电工职业技能竞赛（操作技能考核样题）2.docx

注意事项一、请根据考题要求，完成操作内容。二、请服从裁判的指挥，保证竞赛安全顺利进行。竞赛题目：自动装配成品分拣系统的设计、安装与调试工作任务说明一、设备背景公司新增一条自动装配成品分拣系统生产线。作为公司的电气技术人员，请根据相关技术文档完成电气设备的设计、安装、编程、调试，实现设备自动运行。自动装配成品分拣系统，它由供料、装配、输送、分拣等单元组成一个自动化生产线，其结构如图1所示（各单站三维图如附图1所示）。图1自动装配成品分拣系统结构图二、设备组成1 .供料单元主要由Cl物料不足传感器、c2物料有无传感器、工件推料装置气缸2、工件供料槽等组成；2 .装配单元主要由物料品传送带1（M4双速电机电机）、物料机构桶、c3装配区工件检测传感器、hl物料机构桶高位检测传感器、h2.物料机构桶中位检测传感器、h3物料机构桶低位检测传感器、成品工件推料装置气缸1、Pl装配区重量检测传感器、M3（步进电机）物料机构桶出料装置、c8出料装置原点检测传感器等组成；3 .输送单元主要由成品传送装置传送带2、M2（三相异步（带离心）电动机）等组成；4 .分拣单元主要由传送带3（Ml三相异步电动机）、c4成品物料检测传感器、分拣传送装置传送带3、出料槽1、出料槽2、出料槽3、c5出料槽1物料检测传感器、c6出料槽2物料检测传感器、c7出料槽物料槽3检测传感器、出料槽1推料装置（气缸3）、出料槽2推料装置（气缸4）、出料槽3推料装置（气缸5）等组成。三、设备功能1 .供料单元：Cl物料不足传感器、c2物料不足传感器采用光电传感器来完成工件供料槽物料情况检测工作、工件推料装置气缸2采用单控二位五通电磁换向阀（使用中间继电器KA代替）控制气缸2工件推送工作，气动控制工作原理图2所示、工件供料槽最多可以放置25供料盒、当个工件供料槽里供料盒大于等于8个时，Cl物料不足传感器为ON,当个工件供料槽里供料盒大于等于1个时c2物料有无传感器为0N；2 .装配单元：物料品传送带1中M4采用双速电机控制来完成物料传送工作、c3装配区采用限位开关来完成装配台上工件有无检测工作、hlh2h3采用转换开关来完成物料机构桶中物料所在高中低情况信号采集工作、成品工件推料装置气缸1采用单控二位五通电磁换向阀（使用中间继电器KA代替）控制气缸1装配成品工件推送工作，气动控制工作原理图2所示、装配台pl压力检测传感器采用O-IOV可调电源来完成工件装配重量O-IOkg的检测、M3出料装置采用步进电机控制实现精确出料控制、c8采用限位开关完成步进电机原点检测工作；3 .输送单元：成品传送装置传送带2,M2三相异步（带离心）电动机采用全压启动实现成品输送过程；4 .分拣单元：成品分拣装置MI三相异步电动机采用变频器带动实现各区分拣传送带成品的频率、c4作为分拣成品物料有无检测作为传送带启动信号采集、c5c6c7分别作为出料槽1、出料槽2、出料槽3进槽检测采集、分拣推料装置气缸3/4/5均采用单控二位五通电磁换向阀（使用中间继电器KA代替）控制气缸3/4/5分拣成品工件推送工作,气动控制工作原理图2所示;图2自动装配成品分拣系统气动控制回路工作原理图四、控制要求1.系统的启动：1各工作单元的传送带电机初始位置：传送带电机Ml、M2、M3、M4都处于OFF状态；1.2各工作单元的气缸初始位置：气缸1、气缸2、气缸3、气缸4、气缸5均在缩回位置；1.3 供料单元在初始状态，料仓内有足够的工件盒；装配单元在初始状态，装配区无工件、传送带、料仓出口电机在停止状态，料仓内有足够的装配件（装配件在料仓高位）；1.5分拣单元在初始状态，即气缸3、气缸4、气缸5均在缩回位置、传送带电机在停止状态、传送带上无成品工件。