2016年江苏省自动化生产线安装与调试赛项样题 样题

2016年江苏省高等职业院校技能大赛自动化生产线安装与调试赛项1样题自动线装配与调试任务书工位号:2016年江苏省高等职业院校技能大赛自动化生产线安装与调试赛项2本自动化生产线装配与调试的工作任务是根据新的工艺生产要求，对原给定的YL-335B自动化生产线进行技术改造，包括设备的重新安装和控制方式、PLC程序、人机界面组态的修改以及调试两大部分。一、原给定的YL-335B自动生产线工艺生产要求概述1、原给定的YL-335B自动生产线由供料、输送、装配、加工和分拣等5个工作单元组成，各工作单元在工作台面上的布局如图1所示。图1原YL－335B安装平面图2、各工作单元均设置一台PLC承担其控制任务，各PLC之间通过RS485串行通信的方式实现互连，构成分布式的控制系统。系统主令工作信号由连接到主站（输送站）PLC的触摸屏人机界面提供，主站与各从站之间通过网络交换信息。整个系统的主要工作状态除了在人机界面上显示外，尚由安装在装配单元的警示灯显示启动、停止、报警等状态。3、原系统各工作站的PLC控制程序只具有联机运行功能。这些控制程序均存贮在相应PLC中，带有注释的程序清单存放在“D:\2016自动线”文件夹下。系统联机运行的主要工作过程如下：⑴将供料单元料仓内的白色或金属工件送往装配单元的装配台上，然后把装配单元料仓内的白色、黑色或金属的小圆柱芯件嵌入到装配台上的工件中；装配完成后，把装配好的工件送往加工单元的物料台进行一次压紧加工；完成加工后的成品送往分拣单元按套件关系进行分拣。第一种套件（套件1）由白色芯金属工件、金属芯白色工件各一个搭配组成，第二种套件（套件2）由黑色芯金属工件、黑色芯白色工件各一个搭配组2016年江苏省高等职业院校技能大赛自动化生产线安装与调试赛项3成；成品工件可能出现的金属芯金属工件和白色芯白色工件作次品处理。⑵分拣站的变频器采用模拟量控制，驱动成品工件通过检测区后进入分拣区，从工位一输出满足套件1关系的成品工件，从工位二输出满足套件2关系的成品工件，不满足套件关系的工件以及次品从工位三输出作回收用。从工位一或工位二输出的套件数均达到客户指定的数量时，一批生产任务完成，系统停止工作并延时3秒返回人机界面首页，同时当前客户登录状态被清除。⑶若生产任务尚未完成，因某种原因需要停止工作（例如缺料报警而停止后，缺料故障无法解除以及紧急停止等），可触摸运行界面上“异常返回”按钮，在确认放弃继续工作后返回首页界面，这时当前客户的领料进度的数据将保存，而登录状态被清除。4、原系统人机界面组态包括首页界面、客户登录和系统运行界面，组态文件已经下载到触摸屏，并且存放在“D:\2016自动线”文件夹下。⑴首页界面的复位按钮，须具有操作员组权限的用户触摸才有效，将向主站PLC发出设备复位信号，使主站PLC执行复位程序界面中的客户登录按钮，则须由具有客户组权限的用户操作，触摸此按钮进入客户登录界面，在该界面完成帐户登录和领料设定后，若设备状态满足要求，可切换到系统运行界面。⑵客户登录界面包括领料帐户登录提示区域、领料设定区域以及进入运行界面的切换操作等3部分，如图2所示。图2客户登录界面①帐户登录区域本工作任务考虑有三个领料帐户的情况。帐号分别为B01、B02，B03，初始密码均2016年江苏省高等职业院校技能大赛自动化生产线安装与调试赛项4为“6666”。注意：密码为初始值时，帐号为未激活状态，其可用的领料份额为0；这时帐户须以初始密码登录，成功后修改密码，使帐号在激活状态，从而得到每种套件各5套的领料份额（见图2中帐户信息表）。帐户登录的步骤如下：a.进入客户登录界面后，首先在帐户登录提示区显示：“请凭帐号、密码登录！”，触摸“帐户登录”按钮，将弹出的如图3(a)所示的帐户登录子窗口，分别输入帐号和密码后触摸登录按钮。如输入有错，界面上应弹出如图3(b)的提示子窗口，触摸其中的确定按钮使其消失，用户可重新输入。