《（全國職業(yè)技能比賽：高職）GZ016工業(yè)網(wǎng)絡(luò)智能控制與維護賽項（學(xué)生賽）賽題第3套.docx》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫。

全國職業(yè)院校技能大賽競賽任務(wù)書賽題三賽項名稱：工業(yè)網(wǎng)絡(luò)智能控制與維護英文名稱：IntelligentControlandMaintenanceofIndustrialNetworks賽項組別：高等職業(yè)教育（學(xué)生賽）賽項編號：GZ016 2023年全國職業(yè)院校技能大賽高職組“工業(yè)網(wǎng)絡(luò)智能控制與維護”賽項（學(xué)生賽）賽題三選手須知：1.任務(wù)書共12頁，如出現(xiàn)任務(wù)書缺頁、字跡不清等問題，請及時向裁判申請更換任務(wù)書。2.參賽隊?wèi)?yīng)在6小時內(nèi)完成任務(wù)書規(guī)定內(nèi)容。3.競賽過程配有兩臺編程計算機，參考資料（使用手冊、使用說明書、IO變量表）以.pdf格式放置在“E:參考資料”文件夾下。4.選手在競賽過程中創(chuàng)建的程序文件必須存儲到“D:賽位號”文件夾下，未存儲到指定位置的運行記錄或程序文件均不予給分。5.選手提交的試卷不得出現(xiàn)學(xué)校、姓名等與身份有關(guān)的信息，否則成績無效。6.每一個任務(wù)的初始狀態(tài)和具體測試要求根據(jù)評判要求在開賽時、任務(wù)評分前或任務(wù)評分時給定。7.在完成任務(wù)過程中，請及時保存程序及數(shù)據(jù)。競賽場次：第場賽位號：第號 基于工業(yè)網(wǎng)絡(luò)控制的汽車輪胎裝配生產(chǎn)線一、平臺概述本比賽項目需通過物理平臺達成考察目標，平臺為一條簡易工業(yè)網(wǎng)絡(luò)零部件裝配檢測生產(chǎn)線。整個生產(chǎn)線系統(tǒng)由四部分構(gòu)成：工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)、現(xiàn)場工作站、控制系統(tǒng)單元和感知執(zhí)行單元，每個部分均配有通信系統(tǒng)接口，組網(wǎng)實現(xiàn)整個生產(chǎn)線的互聯(lián)互通?，F(xiàn)場感知執(zhí)行單元配有人機交互模塊（觸摸屏），并應(yīng)配有無線通信接口（如WIFI、FRID）或生物信息識別功能，可實現(xiàn)身份驗證，保證系統(tǒng)安全和產(chǎn)品信息溯源。生產(chǎn)線軟件系統(tǒng)包括用于生產(chǎn)線設(shè)計的工業(yè)網(wǎng)絡(luò)控制架構(gòu)設(shè)計系統(tǒng)、工業(yè)網(wǎng)絡(luò)仿真軟件和生產(chǎn)管理（MES系統(tǒng)的一部分）系統(tǒng)?？刂葡到y(tǒng)單元集成包括PLC、變頻器、伺服控制器、中間繼電器等電氣部件；感知執(zhí)行單元包括各種傳感器、執(zhí)行部件、現(xiàn)場觸摸控制屏、顯示屏和物料倉等，集成于一個平臺上，用于模仿生產(chǎn)制造車間現(xiàn)實環(huán)境。各類傳感器用于感知監(jiān)測物理量的狀態(tài)，為系統(tǒng)決策與執(zhí)行提供信息；各執(zhí)行部件執(zhí)行系統(tǒng)的控制命令，完成既定的動作。送料B中的工件內(nèi)部植入FRID芯片，便于產(chǎn)品質(zhì)量溯源，送料A、B模塊均采用氣缸推送方式，外觀缺陷檢測采用視覺檢測，成品搬移采用三軸線性運動抓取機構(gòu)。該系統(tǒng)能夠完成送料、裝配、尺寸（高度）檢測和分揀、外觀（視覺顏色、缺陷）檢測分揀、FRID產(chǎn)品信息錄入、合格成品搬移入庫等功能。