第三届江苏省技能状元大赛样题机电一体化设备安装与调试（学生组）

　　说明：

　　一、本试卷依据2016年第三届江苏省技能状元杯技术文件命制

　　二、请参赛选手仔细阅读试题的具体考核要求，按要求完成操作或进行笔答

　　三、参赛选手竞赛时需遵守考场纪律，服从赛场管理人员指挥，以保证竞赛安全、顺利进行

请你在240分钟内，按要求在235A设备上完成下列工作任务

　　按规范进行设备的系统安装和试运行，实现工作任务要求：

　　一、按图1所示组装设备，并满足图纸提出的技术要求。

　　二、按《气动系统图》（附页图号03）连接配料装置的气路，并满足图纸提出的技术要求。

　　三、根据表1所列的PLC输入、输出端子（I/O）分配表（缺少的地址表自行分配并填写），画出电气控制原理图，并装配和连接电气电路。

　　表1  PLC输入输出端子（I/O）分配表

　　四、对安装好的设备进行调试和运行，实现系统工作任务要求。

　　工作任务要求说明

　　各有关部件的初始位置为：机械手悬臂和手臂气缸活塞杆缩回，手指松开，机械手停在左位；各气缸活塞杆处于缩回状态，皮带输送机、暂存盘直流电机停止转动；接通本生产装置电源后，红色警示灯亮指示电源正常；运行PLC，触摸屏上绿色警示灯1HZ闪烁，指示PLC处于运行状态。

　　本设备提供红色标签高白色料、红色标签高金属料、绿色标签高白色料、绿色标签高金属料、蓝色标签高白色料、蓝色标签高金属料、无标签高黑色料、红色标签低白色料、红色标签低金属料、绿色标签低白色料、绿色标签低金属料、蓝色标签低白色料、蓝色标签低金属料、无标签低黑色料，无标签低白色料，无标签低金属料等。

　　说明：L处为              AD              、DA模块，从原元件盒中移出，放至台面安装

　　图1  235A设备安装位置示意图

　　本设备设置了“调试”和“运行”两种工作模式，由转换开关SA1为控制。当SA1在左档位时，选择的功能为“调试”模式；在右档位时，选择的功能为“运行”模式。两种工作模式只有在设备完全停止、各种部件在初始位置且人机界面在初始界面才可以转换。SA1选定模式5s后自动进入相应界面。若SA1在设备运行状态下进行模式转换时，蜂鸣器以1HZ鸣叫的方式发出报警，直至SA1转回到原来的模式，蜂鸣器停止报警。

　　设备通电后触摸屏自动进入初始界面，设备各部件若不在初始位置时，HL1灯闪烁，提示设备不在原位，应按触摸屏上SB1按钮使其返回初始位置，返回初始位置后HL1以及初始位置指示灯常亮，此时才可以进入调试模式。触摸屏初始界面如图2所示。

　　图 2  初始界面

1. 调试模式

　　人机界面切换到调试界面，此时系统进入调试模式。需要调试的项目（皮带输送机、机械手装置、直流电机、推料气缸）可在人机界面上选择。

　　按规定在设备运行前，必须对设备的相关部件进行调试。设备调试模式人机界面如下图3所示。

　　 图3  设备调试模式人机界面

　　当实物开关SA1置于左边且人机界面已经进入了调试模式界面时，由触摸屏上SB4确定应调试的部件，即按下触摸屏上SB4进行如下切换：

　　不同调试部件的选定，由触摸屏上的HL2、HL3以下表方式常亮或以1Hz频率闪亮来表示。

　　触摸屏“调试模式”界面对调试部件的显示方式如下：选择到相应的调试部件时，调试部件显示框线条和文字变为亮绿色。调试部件选定后3s内不再另做选择，显示框由常亮变为闪亮，闪亮频率为每秒1次。此时方可对选定部件进行调试。

