1、第 1 页 共 12 页 2013 年全国首届可编程序控制系统设计师职业技能大赛 实操任务书 （职工组样题） 工 位 号： 竞赛时间： 210 分钟 2013 年全国可编程序控制系统设计师职业技能大赛 组委会 2013 年 7 月 项目名称： 自动灌装生产线 PLC控制系统的安装与调试 分值：100 限时：210 分钟 一、概述 你负责交付一条自动液体灌装生产线给 客户，用以实现产品灌装过程的自动化。生产线主要由空瓶传送带、推 瓶机械手、四工位转盘、灌装装置、瓶盖送料装置、夹瓶机械手、压盖装置 、三自由度机械手以及配套的气动、电气控制系统组成，如图 1所示。 三自由度机械手 压盖装置 夹瓶机械
2、手 瓶盖送料装置CDB第 2 页 共 12 页 空瓶由传送带送入，经推瓶机械手推入四工位转盘 A 工位，然后依次在空瓶传送带 A灌装装置 推瓶机械手 四工位转盘图 1：自动灌装生产线系统简图B 工位定量灌装、 C 工位夹持固定后由压盖装置封盖，最后在 D 工位由三自由度机械手取出，按 1 5 的编号顺序放入成品料架的指定位置，如图 2 所示。 第 3 页 共 12 页 二、工作内容 按照赛场提供的技术文件，在SkPLC2-1型可编程序控制系统设计师实训考核设备上完成以下工作内容： 1）根据工作任务要求确定PLC控制系统的集成方案； 2）根据I/O分配表进行PLC输入、输出线路连接与传感器调整；
3、 3）PLC控制系统通信线路连接； 4）PLC程序编写与触摸屏界面组态； 5）联机调试与运行，满足设备控制要求。 三、验收标准 1）设备安装、调试完毕后按任务完成情况评估表 （附件1）规定内容进行验收； 2）电气回路连接，必须遵循2013 年全国首届可编程序控制系统设计师职业技能大赛赛专业规范 。 注意 ： 产品验收完成后将即刻交付给客户， 不可能再做任何修与改完善，敬图 2： 成品摆放位置及顺序1 243 5第 4 页 共 12 页 请按时保质完成任务！ 四、其它说明 1. 运动机构的原点位置： 1）推瓶机械手：推瓶气缸活塞杆内缩； 2）四工位转盘：转盘装瓶孔与四工作位置对齐； 3）灌装装置
4、：灌装头位于上限位； 4） 內瓶盖送料装置：推料气缸 缩； 5 內）夹瓶机械手：气缸活塞 缩； 6）压盖装置：原点位置； 7）三自由度机械手：X、Y、Z轴均位于轴原点位。 2. PLC I/O分配表 输入 功能描述 输出 功能描述 PLC1（CPU313C-2DP）I/O 地址分配 DI0 急停按钮（已接线） DO0 红色指示灯 DI1 启动按钮（已接线） DO1 绿色指示灯 DI2 停止按钮（已接线） DO2 报警蜂鸣器 DI3 复位按钮（已接线） DO3 传送带启停 DI4 功能选择开关（已接线） DO4 挡料气缸伸缩 DI5 灌装工位瓶状态检测（已接线） DO5 推瓶机械手吸盘 DI6
5、DO6 推瓶机械手气缸伸缩 DI7 挡料缸后限位 DO7 四工位转盘启停（已接线） DI10 DO10 灌装装置升降（已接线） DI11 推瓶气缸后限位 DO11 灌装电磁阀（已接线） DI12 四工位转盘原点（已接线） DO12 DI13 灌装装置上限位（已接线） DO13 DI14 灌装装置下限位（已接线） DO14 水泵5启停（已接线） 第 5 页 共 12 页 DI15 传送带末端物料到位检测 DO15 电热管（已接线） DI16 X轴故障信号（已接线） DO16 DI17 Y轴故障信号（已接线） DO17 PLC2（CPU224XP）I/O 地址分配 DI0 Y轴原点信号（已接线）
