2016年现代电气控制系统安装与调试赛题A题(2)

具体配置见表1。

2、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、部分I/O、HMI与PLC组合分配方案见表1，其余自行定义。 表1 PLC、HMI及I/O配置方案

三菱Q+FX3U系列方案 HMI M3、M4 SB1～SB5 HL1～HL4 M1、M2、编码器 SA1、SA2 SQ1～SQ3 4、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）。把系统电气原理图、各PLC的I/O接线图在标准图纸上，并填写I/O分配表，在“设计”栏中填入选手工位号，在“制图”栏中填入PLC品牌型号。

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（参见实物），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

定长切料系统设备具备两种工作模式，模式一：调试模式；模式二：运行模式。设备上电后触摸屏首先跳出用户登录窗口。控制柜正面的红色指示灯HL1以

FX3U-32MT 6ES7288-1ST30-0AA0 6ES7212-1AE40-0XB0 S7-200Smart CPU 1212C FX3U-32MR 6ES7288-1SR40-0AA0 6ES7212-1BE40-0XB0 S7-200Smart CPU 1212C Q00UCPU 西门子S7-300 +S7-200Smart方案 CPU314C-2PN/DP 西门子S7-1500 +S7-1200方案 CPU 1511-1 PN 6

0.5Hz频率闪烁点亮，表示系统上电。

若连续15秒未对触摸屏进行任何操作，则触摸屏自动进入待机画面，即屏幕进入休眠状态，直到再次点击触摸屏。

1、登录画面要求

“用户登录”窗口参照图2进行设计。登录时可以选择以操作员身份登录，也可选择工程师身份登录，操作员密码为“123”，工程师密码为“456”。如输入有错，画面上应弹出“密码输入错误，是否重新输入”的提示框，点击提示框中的“是”，用户可重新登录，点击提示框中的“否”，用户可进入启动选择画面，但不能进行“调试模式”和“自动运行模式”选择，只能点击“用户重新登录”返回用户登录窗口重新登录。

登录成功后系统自动进入启动选择画面。

图2 用户登录画面 2、启动选择画面要求

图3 启动选择画面

启动选择画面参照图3进行设计。选择进入“调试模式”或者进入“自动运行模式”，只有工程师可以进行调试模式和自动运行模式操作，而操作员只能进行自动运行模式操作。即若之前以操作员身份登录，则画面上弹出“你没有进行该操作的权限”。启动选择画面中有能够返回登录画面的选择按钮。

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图4 调试模式画面

3、调试模式

触摸屏的调试模式画面请参考图4进行设计。触摸屏进入调试画面后，控制柜正面的红色指示灯HL1熄灭，绿色指示灯HL4保持0.5Hz频率闪烁，直到调试模式结束。触摸屏调试模式画面可以参考图进行制作设计：通过按下“选择调试按钮”，可依次选择需要调试的电机M1～M4，触摸屏中对应电机指示灯亮。按下控制柜正面绿色按钮SB4，选中的电机将进行调试运行。

（1）进料电动机M1调试过程

首先在触摸屏中设置进料电动机的速度（速度v的范围4.0~6.0mm/s，精确到小数点后1位），然后按下SB4按钮，M1电动机按照所设置的速度正向点动运行；然后设置工料的长度（长度L的范围为120.0~160.0mm，精确到小数点后1位），再次按下SB4按钮，M1电动机运行时间t秒后停止（t=L/v，t单位为s，精确到小数点后1位）； M1运行时随时按下红色停止按钮SB1，M1停止，再次按下SB4，M1电机继续运行剩余的时间。M1电动机调试过程中，红灯HL2长亮。

时间t应当显示在触摸屏中。 （2）滑台电动机M2调试过程

首先M2电机在JOG模式下运行，运行速度设置为60r/min，此时直接点按

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伺服驱动器的上下箭头按钮，M2电机带动滑块左右移动，移动过程中检测左右硬限位SQ5和SQ4。即滑块左移时，SQ5检测有信号，滑块停止；滑块右移时，SQ4检测有信号，滑块停止。

JOG模式下将滑台调节回原点SQ2，选择不同的工料类型，按下SB4按钮，M2电机带动滑块向右移动，移动速度v1与之前设置的进料电机速度v相同，移动距离L1=v1*t1，（t1为切一次料所需要的完整时间，t1包括压紧气缸的压紧时间t11，锯片电机的启动时间t12即△-YY切换时间，工料的切断时间t13，切割气缸的缩回时间t14，压紧气缸的缩回时间t15，t1=max（t11,t12）+t13+t14+t15）。

当选择不同的工料时，各个气缸的运行时间不同：选择工料一时，压紧气缸的压紧时间t11和缩回时间t15分别为2s，锯片电机的启动时间t12即△-YY切换时间为3s，切割气缸的切断时间t13为4s、缩回时间t14为1s，；选择工料二时，压紧气缸的压紧时间t11和缩回时间t15分别为1s，锯片电机的启动时间t12即△-YY切换时间为3s，切割气缸的切断时间t13为5s、缩回时间t14为2s。

当M2电机移动至L1距离后，立即返回原点SQ2，即返回距离L2=L1，返回时间t2=t-t1，则返回速度v2=L2/t2。M2运行时随时按下红色停止按钮SB1，M2停止，再次按下SB4，M2电机继续运行；同时，SQ3检测有信号，则M2电机停止，SQ3恢复，M2继续左行，SQ1检测有信号，则M2电机无法右行，SQ1恢复，M2电机继续右行。M2电机调试过程中，红灯HL2以1Hz闪烁。

时间t1、t2，速度v2应当显示在触摸屏中。

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图5 滑台电动机结构示意图

（3）锯片电动机M3调试过程

按下SB4按钮，电机M3实现△-YY切换运行，切换时间为3s。切换完成后电机的运行时间为t3(t3=t13+t14+t15)，M3运行t3后自行停止。但若电机M3运行过程中按下停止按钮SB1，则电机M3停止，电机M3调试中止。再次按下SB4，电机M3重新（不是从中断位置）开始调试。电机M3在低速运行时， 指示灯HL2以2Hz闪烁点亮，电机M3在高速运行时，指示灯HL2长亮，电机M3停止时，指示灯HL2熄灭。

时间t3应当显示在触摸屏中。 （4）正品传送带电动机M4调试过程

按下SB4按钮，电机M4正向启动（从电机轴一侧来看，顺时针为正向旋转，逆时针为反旋转向），3秒后M4停止，再3秒后又自动启动，按此周期反复运行，可随时按下SB1使M4停止。M4电机调试过程中， HL2以5Hz闪烁。

所有电机（M1～M4）调试完成后触摸屏画面将返回至启动选择画面。调试模式下，单台电机可以反复调试。

4、自动运行模式

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