整個生產(chǎn)過程在生產(chǎn)管理（MES）系統(tǒng)監(jiān)控下自動完成。 二、任務(wù)要求根據(jù)任務(wù)書功能要求進行系統(tǒng)方案設(shè)計，完成后填寫設(shè)備選型設(shè)計表?？傮w任務(wù)是設(shè)計并利用現(xiàn)場提供設(shè)備組網(wǎng)完成一個汽車輪胎輪轂自動組裝的生產(chǎn)線，其中輪轂上植入FRID產(chǎn)品信息，輪胎輪轂采用塑料金屬模仿件。分項任務(wù)如下：（1）采用工業(yè)網(wǎng)絡(luò)控制架構(gòu)設(shè)計軟件進行設(shè)計能完成所要求功能的系統(tǒng)；（2）采用工業(yè)網(wǎng)絡(luò)控制仿真軟件調(diào)試仿真設(shè)計的系統(tǒng)；（3）采用現(xiàn)場各模塊組網(wǎng)、編程，實現(xiàn)要求的功能。（4）編寫《競賽總結(jié)》，保存到“D:賽位號”。具體要求如下：①通過啟動現(xiàn)場觸摸控制器，自動錄入操作者信息，系統(tǒng)自檢、待機；②根據(jù)生產(chǎn)任務(wù)，通過生產(chǎn)管理系統(tǒng)（MES）下達生產(chǎn)指令，啟動系統(tǒng)運行；③輪胎通過送料模塊A完成外料自動上料，并由輸送帶送至安裝位置；④輪轂通過送料模塊B完成內(nèi)料自動上料，并將輪轂與輪胎組裝，輪轂中提前植入產(chǎn)品信息的芯片；⑤組裝好的產(chǎn)品由輸送帶送外觀檢測位置，進行外觀檢測；⑥外觀檢測后，進行分揀，合格產(chǎn)品進行FRID信息讀入； ⑦讀入產(chǎn)品信息后的合格品，由輸送帶送至待搬移位置；⑧搬移機構(gòu)將成品搬移并依次規(guī)劃方式擺放九宮格倉庫中。搬移過程中，搬移機構(gòu)的兩軸按照先Y軸后X軸次序，將產(chǎn)品按照ABCGHI順序位置擺放；⑨生產(chǎn)信息能夠顯示于大屏之上。三、競賽內(nèi)容模塊一：工業(yè)網(wǎng)絡(luò)智能控制與維護系統(tǒng)工業(yè)網(wǎng)絡(luò)設(shè)計任務(wù)1：系統(tǒng)方案設(shè)計（1）根據(jù)任務(wù)需求設(shè)計系統(tǒng)方案，填寫設(shè)計方案要素表，包括主要元件的選型、功能描述和位置布局，完成后填寫設(shè)備選型設(shè)計表。表1系統(tǒng)元器件選型設(shè)計表序號設(shè)備名稱選用型號功能描述位置布局（2）根據(jù)系統(tǒng)方案進行網(wǎng)絡(luò)拓撲圖繪制①采用工業(yè)網(wǎng)絡(luò)控制設(shè)計軟件進行繪制，包括根據(jù)設(shè)計方案中確定的設(shè)備進行選型、組網(wǎng)，完成虛擬系統(tǒng)的搭建。②使用網(wǎng)絡(luò)拓撲圖設(shè)計軟件設(shè)計整個網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)拓撲圖，完成智能生產(chǎn)系統(tǒng)的邊緣層，包括設(shè)備層、控制層、數(shù)據(jù)接入層），應(yīng)用層、網(wǎng)絡(luò)層的繪制。同時，在網(wǎng)絡(luò)拓撲圖中標注各設(shè)備之間所采用 的工業(yè)網(wǎng)絡(luò)通訊總線，不同工業(yè)網(wǎng)絡(luò)通訊總線采用不同顏色線條標注。并將繪制的文件保存。（3）根據(jù)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，對遠程服務(wù)器，工作站運維計算機，數(shù)據(jù)管理網(wǎng)絡(luò)中主控PLC、觸摸屏，生產(chǎn)線PLC、伺服驅(qū)動器、掃碼器和搬移機械裝置等網(wǎng)絡(luò)設(shè)備IP地址進行規(guī)劃和分配。