6、DO0 Y轴脉冲信号（+）（已接线） DI1 Y轴前限位 DO1 Z轴脉冲信号（+）（已接线） DI2 Y轴后限位 DO2 Y轴脉冲信号（-）（已接线） DI3 Z轴原点信号（已接线） DO3 Z轴脉冲信号（-）（已接线） DI4 Z轴上限位 DO4三自由度机械手气动手指（已接线） DI5 Z轴下限位 DO5 推瓶盖气缸伸缩 DI6 瓶盖送料装置物料状态检测 DO6 压盖旋转气缸右旋（空） DI7 推瓶盖气缸后限位 DO7 压盖旋转气缸左旋（空） DI10 接料座物料状态检测 DO10 压盖装置吸盘（空） DI11 压盖旋转气缸右限位 DO11 夹瓶气缸伸缩 DI12 压盖旋转气缸原点 DI1
7、3 压盖旋转气缸左限位 DI14 夹瓶气缸后限位 DI15 PLC2扩展模块（EM253） LMT+ X轴左限位（已接线） P0 X轴脉冲信号（已接线） LMT- X轴右限位（已接线） P1 X轴脉冲信号（已接线） RPS X轴原点位置（已接线） STP 紧急停止（已接线） 第 6 页 共 12 页 附件 1：项目完成情况评估表 项目及要求 分值 完成情况项目 1：传感器选型与安装（4分） 准备：接通电源，手动检查各个传感器的工作状态。 瓶盖送料装置物料状态检测传感器选型正确 0.25 瓶盖送料装置物料状态检测传感器安装正确、牢固 0.25 瓶盖送料装置物料状态检测传感器调整正确，工作可靠 0
8、.5 接料座物料状态检测传感器选型正确 0.25 接料座物料状态检测传感器安装正确、牢固 0.25 接料座物料状态检测传感器调整正确，工作可靠 0.5 传送带末端物料到位检测传感器选型正确 0.25 传送带末端物料到位检测传感器安装正确、牢固 0.25 传送带末端物料到位检测传感器调整正确，工作可靠 0.5 挡料缸后限位传感器选型正确，安装牢固，一处 0.15分 0.15 挡料缸后限位传感器工作可靠，一处 0.1分 0.1 推瓶气缸后限位传感器选型正确，安装牢固，一处 0.15分 0.15 推瓶气缸后限位传感器工作可靠，一处 0.1分 0.1 推瓶盖气缸后限位传感器选型正确，安装牢固，一处 0
9、.15分 0.15 推瓶盖气缸后限位传感器工作可靠，一处 0.1分 0.1 夹瓶气缸后限位传感器选型正确，安装牢固，一处 0.15分 0.15 夹瓶气缸后限位传感器工作可靠，一处 0.1分 0.1 合计 4 项目 2：电路连接（15分） 准备：接通气源、电源，通过触摸屏操作。 线路连接正确性，I/O错 1处扣 0.3分（DI观察 PLC输入指示灯，DO通过触摸屏手动操作实现） 5.0 电路连接专业规范（10分），违反专业规范每处扣 0.5分 -0.5 -0.5 第 7 页 共 12 页 -0.5 -0.5 -0.5 -0.5 -0.5 -0.5 -0.5 -0.5 -0.5 -0.5 -0.5
10、 -0.5 -0.5 -0.5 -0.5 -0.5 -0.5 -0.5 合计 15 项目 3：人机界面组态（17分） 准备：接通电源，通过触摸屏操作。 开机画面为欢迎画面（内容自己设计） 0.2 3S后自动切换至“自动控制画面” 1.0 “自动控制画面”功能 手动、自动控制模式状态指示灯与功能，指示灯 0.05分，功能 0.15分 0.4 自动运行启动、停止按钮，按钮 0.05分，功能 0.15分 0.4 复位按钮，按钮 0.05分，功能 0.15分 0.2 复位指示灯，按钮 0.05分，功能 0.15分 0.2 成品料架各存放点状态指示，指示灯 0.05分，功能 0.15分 1.0 按“手动
