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6污水处理控制系统.docx

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1、工位号:二1ChinaSkiIIs2023邪工西省职业吃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“污水处理系统”，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，比赛开始

3、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“污水处理系统”，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“污水处理系统”结构。六、按“污水处理系统”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，工位号以现场抽签为准。

4、污水处理控制系统一、系统运行说明在现代社会中合理的污水处理可用于净化污水、保护环境。污水处理控制系统包括设备含有格栅、栅渣输送、螺旋输送、闸门以及提升泵等组成，对闸门提升的高度、螺旋输送速度、格栅池液位高度、磁絮凝沉淀的配方进行科学的控制，最终实现污水处理的自动控制，将污水净化为可以排入河道的中水，起到保护环境的作用。对处理污水的自动控制如图1所示。图1污水处理系统结构示意图闸门电机M1控制回路【M1为伺服电机，带动丝杠运行；已知丝杠的螺距为4mm,伺服电机旋转一周需要1600个脉冲，以丝杠运行位置代表闸门打开高度】。格栅电机M2控制回路【M2为步进电机,步进电机旋转一周脉冲为2000o螺旋输

5、送电机M3控制回路【M3为三相异步电动机（带速度继电器、需要考虑过载，热继电器电流整定为0.3A）,只进行单向正转运行】。栅渣输送电机M4控制回路【M4为双速电动机,只进行单向反转低速运行】。提升泵电机M5控制回路，由2个三相异步电动机组成，采用一拖一的方式运行（1#电机可以实现变、工频自由切换，2#电机只有变频运行模式，且1#与2#电机不能同时使用变频运行模式；当1#电机由变频模式切换到工频模式时或由工频模式切换为变频模式时，电机应停止运行2s）,1#与2#电机均只进行单向正转运行。【变频器采用P1C输出模拟量控制，加速/减速时间均为0.5秒】。I：位置传感器-用前面板上电流调节旋钮模拟量来

6、模拟，4-20mA对应伺服电机820cm0II：浊度传感器检测-一用后面板上电压调节旋钮模拟量来模拟，（0-10V对应O.1%o05%o）oIH：液位传感器-一用前面板上电压调节旋钮模拟量来模拟，O-IOV对应05.Omo（注：项目中液位以地面为基准，高度用负值表示。）IV：温度传感器-一用PT1OO模拟电机温度（通过S7-300P1C读取），由触摸屏显示温度（为便于检测，用1:2的比例模拟电机温度）。面向电动机旋转，以“顺时针旋转为正，逆时针旋转为反”为准。二、控制系统设计要求1本系统使用三台P1C、一台变频器，网络指定QCPUS7-300S7T500为主站，2台FX3U/S7-200Sma

7、rt/S7T200及变频器为从站,分别以CJ1ink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、1/0、HM1与P1C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S子1500+S7-1200方案HMI、十字开关、SB6、SB7、SA3QOOUCPUS7-300CPU1511MkM2、编码器、SB1SB3、SB5、SQISQ5、SA1FX3U-3

8、2MTS7-200Smart6ES7288-1ST30-0AA0CPU1212C6ES7212-1AE40-0XB0M3、M4、H11H14、SB4、SA2、SA4FX3U-32MRS7200Smart6ES7288-1SR40-0AA0CPU1212C6ES7212-1BE40-0XB0M5FR-E740G120C-PNG120C-PN4 (注：SA4伺服电机便能信号给定开关)5 .根据本说明书控制要求，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。6 .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,不得擅自更改设备已有器件位置和线路，其余器

9、件位置自行定义。从站一：三菱FX3U-32MT/西门子S7-200Smart(6ES7288-1ST30-0AA0)变频器：三菱FR-E840/西门子G120C/西门子CPU1212C(6ES7212-1AE40-0XB0)(a)正面从站二：三菱FX3U-32MR/西门子S7-200Smart(6ES7288-1SR40-0AA0)/西门子CPU1212C(6ES7212-1BE40-0XB0)主站：三菱QOoUCPU/西门子S7-300/西门子S7-1500（b）背面图2P1C和变频器安装位置示意图三、系统控制要求污水处理控制系统设备具备三种工作模式，模式一：通信测试模式；模式二：设备调试模

10、式；模式三：自动运行模式；模式四：其他模式。设备上电后自动进入首界面，（参考图3所示）。点击“通信测试模式”按钮，弹出“用户登录”窗口（参考图4所示）,用户名下拉选“测试员”，输入密码“2023”方可进入“通信测试模式”界面，密码错误不能进入界面，调试完成后自动返回首页界面（也可在调试过程中点击按钮返回），调试过程中点击此界面下方其他界面切换按钮时应无反应。点击“设备调试模式”按钮，弹出“用户登录”窗口，用户名下拉选“负责人”，输入密码“test”，进入闸门电机调试界面，密码错误不能进入调试界面。在调试过程中只能通过点击屏幕下方界面切换按钮进入“MM5电机”、“报警界面”相应调试界面，点击其他

