高职组现代电气控制系统安装与调试赛项题库04动车空调.docx

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高职组现代电气控制系统安装与调试赛项题库04动车空调

2016年全国职业院校技能大赛

现代电气控制系统安装与调试

（总时间：

240分钟）

工

作

任

务

书

场次号工位号

注意事项

一、本任务书共10页，如出现缺页、字迹不清等问题，请及时向裁判示意，进行任务书的更换。

二、在完成工作任务的全过程中，严格遵守电气安装和电气维修的安全操作规程。

电气安装中，低压电器安装按《电气装置安装工程低压电器施工及验收规范（GB50254-96）》验收。

三、不得擅自更改设备已有器件位置和线路，若现场设备安装调试有疑问，须经设计人员（赛场评委）同意后方可修改。

四、竞赛过程中，参赛选手认定竞赛设备的器件有故障，可提出更换，器件经现场裁判测定完好属参赛选手误判时，每次扣参赛队3分；若因人为操作损坏器件，酌情扣5-10分；后果严重者（如导致PLC、变频器、伺服等烧坏），本次竞赛成绩计0分。

五、所编PLC、触摸屏等程序必须保存到计算机的“D:

\场次号-工位号”文件夹下，场次号和工位号以现场抽签为准。

六、参赛选手在完成工作任务的过程中，不得在任何地方标注学校名称、选手姓名等信息。

七、比赛结束后，参赛选手需要将任务书以及现场发放的图纸、资料、草稿纸等材料一并上交，不得带离考场。

请按要求在4个小时内完成以下工作任务：

一、按“动车空调系统控制要求”，设计电气控制原理图，制定相应的IO分配表，并按图完成器件选型计算、器件安装、电路连接（含主电路）和相关元件参数设置。

二、按“动车空调系统控制要求”，编写PLC程序及触摸屏程序，完成后下载至设备PLC及触摸屏，并调试该电气控制系统达到控制要求。

三、根据赛场设备上所提供的故障考核装置，参考T68镗床/X62W铣床电气原理图，排除机床电气控制电路板上所设置的故障，使该电路能正常工作，同时完成维修工作票。

本次工作任务请在YL-158GA1型现代电气控制系统安装与调试实训考核装置上完成，该装置的结构介绍及使用方法请参考用户说明书。

动车空调系统控制要求

一、系统运行说明

在CRH动车组的车厢均配置有独立的空调系统，空调装置（压缩机、冷凝机）安装在地板下，空气处理单元（通风排风装置）车厢随着气压变化、温度进行通风换气，如图1所示。

图1动车空调系统结构示意图

动车空调系统主要由以下电气控制回路组成，压缩机M1控制回路【M1为单速电机，由变频器进行模拟量调速控制,加速时间0.2秒,减速时间0.6秒】。

冷凝风机M2、M3控制回路【M2为三相异步电机（不带速度继电器），M3为三相异步电机（带速度继电器），需要考虑过载、联锁保护，只进行单向正转运行】。

通风机M4控制回路【M4为双速电动机】。

车辆运行电机M5控制回路【M5为伺服电机；伺服电机参数设置如下：

伺服电机旋转一周需要1000个脉冲，正转转速为1.5圈/秒，反转转速1圈/秒；】，通过编码器检测动车行驶路程。

竞赛以电动机旋转“动车右移动为正向,动车左移动为反向”为准。

二、控制系统设计要求

1、本系统使用三台PLC，网络指定QCPU/S7-300/S7-1500为主站，2台FX3U/S7-200Smart/S7-1200为从站，分别以CC_Link或工业以太网的形式组网。

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、I/O、HMI与PLC组合分配方案（其余自行定义）：

方案

电机

三菱Q系列+FX3U系列方案

西门子S7-300+S7-200Smart方案

西门子S7-1500+S7-1200方案

HMI

Q00UCPU

CPU314C-2PN/DP

CPU1511

M1、M2、M4

SB1～SB6

HL1～HL3

FX3U-48MR

S7-200Smart

6ES7288-1SR40-0AA0

CPU1212C

6ES7212-1BE40-0XB0

M3、M5、编码器

SQ1～SQ3

FX3U-48MT

S7-200Smart

6ES7288-1ST30-0AA0

CPU1212C

6ES7212-1AE40-0XB0

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。

参照所给定的图纸格式把系统电气原理图以及各个PLC的I/O接线图绘制在标准图纸上，在“设计”栏中填入选手工位号，在“制图”栏中填入PLC品牌型号。

参照所给定的IO分配表格式，将编程中所用到的各个PLC的IO点以及主要的中间继电器和存储器填入IO分配表中。

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，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

动车空调系统设备具备两种工作模式，模式一：

调试模式；模式二：

工作模式。

1、首界面要求

首页界面是启动界面（如图2所示）。

选择“进入测试”界面，弹出“用户登入”窗口（如图3所示），用户名下拉选“负责人”，输入密码“123”方可进入“调试模式界面”，密码错误不能进入界面，调试完成后自动返回首页界面（也可在调试过程点击按钮返回）。