11、控制画面”按钮进入“手动控制画面” 0.1 第 8 页 共 12 页 按“报警履历画面”按钮进入“报警履历画面” 0.1 按“参数设置画面”按钮进入“参数设置画面” 0.1 “手动控制画面”功能 手动、自动控制模式状态指示灯与功能，指示灯 0.05分，功能 0.15分 0.4 各执行机构的手动按钮与功能，按钮 0.05分，功能 0.15分 4.0 按“自动控制画面”按钮进入“自动控制画面” 0.1 按“报警履历画面”按钮进入“报警履历画面” 0.1 按“参数设置画面”按钮进入“参数设置画面” 0.1 “参数设置画面”功能 点X、Y、Z坐标设置，输入窗口 0.05分，功能 0.15分 0.6 点
12、X、Y、Z坐标设置，输入窗口 0.05分，功能 0.15分 0.6 点X、Y、Z坐标设置，输入窗口 0.05分，功能 0.15分 0.6 点X、Y、Z坐标设置，输入窗口 0.05分，功能 0.15分 0.6 点X、Y、Z坐标设置，输入窗口 0.05分，功能 0.15分 0.6 按“手动控制画面”按钮进入“手动控制画面” 0.1 按“自动控制画面”按钮进入“自动控制画面” 0.1 按“报警履历画面”按钮进入“报警履历画面” 0.1 “报警履历画面”功能 报警历史记录与查阅功能， 0.5 报警事件包括：急停、无空瓶、无瓶盖，缺 1扣 0.5分 1.5 按“手动控制画面”按钮进入“手动控制画面” 0
13、.1 按“自动控制画面”按钮进入“自动控制画面” 0.1 按“参数设置画面”按钮进入“参数设置画面” 0.1 用户界面设计规范 不同画面功能分区一致，画面布局合理 1.0 按钮、指示灯、计数器等均应有文字标识，缺标识一处扣 0.1分 1.0 按钮、指示灯、文字大小、颜色协调 1.0 合计 17 第 9 页 共 12 页 项目 4：主机功能（39分） 准备：接通电源，通过触摸屏操作。 注 ： 1.任何时候，组合指示灯上均只有一个灯亮； 2.除组合指示灯外其余所有指示灯均在触摸屏实现。 组合指示灯的红灯亮 0.25 如果系统在原点位置，复位指示灯亮，否则复位指示灯熄灭 0.25 按复位按钮 推瓶机
14、械手回原点 0.15 四工位转盘回原点 0.25 灌装装置回原点 0.15 夹瓶机械手回原点 0.15 三自由度机械手 X轴回原点 0.5 三自由度机械手 Y轴回原点 0.5 三自由度机械手 Z轴回原点 0.5 互锁控制要求 手动控制模式下： 自动运行操作无效 0.15 推瓶机械手推出时，转盘不能移动 0.15 灌装头处于下限位时，转盘不能移动 0.15 推瓶机械手推出时，转盘不能移动 0.15 C工位无瓶或灌装头处于上限位，灌装阀不能打开 0.30 接料座有工件时，推瓶盖不动作 0.15 系统不在原点位置，自动运行操作无效 0.15 自动控制模式，手动操作无效 0.15 将 5个空瓶放入传送
15、带 （自动运行过程中操作者不得手动干预，无法按流程工作则后续功能不得分。每位选手有 2次运行机会） 切换至自动模式，组合指示灯的绿灯亮（开机为手动控制模式） 0.15 按自动运行启动按钮，自动运行灯亮 0.15 A：传送带 传送带启动运行 0.5 第 10 页 共 12 页 传送带上无瓶则自动停止，组合指示灯的红灯闪烁（闪烁频率 1 HZ） 1.0 传送带上有瓶则将空瓶传送至推瓶工位后自动停止 1.0 B：推瓶机械手 无瓶，推瓶机械手不动作 0.15 有瓶：将空瓶推入工位 A，真空吸盘同步工作 0.5 推瓶到位，吸盘释放后推瓶机械手返回 0.5 C：四工位转盘 各有料工位加工工艺处理完毕，转盘