如输入正确则登录成功，则对帐号未激活帐户，上方的提示区将显示：“您的帐号尚未激活，请点击帐号激活按钮，修改密码，使帐号激活，您才有领料份额。”b.激活帐号的操作触摸界面上的“帐号激活”按钮。弹出修改密码子窗口，如图3(c)所示，帐户可在此子窗口上输入新的帐号密码。如果新的帐号密码为4字符且不等于“6666”，则帐号成功激活，拥有该帐号的客户将得到每种套件各5套的领料份额，并可分批领取。这时帐户登录框上方的提示区将显示：“您已成功登录，且帐号在激活状态，您可返回首页，也可设置领料数量，进入运行界面。”框内下方的帐户信息表中，对应帐号的激活状态，将变为用红色字表示的“已激活”；可用份额栏目中套件1和套件2数均赋与5套。②领料数量设定区域已经成功登录，且帐号已激活的帐户，如果希望进入运行界面领料，应分别设置两种套件的领料套数（均为0～可用套数）。注意，两种套件的领料套数输入框中所输入的数值不能超出当前可用套数，否则应被箝位在该可用套数上。例如，帐号激活后第1次领料，套件1（或套件2）最多只能领5套，若输入6套，则输入框的数值应能自动修改为5套。图3(a)帐户登录子窗口图3(b)输入错误提示框图3(c)帐号激活子窗口2016年江苏省高等职业院校技能大赛自动化生产线安装与调试赛项5③进入运行界面的切换操作已经成功登录，且帐号已激活的帐户，完成领料设定后，如果输送站按钮/指示灯模块的转换开关SA在自动模式位置，且网络无故障、主站已准备就绪，可触摸“进入运行界面”按钮，切换到运行界面。⑶系统运行界面如图4所示，界面可分为主、从站主要状态显示，分拣站变频器运行参数设置和实时显示，领料帐户数据设定和领料完成状况显示，以及系统启动操作、运行状态和主要故障状态显示等4个区域。图4运行界面系统启动的条件有网络通讯是否正常、各工作站是否准备就绪。①网络通讯正常时“通讯状态”指示灯亮，故障时闪烁。②准备就绪的条件是：●各工作站的方式转换开关均置于自动模式。●主站在初始状态，即主站各气缸均处于初始位置，抓取机械手装置在原点位置。●供料站在初始状态，即各个气缸均处于初始位置，料仓内有足够的工件。●装配站在初始状态，即各个气缸均处于初始位置，料仓内有足够的芯件。●加工站在初始状态，即各个气缸均处于初始位置。●分拣站在初始状态，即各个气缸均处于初始位置，传送带电机在停止状态。仅当以上二个条件均满足，才可触摸人机界面上的启动按钮启动系统。系统启动后，人机界面上“运行状态”指示灯常亮，表示系统在自动方式下运行。二、新的工艺生产要求1、客户领料品种改为从分拣单元获得三种套件：第一种套件（套件1）由白色芯2016年江苏省高等职业院校技能大赛自动化生产线安装与调试赛项6金属工件、金属芯白色工件各一个搭配组成，第二种套件（套件2）由黑色芯金属工件、黑色芯白色工件各一个搭配组成；第三种套件（套件3）由金属芯金属工件和白色芯白色工件各一个搭配组成。三种套件分别从分拣单元的工位一、工位二和工位三输出。不满足套件关系的成品工件应退回到分拣单元进料口，由输送站机械手抓取后送往回收盒。2、分拣单元变频器的控制改为采用通讯实现。3、为便于控制，显示整个系统主要工作状态的警示灯从装配单元移出，安装在工作台面上，控制线应连接到输送站PLC上。4、加工与分拣单元合用一台PLC承担它们的控制任务，5、系统应增加单站测试功能。三、需要完成的工作任务根据上述新的工艺生产要求，您须在5小时内完成如下技术改造的任务：(一)自动生产线设备部件安装1、由于生产目标的变化，各工作单元在工作台面上的布局须变更为图2所示。请您在完成YL-335B自动生产线的供料、装配、加工、分拣单元和输送单元的部分装配工作后，按照图2的布局把这些工作单元安装在YL-335B的工作桌面上。图中，长度单位为毫米，要求安装误差不大于1毫米。安装时请注意，输送单元直线运动机构的参考点位置在原点传感器中心线处，供料单元出料台中心线位置与原点传感器中心线重合。