仅当以上条件均满足，人机界面中准备就绪指示灯常亮，此时才可在触摸屏人机界面上的启动按钮或者外部启动按钮启动系统，系统启动后人机界面上“运行状态”指示灯常亮和灯柱中绿色指示灯常亮，准备就绪指示灯灭，表示系统启动运行。2.系统参数设置：2.1 系统可以在人机界面参数设置界面，自由设置本次系统启动分拣单元中出料槽1、出料槽2、出料槽3的出料数量；2.2 系统可以在人机界面参数设置界面，设置本次出料口1、出料槽2、出料槽3单个工件盒装配重量(设置为整数形式如1kg、2kg、3kg)；2. 3系统可以在人机界面参数设置界面，设置本次系统启动供料单元中供料槽工件盒的数量；3.正常运行过程3. 供料单元：4. 1.1当系统按下启动按钮，供料单元气缸2伸出将工件盒处置装配区，同时在人机界面上中供料数量记录单自动减1。系统后启动后，供料单元数量记录单工件盒少于5个时，人机界面中供料单元报警指示灯已亮L8s,灭0.7s闪烁。当供料单元将收到成品分单元分拣完成信号后，供料单元气缸2自动次伸出将工件盒处置装配区，以此循环实现系统工件盒自动供料功能。3. 2装配单元3.1.1 当装配区检测到工件盒时，装配装置料仓出料步进电机开始正转，步进电机正转转动5.5圈，出料闸门打开装配工件盒开始装料，当装配区中Pl压力检测传感器检测到工件盒重量(不含工件盒本身的重量)为人机界面设置出料口重量时，装配装置料仓出料步进电机开始反转，步进电机反转转动5.5圈，出料闸门关闭装配工件盒停止装料，配装区气缸1电磁阀得电5s,使得将成品件推至输送单元。以此类推将人机界面设置中出料口1数量装配完成后，然后执行出料口2、出料口3工件成品的重量装配和数量；3. 2.2为了得到一个准确、稳定的重量值，要求多次求平均值来得到装配重量，需将外部采集10次重量数据，进行数据排序去除最大值、最小值来进行求平均值作为装配重量值，触摸屏可以实时显示当前装配的重量(人机界面重量显示以整数形式显示如：0kg、lkg、2kg)；3. 2.3当装配单元装配装置中料仓装配件低于中位大于低位时以低速起动(M4)传送带1送料，料仓灯柱中黄色指示灯常亮，物料加到高位时，停止(M4)传送带1送料和黄色指示灯熄灭。当装配装置中料仓装配件低于低位时启动以高速起动(M4)传送带1送料，灯柱中黄色指示灯闪烁，物料加到低于中位大于低位时以低速起动(M4)传送带1送料，料仓灯柱中黄色指示灯常亮，物料加到高位时，停止(M4)传送带1送料和黄色指示灯熄灭。3. 3输送单元当输送单元接到配装区气缸1伸出信号，电机(M2)传送带2启动。当输送单元接到分拣单元c4成品物料到位信号时，输送单元电机(M2)传送带2停止。3. 4分拣单元3 .4.1当分拣单元c4检测到成品物料信号时，若本次传送带接收到了成品重量为人机界面设置出料槽1中的重量变频器(MI)传送带3以15Hz启动，当c5检测到成品件信号时，气缸3伸出5s,将成品推送到出料槽1,并向供料单元发送分拣完成信号，停止变频器(Ml)传送带3。4 .4.2当分拣单元c4检测到成品物料信号时，若本次传送带接收到了成品重量为人机界面设置出料槽2中的重量变频器(Ml)传送带3以27Hz启动，当c6检测到成品件信号时，气缸4伸出5s,将成品推送到出料槽2,并向供料单元发送分拣完成信号，停止变频器(Ml)传送带3。3. 