　　如果一个项目正在调试时错误切换到了另一个项目，则蜂鸣器报警，当前调试部件暂停运行，操作者如在3S内选择回原来的调试项目，则设备调试部件按照之前的动作继续运行，否则系统自动以安全方式返回初始位置。设备返回到初始位置时，蜂鸣器停止报警。

　　人机界面要返回初始界面，有两种办法：一是所有调试项目都停止调试并且各部件在初始位置时，按下返回初始界面键可返回初始界面，否则按下返回初始界面键，则以红色文字提示“请先停止所有调试项目”。二是所有调试项目都停止在初始位置时，转换SA1，人机界面自动回到初始界面。若不在初始位置时转换SA1,则蜂鸣器鸣叫，并且不能返回初始界面，当SA1转回原来的方式时，蜂鸣器停止鸣叫。

　　（1）皮带输送机的调试

　　要求皮带输送机在调试的每一个频率段都不能出现不转动、打滑或跳动过大等异常情况。

　　在选定调试部件为皮带输送机后，触摸屏调试界面显示调试部件名称框“皮带输送机”变为闪亮后，通过逐次按触摸屏上的SB5键，使变频器输出的频率和方向如下表改变：

　　第5次按触摸屏上SB5键后，通过按压、松开触摸屏上SB3实现变频器以点动频率8HZ驱动皮带输送机短时间运行。

　　第6次再按触摸屏上SB5键时，皮带输送机的三相交流电机按第一次的运行方式运行。如此反复按下触摸屏上SB5键，皮带输送机的三相交流电机按上述顺序循环运行。按下触摸屏上的SB6键，三相交流电机停止运行后，停止对皮带输送机的调试，同时触摸屏调试界面显示调试部件名称框“皮带输送机”由闪亮变为常亮。

　　（2）机械手的调试

　　要求各气缸活塞杆动作速度协调，无碰擦现象；每个气缸的磁性开关安装位置合理、信号准确；最后机械手停止在原位。调试过程是通过按下触摸屏上的SB5键按如下顺序进行：

　　第1、2次按触摸屏上SB5键：旋转气缸右转/左转；

　　第3、4次按触摸屏上SB5键：悬臂气缸伸出/缩回；

　　第5、6次按触摸屏上SB5键：手臂气缸下降/上升；

　　第7、8次按触摸屏上SB5键：手指夹紧/松开。

　　如此反复按下触摸屏上的SB5键可调试机械手各个气缸运动情况。

　　在进行调试工作时，为了调试某一部件以达到最佳工作状态，可以按下人机界面上的调试部件名称框“机械手”作为锁定功能，对一个动作的组合反复调试。重复按下触摸屏上的SB5键，装置一直重复对锁定部件进行调试，直到再次按下调试部件名称框“机械手”，解除锁定，取消重复功能。

　　按触摸屏上的SB6键，机械手回到原位后停止对机械手的调试，同时触摸屏调试界面显示调试部件名称框“机械手”由闪亮变为常亮。

　　（3）推料气缸的调试

　　要求气缸活塞杆动作速度协调，无碰擦现象；最后气缸活塞杆处于缩回状态。

　　在选定调试部件为推料气缸调试后，触摸屏调试界面显示调试部件名称框“推料气缸”变为闪亮后，每按一次触摸屏上的SB5键，两个推料气缸自动完成一次自检，自检的动作方式为I点气缸伸出，到位后停留2S→I点气缸缩回，2S后→J点气缸伸出，到位后停留2S →J点气缸缩回。按触摸屏上的SB6键，I、J点气缸回到原位后，停止对推料气缸的调试，同时触摸屏调试界面显示调试部件名称框“推料气缸”由闪亮变为常亮。