图5YL－335B安装平面图2、各工作单元装置侧部分的装配要求如下：2016年江苏省高等职业院校技能大赛自动化生产线安装与调试赛项7⑴供料、装配和加工单元装置侧部分的机械部件安装、气路连接工作已完成，选手须进一步按工作任务要求完成该单元在工作桌面上的定位，并进行必要的装配检查和调整工作。⑵根据附页01图（分拣单元的装配效果图），完成分拣单元装置侧部件的安装和调整以及工作单元在工作台面上定位。然后根据单元工作的工艺要求完成它们的气路连接，并调整气路，确保各气缸运行顺畅和平稳。⑶输送单元直线导轨底板已经安装在工作台面上，请根据附页02图（输送单元的装配效果图）继续完成装置侧部分的机械部件安装和调整的工作，再根据该单元工作的工艺要求完成其气路连接，气路连接完成后请进一步调整气路，确保各气缸运行顺畅和平稳。其中抓取机械手各气缸初始位置为：提升气缸处于下降状态，手臂伸缩气缸处于缩回状态，气爪处于松开状态，手臂摆动气缸在左限位位置。⑷请根据附页03图（警示灯的装配效果图）将警示灯安装在工作台面上，安装位置自行确定。(二)电路设计和电路连接1、供料站和装配站的电气接线已经完成。请根据现有的PLC控制程序，校核各PLC的I/O分配。注意，装配单元上的警示灯已撤除。2、设计加工-分拣站的控制电路，完成控制电路连接。本系统中，加工和分拣单元合用一台PLC作为控制器，加工单元装置侧的电气接线已经完成，各传感器和执行机构的引出线已连接到接线端口上，请加以核查，然后进一步在附页图04的电路图框（A3图纸）上设计加工-分拣单元的电气控制电路，并根据所设计的电路图连接电路。⑴加工-分拣站使用设备出厂时控制分拣单元的PLC为控制器。为满足I/O点需求，增加一块数字量扩展模块。①采用S7-200系列时，扩展模块为EM223（8点输入；8点继电器输出）；②采用S7-200SMART系列时，扩展模块为EMDR16（8点输入；8点继电器输出）；③采用FX-3U系列时，扩展模块为FX2N-8ER(4点输入；4点继电器输出)。⑵按照新的生产工艺，变频器的控制改为采用通讯实现，其中，PLC采用FX3U系列时，通过FX3U-485ADP通信扩展模块实现RS485通讯；采用西门子S7-200或S7-200SMART系列时，应采用USS协议实现RS485通讯。变频器的运行参数（设定频率、当2016年江苏省高等职业院校技能大赛自动化生产线安装与调试赛项8前运行频率以及上升、下降时间）由主站的人机界面设定或显示，设定频率的范围与原系统相同，但下降时间应在0.5～1.0秒范围可调整，上升时间则保持0.5秒。⑶所设计的图纸的图形符号和文字符号应符合国标GBT6988.1-2008或机标JB/2740-2008、JB/2739-2008的规定。3、请输送单元PLC的现有程序和增加警示灯接线的要求，以及伺服驱动器I/O控制信，确定输送站PLC的I/O分配，进而完成电路连接，完成后应根据运行要求设定伺服驱动器有关参数。4、说明：①所有连接到接线端口的导线应套上标号管，标号的编制自行确定。②PLC侧所有端子接线必须采用压接方式。(三)各站PLC网络连接系统的通讯方式不作改动，但应考虑加工单元与分拣单元全站后，整个系统为4个工作站。(四)连接触摸屏并组态用户界面在TPC7062KS人机界面上组态画面，要求用户窗口应增加一个手动调试界面，同时首页界面、客户登录界面和运行界面也应根据技术改造的要求作相应修改。其中，手动调试界面的组态要求，将在修改及调试PLC程序项目中一并说明，而首页界面的修改，应新增进入测试画面的按钮，当主站按钮/指示灯模块的转换开关SA在测试模式位置且主站已经准备就绪时，具有操作员组权限的用户可触摸该按钮进入测试界面。(五)修改及调试PLC程序根据技术改造的要求，系统的工作模式应分为手动调试模式和自动运行模式。系统上电后，无论何种工作模式，都必须首先完成主站复位操作后才能进行。1、手动调试模式⑴手动运行时，各站的方式转换开关SA应设置到手动方式位置。⑵主站（输送站）手动运行调试主站手动调试的主令信号主要来源于人机界