选择“进入运行”界面，弹出“用户登入”窗口，用户名下拉选“操作员”，输入密码“456”方可进入“工作模式界面”，密码错误不能进入界面，工作完成后返回首页界面。

如出现报警，跳出报警窗口，解除报警后返回当前窗口，继续调试或运行。

图2首页界面图3用户登录界面

2、调试模式

设备进入调试模式后，触摸屏出现调试画面，如图4所示。

通过点击下拉框，随意选择需调试的电机，且当前电机指示灯亮，按下SB1按钮，选中的电机按下述要求进行调试运行。

没有调试顺序要求，每个电机调试完成后，对应的指示灯熄灭。

图4调试模式画面

（1）压缩机（M1）调试过程

按下启动按钮SB1后，压缩机M1正转启动20HZ运行，再次按下SB1后正转40HZ运行，第三次按下SB1后反转10HZ运行，第四次按下SB1后反转30HZ运行，按下停止按钮SB2，压缩机停止，压缩机M1调试结束。

M1电机调试过程中，HL1以1Hz闪烁。

（2）冷凝风机1（M2）、冷凝风机2（M3）调试过程

按下启动按钮SB1后，冷凝风机1（M2）启动运行3秒后停止，冷凝风机2（M3）自动启动运行3秒，交替运行3个周期后冷凝风机M2、M3调试自动结束。

M2和M3电机调试过程中，HL1长亮。

（3）通风机M4调试过程

按下启动按钮SB1后，通风机M4低速启动运行，4秒后自动切换高速（双Y）运行，6秒后通风机M4调试结束。

M4电机调试过程中，HL2以1Hz闪烁。

（4）车辆运行电机M5调试过程

初始状态断电手动调节动车位于C地（电感传感器SQ3），按下SB1按钮，车辆运行电机M5向左移动，当A地（SQ1）检测到信号时，停止旋转，停1秒后，车辆电机M5反转，当C地（SQ3）检测到信号时，停止旋转，车辆运行电机M5调试结束。

M5电机调试过程中，M5电机正转和反转转速均为1圈/秒，HL1和HL2同时以2Hz闪烁。

图5车辆电机结构示意图

所有电机（M1～M5）调试完成后将自动返回首页界面。

在未调试结束前，单台电机可以反复调试。

调试过程不要切换选择调试电机。

3、工作模式

操作员登陆设备“进入运行”，触摸屏进入工作模式画面，如图6所示，出现“工作模式”字样，触摸屏画面有各个电机的工作状态指示灯、参数设置对话框（用来设置车内温度）及空调系统显示模式。

工作模式时需车辆运行电机在原点时才能启动（即SQ2检测到信号）。

运行结束后，只能返回到首页界面。

图6工作模式画面

（1）动车自动运行模式：

运行前先设定“车厢当前温度”，数值范围20℃～45℃（超出45则显示45，小于20则显示20）。

按下SB1（或启动按钮），车辆由C地（SQ3）开往B地（SQ2），到达B地停1秒后返回C地，在C地停1秒后开往A地（SQ1），到达A地后停1秒返回C地，按上述过程周期往返。

按下停止按钮后动车停止。

车辆运行电机左、右超行程位置开关分别为机械结构（小车运动）左右两侧微动开关SQ5、SQ6。

（2）当设定“车厢当前温度”大于等于30℃时，空调系统进入全冷工况模式，模式指示灯长亮。

动车运行中，当SB6闭合通风机低速运行，4秒后切换到通风机高速运行并保持；当空气流通监测正常即SB3闭合，4秒后当制冷系统压缩机20HZ启动运行，4秒后当温度检测正常即SB4闭合，压缩机每隔3秒钟频率增加6HZ，直到压缩机50HZ运行并保持；再4秒后压缩机监测正常即SB5闭合，冷凝风机1（M2）运行并保持，4秒冷凝风机2（M3）运行并保持，全冷工况启动完毕进入运行状况。

（3）当设定“车厢当前温度”低于30℃时，空调系统进入通风工况模式，模式指示灯长亮。

动车运行中，当SB6闭合通风机低速运行，4S后切换到通风机高速运行并保持；当空气流通监测正常即SB3闭合，4秒后当制冷系统压缩机20HZ启动运行，4秒后当温度检测正常即SB4闭合，压缩机每隔3秒钟频率增加3HZ，直到压缩机35HZ运行并保持；4S后压缩机监测正常即SB5闭合，冷凝风机1（M2）运行，4S冷凝风机2（M3）运行同时冷凝风机1（M2）停止，4S再启动冷凝风机2（M3），两台冷凝风机交替运行。

通风工况启动完毕进入运行状况。

（4）在两种模式切换中（动车启动运行时），制冷系统压缩机15HZ运行；用编码器（高速计数器）检测动车行驶路程，按500:

1显示数值，精确到小数点后两位。

停止后重新启动时编码器清零。

4、非正常情况处理

当动车出现越程（左、右超行程位置开关分别为两侧微动开关SQ5、SQ6），伺服系统自动锁住，并在触摸屏自动弹出报警画面“报警画面，设备越程”，解除报警后，系统重新从原点初始态启动。