　　（4）直流电机调试

　　要求暂存盘直流电机启动后没有卡阻、转速异常或不转等情况。

　　在选定调试部件为“直流电机”后，触摸屏调试界面显示调试部件名称框“直流电机”变为闪亮后，通过逐次按下触摸屏上的SB5键，暂存盘直流电机交替转动、停止。按下触摸屏上调试界面的SB6键，暂存盘直流电机停止转动后，停止直流电机的调试，且触摸屏调试界面显示调试部件名称框“直流电机”由闪亮变为常亮。

1. 运行模式

　　运行模式下，人机界面切换到运行界面（图4），此时系统进入运行模式。设备进入运行模式后，在启动之前，应禁止从进料口下料。此时触摸屏上的HL5指示灯以1Hz的频率闪烁，提示“禁止下料”。如果设备在停止状态，各部件均在初始位置，则可通过触摸屏运行界面的返回初始界面键，使触摸屏返回到初始界面。

　　工作过程：

　　（1）启动

　　按下启动按钮，设备等待放料，运行指示灯常亮。HL5常亮提示可以放料。        

　　                            图4   运行模式界面

　　（2）运行

　　设备启动后，由人工在进料口放置物料，光电传感器检测到物料后，HL5以1Hz闪烁提示禁止放料，皮带输送机以25Hz正向运行，运行到C点后，传送带停止，物料加工2秒，同时进行人工检验，若2秒内按下触摸屏上“瑕疵”按钮，则说明该物料为次品，物料立即停止加工，皮带输送机以35Hz运行到I点，由I点气缸推入斜槽；2秒内，若未按下触摸屏上“瑕疵”按钮，则该物料视为合格物料，传送带35Hz运行将物料送至G处后，传送带停止，检测3秒，若此料为高料，并且贴有颜色标签，则皮带输送机则以相同的速度将物料送至H点，由机械手装置夹送至K点平台暂存；若此料为低料，或者颜色不是红、蓝、绿之一，则皮带输送机以35HZ送至I点，由I点气缸推入斜槽。

　　物料被送至K点后，暂存盘直流电机启动，自动送出物料。物料送出后，HL5以1Hz闪烁提示禁止放料，皮带输送机以25Hz反向运行，将物料送至C点后加工2秒，若2秒内按下触摸屏上“瑕疵”按钮，则物料立即停止加工，皮带输送机以35Hz运行到I点，由I点气缸推入斜槽；2秒内，若未按下触摸屏上“瑕疵”按钮，则该物料视为合格物料，传送带运行将物料送至G处后，传送带停止，进行3秒检测；若此料为高料，或者此料与K点高料颜色不符，则皮带输送机以35Hz送至I点，由I点气缸推入斜槽。若此料为低料，并且此料与K点高料颜色相符，皮带机将低料送至I点，由机械手将K点的高料夹送至皮带输送机上，皮带以35Hz运行，将两个物料依次送往J点进行加温处理。

　　加温时间由物料颜色决定：红色物料加温至33摄氏度；蓝色物料加温至35摄氏度；绿色物料加温至38摄氏度。当达到相应温度时，保持30S后（正负0.5度），加热器进行冷却，温度到达30度时冷却过程完成，并由传送带以35Hz送至J点推入斜槽。

　　物料被送至K点或者被推入I点、J点斜槽后，表明处理过程完成，HL5常亮，提示可以下料或者暂存盘出料。

　　在运行界面上实时显示I、J槽推入物料的个数和当前温度值。

　　（3）其它控制

1. 手动停止

　　在设备运行中，按触摸屏上的“停止”按钮时，设备处理完当前物料并停止在初始位置后，运行指示灯熄灭，设备等待再次启动。

1. 急停保护处理

　　当设备发生紧急情况，按下急停按钮，设备立即停止工作，蜂鸣器报警，提示设备故障；当解除急停按钮后，蜂鸣器报警停止，按触摸屏上的“启动”按钮，设备接着急停保护前的工作状态继续运行。

　　附：本样题配分表

　　说明：此配分表只是给出大概配分比例，实际配分值以赛场评分表为准。

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