高职组-现代电气控制系统安装与调试赛项题库04-动车空调.doc

1、2016 年全国高职院校技能大赛“现代电气控制系统安装与调试”赛项12016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）工作任务书场次号 工位号 2016 年全国高职院校技能大赛“现代电气控制系统安装与调试”赛项2注意事项一、本任务书共 10 页，如出现缺页、字迹不清等问题，请及时向裁判示意，进行任务书的更换。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及验收规范（GB50254-96） 验收。三、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

2、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；若因人为操作损坏器件，酌情扣 5-10 分；后果严重者（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、选手姓名等信息。七、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。2016 年全国高职院校技能大赛“现代电气控制系统安

3、装与调试”赛项3请按要求在 4 个小时内完成以下工作任务：一、按“动车空调系统控制要求” ，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“动车空调系统控制要求” ，编写 PLC 程序及触摸屏程序，完成后下载至设备 PLC 及触摸屏，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

4、装置的结构介绍及使用方法请参考用户说明书。2016 年全国高职院校技能大赛“现代电气控制系统安装与调试”赛项4动车空调系统控制要求一、系统运行说明在 CRH 动车组 的车厢 均配置有独立的空调系统，空调装置（压缩机、冷凝机）安装在地板下，空气处理单元（通风排风装置）车厢随着气压变化、温度进行通风换气，如图 1 所示。图 1 动车空调系统结构示意图动车空调系统主要由以下电气控制回路组成，压缩机 M1 控制回路【M1 为单 速电机，由变频器进行模拟量调速控制,加速时间 0.2 秒,减速时间 0.6 秒】。冷凝风机 M2、M3 控制回路 【M2 为三相异步电机（不带速度继电器），M3 为三相异步电机

5、（带速度继电器），需要考虑过载、 联锁 保护，只 进 行单向正转运行】。通风机 M4 控制回路【M4 为双速电动机】。 车辆运行电机 M5 控制回路【M5 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 1000 个脉冲，正转转速为1.5 圈/ 秒，反 转转速 1 圈/秒；】，通过编码器检测动车行驶路程。竞赛以电动机旋转“动车右移动为正向,动车左移动为反向”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。带变

6、频压缩机通风单元冷凝机2016 年全国高职院校技能大赛“现代电气控制系统安装与调试”赛项52、MCGS 触摸屏 应连 接到系统中主站 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HMI Q00UCPU CPU314C-2PN/DP CPU 1511M1、M2、M4SB

7、1SB6HL1HL3FX3U-48MRS7-200Smart6ES7288-1SR40-0AA0CPU 1212C6ES7212-1BE40-0XB0M3、M5、编码器SQ1SQ3FX3U-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及各个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

8、用到的各个PLC的IO点以及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，部分线路也已经安装好，选手不得擅自更改设备中已有器件的位置和线路。 其余器件的安装位置请自行定义。三、系统控制要求动车空调系统设备具备两种工作模式，模式一：调试模式；模式二：2016 年全国高职院校技能大赛“现代电气控制系统安装与调试”赛项6工作模式。1、首界面要求首页界面是启动界面（如图 2 所示）。选择“进入测试 ”界面，弹出“ 用户登入”窗口（如图 3 所示），用户名下拉选“负责 人” ，输 入密码“123” 方可进入 “调试模式界面”，密码错误不能进入

9、界面，调试完成后自动返回首页界面（也可在调试过程点击按钮返回）。选择“进入运行 ”界面，弹出“ 用户登入”窗口，用户名下拉选“操作员” ，输 入密码“456”方可 进入“工作模式界面 ”，密码错误不能进入界面，工作完成后返回首页界面。如出现报警，跳出报警窗口，解除报警后返回当前窗口，继续调试或运行。图 2 首页界面 图 3 用户登录界面2、调试模式设备进入调试模式后，触摸屏出现调试画面，如图 4 所示。通过点击下拉框，随意选择需调试的电机，且当前电机指示灯亮，按下SB1 按钮， 选中的电机按下述要求 进行调试 运行。没有调试顺序要求，每个电机调试完成后，对应的指示灯熄灭。2016 年全国高职院

10、校技能大赛“现代电气控制系统安装与调试”赛项7图 4 调试模式画面（1）压缩机（M1）调试过程按下启动按钮 SB1 后，压缩机 M1 正转启动 20HZ 运行，再次按下 SB1 后正转 40HZ 运行，第三次按下 SB1 后反转 10HZ 运行，第四次按下 SB1 后反转 30HZ 运行，按下停止按 钮 SB2，压缩机停止，压缩机 M1 调试结束。 M1 电机调试过程中， HL1 以 1Hz 闪烁。（2）冷凝风机 1（M2）、冷凝风机 2（M3）调试过程按下启动按钮 SB1 后，冷凝风机 1（M2）启动 运行 3 秒后停止，冷凝风机 2（M3）自动启动运行 3 秒，交替运行 3 个周期后冷凝风