表2系統(tǒng)IP地址分配表序號設(shè)備名稱IP地址12345678910任務(wù)2：網(wǎng)絡(luò)控制虛擬系統(tǒng)仿真設(shè)計與調(diào)試（1）虛擬系統(tǒng)仿真設(shè)計采用虛擬仿真編程軟件，并對各個模塊進行編程，其中包括根據(jù)功能進行對象、信號定義，并將信號映射到PLC中；編寫PLC程序?qū)⑿盘栍成涞椒抡孳浖?，完成相關(guān)設(shè)備的自動運行；編寫PLC和HMI程序，實現(xiàn)在HMI中下發(fā)數(shù)據(jù)到PLC，實現(xiàn)相關(guān)設(shè)備模擬自動運行，等等。同時還要求：①打開設(shè)備模型庫，調(diào)用與實物機構(gòu)相同的設(shè)備模型；②將調(diào)用的設(shè)備設(shè)置在安裝位置，與設(shè)計方案中布局圖安裝位置相同；③設(shè)置各設(shè)備仿真模型的屬性，并進行輸入輸出IO點關(guān)聯(lián)，虛擬關(guān)聯(lián)應(yīng)對應(yīng)實際PLC等設(shè)備的輸入輸出連接點。 （2）虛擬系統(tǒng)仿真調(diào)試在虛擬仿真編程開發(fā)環(huán)境中完成，要求：①設(shè)置虛擬仿真編程開發(fā)環(huán)境的可編程控制器模擬軟件PLCSIM通訊參數(shù)；②通過通信參數(shù)設(shè)置控制相關(guān)設(shè)備，實現(xiàn)設(shè)備模型動作完成，虛擬設(shè)備模型動作應(yīng)與實際設(shè)備的動作一致；③控制虛擬部件模型運動到指定位置，虛擬傳感器模型能夠正確檢測并輸出信號給可編程控制器模擬軟件；④在仿真系統(tǒng)中，按照工藝流程，將各部件進行聯(lián)機運行。任務(wù)3：物理系統(tǒng)的安裝、組網(wǎng)和測試（1）設(shè)備安裝根據(jù)設(shè)計方案和仿真結(jié)果進行部件或設(shè)備選型，如根據(jù)檢測物理量選擇相應(yīng)傳感器；根據(jù)要求的氣動上料要求，選擇合適的氣動執(zhí)行設(shè)備；根據(jù)皮帶傳輸功能要求，選擇相應(yīng)的電機；根據(jù)任務(wù)書中的要求視覺檢測，選擇滿足需求的視覺檢測設(shè)備，等等，并將這些設(shè)備安裝固定，要求符合相關(guān)電氣施工規(guī)范的國家和行業(yè)標準。（2）系統(tǒng)組網(wǎng)將相關(guān)設(shè)備采用對應(yīng)的通信接口和線纜進行連接，完成系統(tǒng)組網(wǎng)，如電量計量表采用RS485通信接口進行連接；LPC與信息采集單元模擬量輸出端、數(shù)字輸出端、氣動部件、電機部件之間，制作相應(yīng)的連接線纜進行組網(wǎng)；同時，完成ProfiBus、ProfiNet 總線的通訊電路連接。安裝過程中，元部件、設(shè)備安裝，線纜表示和固定、線段壓線等均符合工業(yè)電氣相關(guān)電氣施工規(guī)范的國家和行業(yè)標準。（3）網(wǎng)絡(luò)參數(shù)配置和測試根據(jù)任務(wù)書要求和設(shè)計中的要求，需要完成相關(guān)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)參數(shù)設(shè)定，并填寫相應(yīng)參數(shù)，使系統(tǒng)能進行網(wǎng)絡(luò)通訊測試，要求：①智能電量采集表、變頻器采用RS-485總線與PLC連接，使用Modbus協(xié)議通信（RTU），并填寫“RS485通訊參數(shù)設(shè)定表”表格；使用“USB轉(zhuǎn)RS485”將感知設(shè)備總線連接至計算機USB口。根據(jù)“通訊參數(shù)設(shè)定表”，使用串口調(diào)試工具檢測設(shè)備的連通完好性，并保存測試結(jié)果。