16、转动一个工位 1.5 D：灌装装置 B工位无瓶：灌装装置不动作 0.15 B工位有瓶：灌装头下降 0.5 到下限位后，灌装阀打开，计时灌装 0.5 灌装结束，关闭灌装阀，灌装头复位 0.5 E：瓶盖送料装置 料架无料：组合指示灯的红灯闪烁（闪烁频率 1 HZ） 0.25 瓶盖送料装置不动作 0.15 料架有料：若接料座空，推出瓶盖 0.5 若接料座有瓶盖，瓶盖送料装置不动作 0.5 F：夹瓶机械手 C工位无瓶：夹瓶机械手不动作 0.15 C工位有瓶：夹紧瓶子 0.5 压盖完成后，夹瓶机械手复位 0.5 G：压盖装置 夹瓶机械手未夹紧：压盖装置不动作 0.15 夹瓶机械手夹紧瓶子：压盖装置取瓶盖
17、封盖 0.5 压盖完成后，压盖装置复位 0.5 H：三自由度机械手 D工位无瓶：三自由度机械手不动作 0.15 D工位有瓶：取瓶 1.0 准确放入指定位置后，等待取瓶。每个位置 1.5分 7.5 第 11 页 共 12 页 自动停机 成品料架未满，生产线按上述 A-H要求循环工作，一个循环 2.0分 8.0 成品料架满，生产线自动停机 1.0 按自动运行停止按钮，自动线处理完已推入转盘工件后 传送带停止 0.1 推瓶机械手停在原点位置 0.1 转盘停在原点位置 0.15 灌装装置停在原点位置 0.15 瓶盖送料装置停在原点位置 0.1 夹瓶机械手停在原点位置 0.1 压盖装置停在原点位置 0.
18、5 三自由度机械手 X轴停在原点位置 0.5 三自由度机械手 Y轴停在原点位置 0.5 三自由度机械手 Z轴停在原点位置 0.5 自动运行灯灭 0.15 按紧急停机按钮 紧急停机，工件不跌落 0.5 传送带立即停止 0.25 推瓶机械手立即停止 0.15 转盘立即停止 0.25 灌装装置立即停止 0.25 瓶盖送料装置立即停止 0.15 夹瓶机械手立即停止 0.15 压盖装置立即停止 0.15 三自由度机械手立即停止 0.5 自动运行灯灭 0.15 组合指示灯的红灯闪烁 0.15 释放急停按钮 组合指示灯的红灯亮 0.15 传送带不自行启动 0.1 第 12 页 共 12 页 推瓶机械手不自行
19、启动 0.1 转盘不自行启动 0.1 灌装装置不自行启动 0.1 瓶盖送料装置不自行启动 0.1 夹瓶机械手不自行启动 0.1 压盖装置压盖装置 0.1 三自由度机械手不自行启动 0.15 合计 39 项目 5：故障自动诊断（5分） 准备：分别设定某一输入、输出回路和安全保护回路故障，接通电源，通过触摸屏启动设备自动运行。 安全保护回路出现故障时设备无法启动 1.0 能正确识别安全保护回路故障 0.5 能正确识别故障输入回路 0.5 输入回路出现故障，设备能自动停机 1.0 能正确识别故障输出回路 0.5 输出回路出现故障，设备能自动停机 1.0 故障信息具有记忆功能，需人工复位后方可启动设备 0.5 合计 5 项目 6：职业素养与安全意识（10分） 注 ： 此部分由现场裁判评分,并做记录。 选手竞赛过程中应体现较高的职业素养并严格遵守安全规范，违反其中一项将视情况扣 1-2分。 合计 10 项目 7：时间评分（10分） 注 ： 项目 1-5得分满 70分（其中专业规范部分得分满 7分），项目 6得分满 7分才具有时间评分资格。 时间得分 = （210-选手所用时间）10/（210-最快完成选手所用时间） 时间以分钟为单位 10 合计 10