11、机M2、M3 调试自动结束。M2 和 M3 电机调试过 程中， HL1 长亮。（3）通风机 M4 调试过程按下启动按钮 SB1 后， 通风机 M4 低速启动 运行，4 秒后自动切换高速（双 Y）运行，6 秒后通风机 M4 调试结 束。M4 电机调试过程中，HL2 以 1Hz 闪烁。（4）车辆运行电机 M5 调试过程初始状态断电手动调节动车位于 C 地（电感传感器 SQ3），按下SB1 按钮， 车辆运行电 机 M5 向左移动，当 A 地（SQ1）检测到信号时，停止旋转，停 1 秒后，车辆电机 M5 反转，当 C 地（SQ3）检测到信号2016 年全国高职院校技能大赛“现代电气控制系统安装与调试”

12、赛项8时，停止旋转， 车辆运行电机 M5 调试结束。 M5 电机调试过程中， M5电机正转和反转转速均为 1 圈/秒，HL1 和 HL2 同时以 2Hz 闪烁。图 5 车辆电机结构示意图所有电机（M1M5 ）调试完成后将自动返回首页界面。在未调试结束前，单 台电机可以反复调试。调试过程不要切换选择调试电机。3、工作模式操作员登陆设备“进入运行 ”，触摸屏 进入工作模式画面，如图 6所示，出现 “工作模式” 字样，触摸屏画面有各个电机的工作状态指示灯、参数设 置对话框（用来设置车内温度）及空调系统显示模式。工作模式时需车辆运行电机在原点时才能启动（即 SQ2 检测到信号）。运行结束后，只能返回到

13、首页界面。2016 年全国高职院校技能大赛“现代电气控制系统安装与调试”赛项9图 6 工作模式画面（1）动车自动运行模式：运行前先设定“车厢当前温度” ，数值范围 2045 （超出 45 则显示 45，小于 20 则显示 20）。按下 SB1（或启动按钮）， 车辆由 C 地（SQ3 ）开往 B 地（SQ2 ），到达 B 地停 1 秒后返回 C 地，在 C 地停 1 秒后开往 A 地（SQ1 ），到达 A 地后停 1 秒返回 C 地，按上述 过程周期往返。按下停止按钮后动车停止。车辆运行电机左、右超行程位置开关分别为机械结构（小车运动）左右两侧微动开关 SQ5、SQ6。（2）当设定“车厢当前温度

14、 ”大于等于 30时，空调系统进入全冷工况模式，模式指示灯长亮。动车运行中，当 SB6 闭 合通风机低速运行， 4 秒后切换到通风机高速运行并保持；当空气流通监测正常即 SB3 闭合，4 秒后当制冷系统压缩机 20HZ 启动运行，4 秒后当温度检测 正常即 SB4 闭合，压缩机每隔 3 秒钟频率增加 6HZ，直到压缩机 50HZ 运行并保持；再 4 秒后压缩机监测正常即 SB5 闭合，冷凝 风机 1（M2）运行并保持，4 秒冷凝风机 2（M3）运行并保持，全冷工况启动完毕进入运行状况。（3）当设定“车厢当前温度 ”低于 30时，空调系统进入通风工况2016 年全国高职院校技能大赛“现代电气控制

15、系统安装与调试”赛项10模式，模式指示灯长亮。动车运行中，当 SB6 闭 合通风机低速运行， 4S 后切换到通风机高速运行并保持；当空气流通监测正常即 SB3 闭合，4 秒后当制冷系统压缩机 20HZ 启动运行，4 秒后当温度检测 正常即 SB4 闭合，压缩机每隔 3 秒钟频率增加 3HZ，直到压缩机 35HZ 运行并保持；4S 后压缩机监测正常即 SB5 闭合，冷凝 风机 1（M2）运行，4S 冷凝风机2（M3）运行同 时冷凝风机 1（M2）停止，4S 再启动冷凝风机 2（M3），两台冷凝风机交替运行。通风工况启动完毕进入运行状况。（4）在两种模式切换中（动车启动运行时），制冷系统压缩机15HZ 运行；用 编码器（高速计数器）检测动车 行驶路程，按 500:1 显示数值，精确到小数点后两位。停止后重新启动时编码器清零。4、非正常情况处理当动车出现越程（左、右超行程位置开关分别为两侧微动开关SQ5、SQ6），伺服系统自动锁住，并在触摸屏自 动弹出报警画面“报警画面，设备 越程” ，解除报警后，系统重新从原点初始 态启动。