②PLC之間通信可采用ProfiNet智能輸入輸出方式，根據(jù)設(shè)計中的要求對相關(guān)設(shè)備設(shè)定系統(tǒng)參數(shù)，并填寫“ProfiNet通訊參數(shù)設(shè)定表”，使用相關(guān)通用性軟件（設(shè)備廠商提供）將ProfiNet組態(tài)界面的“網(wǎng)絡(luò)視圖”界面和“操作模式-智能設(shè)備通信”界面保存。③PLC與遠程IO模塊1、遠程IO模塊2、RFID網(wǎng)管控制、伺服驅(qū)動等設(shè)備部件之間采用ProfiNet的通訊方式，但要實現(xiàn)與遠程IO模塊2之間通訊，需對ProfiBus劃分主站模塊和從站模塊，并要求對相關(guān)設(shè)備進行GSD文件添加，并進行設(shè)備組態(tài)，設(shè)置相關(guān)屬性參數(shù)；PLC與視覺系統(tǒng)之間采用TCP/IP的通訊方式，根據(jù)任務(wù)書要求對相關(guān)設(shè)備并進行設(shè)備組態(tài)，設(shè)置相關(guān)屬性參數(shù)。模塊二：工業(yè)網(wǎng)絡(luò)智能控制與維護系統(tǒng)調(diào)試人機交互界面上HMI 設(shè)有運行和調(diào)試選項，調(diào)試選項包括各工序選項，如包括送料、輸送帶傳送、組裝、視覺檢測與分揀、RFID錄入和三軸線性運動直角搬移機構(gòu)，還包括可視化單元、工業(yè)網(wǎng)絡(luò)和系統(tǒng)聯(lián)調(diào)選項，每一個子選項根據(jù)環(huán)節(jié)設(shè)置子項調(diào)試項目，如送料工序，包括氣缸推料和輸送至檢測分揀位置，這兩個部分均要能夠單獨手動調(diào)試，在每一個環(huán)節(jié)可設(shè)置相關(guān)參數(shù)。聯(lián)調(diào)應(yīng)該在各個單元完成后進行聯(lián)調(diào)。在每項子任務(wù)調(diào)試前，需要編寫PLC和HMI程序（可在仿真程序的基礎(chǔ)上修改），通過操作HMI控制自動供料單元、安裝單元、檢測分揀單元和搬移單元的手動和自動運行。任務(wù)1：系統(tǒng)調(diào)試（1）工業(yè)網(wǎng)絡(luò)智能控制系統(tǒng)編程調(diào)試①網(wǎng)絡(luò)設(shè)備上電后，判定各設(shè)備指示器是否正常；②使用網(wǎng)線測試工具進行信號聯(lián)通性測試；③通過三層交換機管理界面，將各三層交換機相關(guān)端口配置為組環(huán)網(wǎng)端口；④完成各三層交換機環(huán)網(wǎng)參數(shù)配置，使數(shù)據(jù)能夠在環(huán)網(wǎng)中傳輸（2）工業(yè)網(wǎng)絡(luò)智能控制系統(tǒng)手動調(diào)試與系統(tǒng)優(yōu)化①氣缸手動調(diào)試。先選擇送料模塊A或B，當(dāng)按下推料按鈕時，氣缸推出，當(dāng)氣缸到位時，指示燈亮；當(dāng)按下回縮按鈕時，氣缸回縮，在觸摸屏中的相應(yīng)指示燈亮。② 電機手動調(diào)試。根據(jù)任務(wù)書所要求選擇傳輸模塊的驅(qū)動電機（步進電機驅(qū)動或變頻器驅(qū)動）。在觸摸屏中電機運行參數(shù)模塊中，輸入傳輸電機的傳輸速度、加速度、減速度參數(shù)；當(dāng)按下輸送帶手動前進按鈕時，輸送帶正常前進運行；當(dāng)按下輸送帶手動后退按鈕時，輸送帶正常后退運行；輸送帶運行同時，通過速度傳感器檢測輸送帶運行速度，并實施顯示在觸摸屏中。③分揀裝置手動調(diào)試。當(dāng)按下分揀阻擋按鈕時，當(dāng)阻擋到位時，觸摸屏中對應(yīng)該阻擋的指示燈亮；當(dāng)按下分揀放行按鈕時，當(dāng)放行到位時，在觸摸屏中該放行到位指示燈亮。