11、界面按钮无效，全部电机调试完成后自动返回首页界面（也可在某一电机调试完成后，点击返回首页界面按钮返回）。点击“自动运行模式”按钮，弹出“用户登录”窗口，用户名下拉选“操作员”，输入密码为各自工位号“XX”，进入“自动运行模式”界面，密码错误不能进入调试界面。自动运行过程中可点击屏幕下方界面切换按钮进入“报警界面”界面，点击其他界面切换按钮无反应。4用户登录界面点击“其他模式”按钮，弹出“用户登录”窗口，用户名下拉选“其他”，单击“确定”按钮后进入自动运行界面，此模式下可以进入任意界面，但只可以随意切换画面没有设置参数和进行按钮操作的权限。按下任意操作按钮应没有任何反应，参数应无法设置，观察完成

12、后可点击“返回首页界面“按钮返回首页。现代电气控制系统安装当调试声贞界面人机界面切犊提作通讯被技也MJWB自动运行模式翼他模式IwII负责人送人IIH作员*IaiN图3首页界面图1 .通信测试模式触摸屏进入通信测试画面后（界面参考图5所示），H11以闪烁3次停3秒的周期运行（闪烁频率为2Hz）o此模式下可检测触摸屏与三台P1C及三台P1C之间的通信情况。图5通信测试模式界面如图5所示，当三台P1C上电后处于运行状态时,若系统网络连接正常，则触摸屏中对应的通信指示灯点亮。此外，每一台P1C需自由分配一个输出点，作为通信测试灯。（通信提示信息中指示灯，当正常时闪烁，若从站网线断开时，对应指示灯熄灭

13、；若主站网线断开时，所有指示灯熄灭。）分两种通信模式，当切换按钮为左侧档位时进行“三台P1C之间通信测试”，右侧档位时进行“触摸屏与三台P1C之间的通信:（1）三台P1C之间通信测试按下SB4（从站二）按钮，主站P1C输出点的通信测试灯以2Hz闪烁；按下SB5（从站一）按钮，主站P1C输出点的通信测试灯保持2Hz闪烁，从站二P1C输出点的通信测试灯以IHz闪烁；按下SB6（主站）按钮，主站P1C输出点的通信测试灯保持2Hz闪烁,从站二P1C输出点的通信测试灯保持IHZ闪烁,从站一P1C输出点的通信测试灯以0.5Hz闪烁；按下SB7（主站）按钮，主站、从站一、从站二P1C输出点的通信测试灯2秒后

14、熄灭，第一种通信测试完成。当触摸屏中的模式选择开关不在左端位置时，此模式操作无效,如需重新测试该模式可将模式开关切换至右端再切换至左端重新开始测试。(2)触摸屏与三台P1C之间通信测试按下触摸屏“测试按钮”,触摸屏上通信状态显示区显示“主站正在测试”,主站P1C输出点的通信测试灯和触摸屏上的主站指示灯同时以IHZ闪烁，闪烁3秒后同时变为常亮，触摸屏上通信状态显示区显示“主站通信正常“；再次按下触摸屏“测试按钮”，触摸屏上通信状态显示区显示“从站一正在测试”,主站指示灯和输出点的通信测试灯保持常亮、从站一P1C输出点的通信测试灯和触摸屏上的从站一的指示灯以IHZ闪烁，闪烁4秒后同时变为常亮，触摸

15、屏上通信状态显示区显示“从站一通信正常”；第三次按下触摸屏“测试按钮”，触摸屏上显示“从站二正在测试”，主站和从站一指示灯和输出点的通信测试灯保持常亮、从站二P1C输出点的通信测试灯和触摸屏上的从站二的指示灯以IHZ闪烁，闪烁5秒后同时变为常亮，触摸屏上通信状态显示区显示“从站二通信正常”；第四次按下触摸屏“测试按钮”，所有输出点的通信测试灯和触摸屏上的指示灯以IHZ闪烁；3秒后所有通信测试灯熄灭，触摸屏上通信状态显示区显示“全部通信正常”。当触摸屏中的模式选择开关不在右端位置时，此模式操作无效，如需重新测试该模式可将模式开关切换至左端再切换至右端重新开始测试。此外，在通信测试过程中，断开触摸屏与P1C的连接线，触摸屏中通信状态显示区显示“通信中断，请检查网络连接！”。测试完成后，若所有通信正常，按下“首页界面”按钮将触摸屏切换至首页界面，模式指示灯H11熄灭。2 .设备调试模式设备进入调试模式后，触摸屏出现闸门电机调试画面（界面参考图6所示）。通过点击界面切换按钮，任意切换M1-M5电机调试界面”及“报警界面“，M1M5电机对应从左到右5个指示灯，当电机为未调试状态时指示灯为红色，按