4.3当分拣单元c4检测到成品物料信号时，若本次传送带接收到了成品重量为人机界面设置出料槽3中的重量变频器(Ml)传送带3以35Hz启动，当c7检测到成品件信号时，气缸5伸出5s,将成品推送到出料槽3,并向供料单元发送分拣完成信号，停止变频器(Ml)传送带3。3. 4.4将变频器加速时间设置成2.3S,减速时间1.2S；3. 4.5人机界面监控界面需实现显示各出料槽以出料数量；3. 4.6变频器的输出频率采用FX2N-5A中4-20mA模拟量输出来控制变频器输出运行频率，在人机运行界面中能够实现显示当前输出频率；4. 4.7整个分拣工作先分拣出料槽1物料成品，当出料槽1成品物料当前装配数量已满足设定的数量条件后，才开始分拣出料槽2物料成品，当出料槽2成品物料当前装配数量已满足设定的数量条件后，最后分拣出料槽3物料成品(先装满出料槽1,才开始装配出料槽2,出料槽2装配满后，最后装配出料槽3)；3. 4.8当分拣单元各出料槽完成人机界面设置的数量分拣工作后，系统自动停机；3.5系统停机3.5.1当分拣单元各出料槽完成人机界面设置的数量分拣工作后，系统自动停机；3.5.2当按下停止按钮，灯柱中绿色指示灯灭，整个系统停止工作，人机界面记录数量参数不清零、当按下启动按钮后系统继续完成下面工作；3.5.3当按下急停按钮，灯柱中红色指示灯闪烁，整个系统停止工作，需恢复启动时初始状态才能再次启动设备。五、人机界面5.1主界面主界面组态要求：主界面画面如下，能够自由切换运行界面、参数设置界面、监控界面。5.2参数设置界面运行界面组态要求：参数设置界面画面如下，能够自由切换运行界面、主界面、监控界面。能够完成出料槽装配数量、装配区重量、供料供料工件数量设置。系统参数设置字体为“楷体”、字形“粗体”、字号“48号”，系统运行“系统参数设置”能够达到大小变化效果：变化方式为剪切、最小变化比为0,表达式的值为0、最大变化比为100,表达运行界面组态要求：运行界而画面如下，能够自由切换参数设置界面、主界面、监控界面。能够完成出料槽出料数量、装配区重量检测、供料供料工件数量、变频器频率显示。系统对下位机PLC准备就绪、供料报警、系统运行监视，能够实现人机远程启动自动装配成品分拣系统。自动装配成品分拣系统5.4监控界面监控界面组态要求：监控界面画面如下，能够自由切换参数设置界面、主界面、运行界面。能够实现系统电机启停状态监视、气缸伸缩状态监视。5.5系统通讯要求自动装配成品分拣系统触摸屏与三菱PLC通讯采用RS-232,PC与触摸屏通讯下载方式采用以太网下载。六、操作部分:（1）电路设计：根据任务，设计电路图。根据工艺要求，列出PLC控制I/O元件分配表，变频器控制的电路图，写出变频器需要设定的基本参数，写出触摸屏与PC组网IP,按国家电气绘图规范标准，画出I/O接线图（将PLCI/O接线图、主电路、参数表、组网IP设计在答题纸上）。（2）元件安装：把元件安装在配电板上，布置要合理，安装要正确、紧固、美观。（3）接线工艺：接线要求紧固、美观，强弱电分开布线，导线要进槽板，按钮不固定在配电板上，电源和电动机配线、按钮接线要接到端子排上，进出线槽导线要有端子标号，引入端子要用别径压端子。（4）工作方式设置：按下启动，系统做一次上述过程。（5）保护：有必要的电气保护和互锁。（6）线路调试：能正确地将所编程序输入PLC；能正确地将所设计组态画面输入触摸屏中；熟练操作变频器参数设定的键盘，并能正确输入参数，按照被控设备的动作要求进行模拟调试。（7）通电实验：正确使用电工工具及万用表，进行仔细检查，最好通电试验一个成功，并注意人身和设备安全。（8）竞赛总时间为240分钟。