接到QP1C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、HM1与P1C组合分配方案（其余自行定义）：电J三菱Q系列+FX3U系列方案西门子S7-300+S7-200Smart方案西门子S7-1500+ST-1200方案HMI.SBISB4SA1QOOUCPUCPU314C-2PN/DPCPU1511M3、M4、M6H11、H12、H14FX3U-32MRS7-200Smart6ES7288-1SR40-0AA

11、0CPU1212C6ES7212-1BE40-0XB0MhM2、编码器SQISQ4S2FX3U-32MTS7-200Smart6ES7288-1ST30-00CPU1212C6ES7212-1AE4O-OXBOM5FR-E740G120C-PNG120C-PN变频器无极调速需使用电压形式进行控制，所有按钮及指示灯应使用控制柜正面元件。4 .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IO分配表格式，将编程中所用到的各个P1C的IO点填入IO分配表中。5 .三台P1C和变频器安装位置要求如图2所示，不允许自行定义位置,不得擅自更改设备

12、已有器件位置和线路，其余器件位置自行定义。图2P1C和变频器安装位置示意图三、系统控制要求自动打孔攻丝系统设备需具备三种工作模式，可参考图3、图4进行设计。模式一：通讯测试模式；模式二：调试模式；模式三：自动运行模式。设备上电后触摸屏显示欢迎界面，点击画面任意位置后进入用户登录界面。当输入用户名及密码后，触摸屏进入模式选择界面。当输入用户名AeImin及密码2023后，可以进入通讯测试模式、调试模式以及自动运行模式；当输入用户名USer及密码2023后，触摸屏只能进入自动运行模式,不能通讯测试模式以及调试模式。当输入密码错误时，弹出“密码错误，请重新输入”提示对话框。用户登录用户名：IAdmi

13、n密码，Admin123456789O-ABCDEFGHIJDe1K1MNOPQRSTCapUVWXYZ淀取消User可以选择进入任意一种模式二图3用户登录界面启动选择画面模苴选择图4用户操作界面1 .通讯测试模式此模式为检测触摸屏与三台P1C之间通信情况，如图5所示，当三台P1C上电后处于运行状态时，若系统网络通讯正常，则触摸屏中对应的通信指示灯点以IHZ闪烁，若某网线异常如断线发生导致通讯中断时，对应P1C指示灯停止闪烁。此外，每一台P1C需要分配一个输出点，作为通信测试灯。按照如下两种情况测试：(1)三台P1C之间通信测试：按下SB1按钮，主站P1C输出点的通信测试灯亮，再按下SB1按钮

14、、主站P1C输出点的通信测试灯保持点亮，从站一P1C输出点的通信测试灯亮；再按下SB1按钮，主站、从站一P1C输出点的通信测试灯保持点亮，从站二P1C输出点的通信测试灯点亮；再按下SB1按钮，主站、从站一、从站二P1C输出点的通信测试灯灭，第一种通讯测试完成。(2)触摸屏与三台P1C之间通信测试：初始状态为空白状态，在触摸屏测试框中通过下拉菜单进行选择(可选项应包含“主站P1C”、“从站一P1C”、”从站二P1C”、“全部从站P1C”以及“全部P1C”),进行下拉菜单选择后，对应P1C输出点的通讯测试灯亮，其余测试灯应熄灭，第二种通讯测试完成。2 .调试运行模式触摸屏进入调试画面后，指示灯H1

15、4以IHZ频率闪烁点亮，等待选择电机调试。触摸屏调试界面可以参考图6进行制作：通过按下“调试选择按钮”，可依次选择需要调试的电机M1M6,对应电机指示灯亮，H14停止闪烁。按下调试启动按钮SB1,被选中的电机进入调试状态。每个电机调试完成后，触摸屏上对应的指示灯熄灭。（M1M6电机未调试完，“自动调试模式界面O调试选择按钮仁状态业ZK区-参数设定区mmsunsnunII平移电机M1平移电机速度加工电机速度输入框输入框II加工电机M2打孔直径输入框II钻孔电机M3倒角电机M4攻丝电机M5气泵电机M6r参数显示区mmsnsmmmmHz平移电机且位主界面平移电机速度加工电机速度平移电机实时位置加工电机实时位置攻丝电机运行频率III_I自动运行I_I模式”