④選擇單機調(diào)試模式，進入手動調(diào)試界面，選擇輪胎輪轂裝配模塊調(diào)試。調(diào)試過程與①過程類似。⑤選擇單機調(diào)試模式，選擇RFID檢測模塊調(diào)試。將帶有電子標簽的輪轂手動放置在該檢測工位，當(dāng)設(shè)置為讀取模式時，按下RFID讀取按鈕時，觸摸屏中輸出該電子標簽載碼體的信息；當(dāng)設(shè)置為寫入模式時，按下RFID寫入按鈕時，系統(tǒng)將觸摸屏中設(shè)置的信息寫入到該電子標簽載碼體中。⑥在調(diào)試狀態(tài)下，選擇視覺檢測模式，當(dāng)按下“視覺檢測”按鈕時，可以判定裝配件的質(zhì)量是否合格，產(chǎn)品合格綠燈亮，產(chǎn)品不合格紅燈亮。⑦在調(diào)試狀態(tài)下，選擇產(chǎn)品搬移選項的取貨模式，按下設(shè)置的“取貨”按鈕，機械搬移系統(tǒng)完成將貨物“拾起”動作；當(dāng)選擇“倉儲”模式，按下設(shè)置的“倉儲”按鈕，機械搬移系統(tǒng)可以實現(xiàn)將“拾起”的產(chǎn)品送到指定的倉儲位置。搬移過程中，搬移機構(gòu)的兩軸安裝先Y軸后X軸次序，將產(chǎn)品按照ABCGHI順序位置擺放。 （3）系統(tǒng)聯(lián)調(diào)在調(diào)試狀態(tài)下，選擇“系統(tǒng)聯(lián)調(diào)”選項，操作員使用FRID卡或其生物信息（指紋、人臉識別）進行人機交互時，系統(tǒng)自檢待機狀態(tài)；操作人員通過觸摸屏在MES中下達生產(chǎn)任務(wù)時，系統(tǒng)進入自動組裝生產(chǎn)循環(huán)運行狀態(tài)。首先，送料模塊A將輪胎推到傳送帶上氣缸回縮，傳送帶將輪胎送至安裝位置，傳感器檢測到位后，停止輸送帶電機；接著送料模塊B將輪轂與輪胎進行組裝，送料模塊B氣缸回縮，完成組裝工序；啟動輸送帶將組件送至視覺檢測后，再次進行外觀分揀，外觀合格的組裝件被送到待搬移位置，經(jīng)過FRID產(chǎn)品信息錄入后，通過三軸線性運動控制搬移機構(gòu)送到指定位置，搬移過程中，搬移機構(gòu)的兩軸安裝先Y軸后X軸次序，將產(chǎn)品按照ABCGHI順序位置擺放。（4）可視化系統(tǒng)調(diào)試在調(diào)試狀態(tài)下，選擇“可視化”選項，系統(tǒng)能夠在自動運行情況下，實現(xiàn)整個系統(tǒng)運行狀態(tài)圖和相關(guān)數(shù)據(jù)顯示。還可實現(xiàn)能耗和二氧化碳排放顯示。任務(wù)2：故障診斷調(diào)試模擬故障調(diào)試當(dāng)在調(diào)試狀態(tài)下，選擇“故障模擬”時，系統(tǒng)能夠在可視化系統(tǒng)上顯示“故障”。故障現(xiàn)象包括總電源故障、網(wǎng)絡(luò)連線及相關(guān)設(shè)備、 光電位置傳感器失靈、推料氣缸卡死、輸送帶電機掉電、搬移裝置三軸電機人一個出現(xiàn)掉電，等等，在正常運行開始幾個組裝周期后，系統(tǒng)隨機產(chǎn)生其中一個故障，系統(tǒng)停止運行，并進行聲光報警，通知運維人員故障排除。任務(wù)3：撰寫《競賽總結(jié)》。保存到“D:賽位號”。綜合任務(wù)：職業(yè)素養(yǎng)考查選手操作過程中的安全規(guī)范；設(shè)施設(shè)備、工具儀器使用情況；衛(wèi)生清潔情況；穿戴規(guī)范；工作紀律，文明禮貌等。由現(xiàn)場裁判進行過程記錄、現(xiàn)場評分、選手確認。在任務(wù)施工過程中正確選擇設(shè)備，安全可靠的使用工具，設(shè)備安裝穩(wěn)固、部件均勻排布、行列對齊、間距相等、整齊美觀；布線合理、所有線都裝入線槽。施工完成后需對地板衛(wèi)生進行打掃、對桌面進行整理、對工具設(shè)備進行還原。