山西省第五届中等职业学校“亚龙杯”电工电子大赛机电一体化试题

山西省第五届中等职业学校“亚龙杯”电工电子技能大赛

山西省第五届中等职业学校“亚龙杯”电工

电子大赛机电一体化试题

（教师组）

考试时间 考试用时 开考时间 选手工位号

本试卷共 7页

山西省第五届中等职业学校“亚龙杯”电工电子技能大赛

山西省第五届中等职业学校“亚龙杯”电工电子大赛机电一体化试题

选手需完成的任务及工作情况描述

任务一、组装机电一体化设备

请按照生产线终端设备图（图1）组装设备。安装尺寸见设备图（图2）。为方便选手安装，以防螺钉、垫片掉落到工作台槽中影响比赛，所以配发的螺钉和垫片均有多余。 光电 电感式 下料孔 传感器 传送带 传感器 上；金属、白色塑料和黑色塑料通过一个电感式传感器和一个光纤传感器来识别；两只气缸光电传感器 的顶部和尾部分别装有磁性开关，可配合完成气缸的推料控制。传感器电源均为DC 24V 4.系统用到的指示灯为DC 24V 5.漫射型光电传感器对不同材质的物件，有不同的检测距离。 -------------------------------密-------------------------封---------------------------线-------------------------- 出料斜槽2 出料斜槽1 工作台上的警示灯说明： 位置Ⅰ如图2所示，警示灯为红绿指示灯，为24V直流电源。只要接好线，其本身可以完闪 烁功能，不需要选手另编程序。其电路连接说明如下： 电感式 光纤 传感器 红色线，为控制红灯的输入线；接plc控制红灯亮的输出端； 传感器 位置Ⅲ 光电传感器 绿色线，为控制绿灯的输入线；接plc控制绿灯亮的输出端； 黑色线，为公共线；接plc的输出公共端； 黄色线，为24v电源的正极输入线； 蓝色线，为24v电源的负极输入线； 磁性开关1 磁性开关2 磁性开关4 三相交流 单出杆气缸A 单出杆气缸B 电动机 磁性开关3 图1 生产线终端设备图 -------------------------------密-------------------------封---------------------------线--------------------------

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生产线终端设备组装图

计 设绘 图 图 号 比 例 电工电子技术技能竞赛组委会

图2 生产线终端设备主要部件组装图

任务二、按照加工设备的动作和控制要求，画出PLC电气原理图并完成电路连接

根据设备组成及工作情况描述，在图框内画出生产线控制电路的PLC电气原理图，并根据所画的电气原理图，连接设备的电路。

要求：1. PLC电气原理图所用的图形符号应符合国家标准。

2. 电路连接符合工艺要求和安全要求，所有导线应放入线槽。 3．图请画在“PLC电气原理图”的图纸上。 4．绘图请用黑色铅笔绘图，绘图要求清晰规范。

任务三、按照加工设备的动作和控制要求，完成气路的连接

要求：气管与控制元件、执行元件之间的连接必须可靠、牢固、整齐、美观，且不漏气。

任务四、编写控制生产线终端设备动作的PLC程序和设置变频器参数。

请你随时将编写的控制程序保存在E盘上。在储存编写的程序时，请用你的场次抽签号做文件名，并把这些文件存到以你的场次抽签号命名的文件夹内。存盘时文件题头名也为 场次-抽签号。格式：E\\场次-抽签号命名的文件夹\\场次-抽签号命名的程序文件，如：E\\1-A1\\1-A1。

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任务五、调试设备的控制程序和调节设备部件的位置，满足工作的需要

一、系统的器件说明

1.动力源。传送带动力源是三相异步电动机，电动机电源为AC 380V,由变频器驱动。

2.气动装置。用于完成推料动作，由两只双作用气缸和单控电磁阀组成。电磁阀电源为DC 24V。

3.传感器系统。传送带放料孔处有一光电传感器，用于检测是否有物体从放料孔放到传送带上；金属、白色塑料和黑色塑料通过一个电感式传感器和一个光纤传感器来识别；三个气缸的顶部和尾部分别装有磁性开关，可配合完成气缸的推料控制。传感器电源均为DC 24V 4.系统用到的指示灯为DC 24V

5.漫射型光电传感器对不同材质的物件，有不同的检测距离。 6.工作台上的警示灯说明：

如图3所示，警示灯为红绿指示灯，为24V直流电源。只要接好线，其本身可以完闪烁功能，不需要选手另编程序。其电路连接说明如下：

红色线，为控制红灯的输入线；接plc控制红灯亮的输出端； 绿色线，为控制绿灯的输入线；接plc控制绿灯亮的输出端； 黑色线，为公共线；接plc的输出公共端； 黄色线，为24V电源的正极输入线；

蓝色线，为24V电源的负极输入线；

图3 警示灯

二、工作情况描述

1、 调试：

在设备开始工作前，应进行检查和部件复位的工作，以确认设备是否能按要求运行和动作部件是否在规定的位置。在通电的瞬间，警示红灯闪亮示意设备进入通电状态。

按下调试按钮SB1，设备进入调试模式，指示灯HL1以亮1秒灭0.5秒的形式闪亮。皮带停止时，按下按钮SB5，气缸A活塞伸出；再次按下按钮SB5，气缸B活塞伸出；再次按下按钮SB5，气缸A活塞缩回；再次按下按钮SB5，气缸B活塞缩回；再次按下按钮SB5，气缸A活塞伸出??循环执行。

按下按钮SB6，三相交流异步电动机以10Hz的频率正转起动；再次按下按钮SB6，电动机以10Hz的频率反转运动；再次按下按钮SB6，皮带停止运动。再次按下按钮SB6，皮带无动作。只有复位按钮SB1后，再次进入调试阶段时按钮SB6才有效。

两气缸均处于收缩到位状态时，按下SB6方可进行皮带调试，否则无作用；当皮带处于停止状态时，按下SB5方可进行气缸调试，否则无作用。复位按钮SB1，HL1熄灭，两气缸均回缩到位，皮带停止运转。 2、工作描述：

本次工作分为两个阶段。第一阶段为零件组装，第二阶段为产品配送。两个阶段的相

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互转换由转换开关SA1完成，SA1转到左边零件组装；SA1转到右边为产品配送。设备停止工作时，方可两个阶段相互转换，工作过程中搬动转换按钮无作用。

⑴零件组装、

SA1转到左边即进入零件组装阶段，组装指示灯HL2长亮。按下起动按钮SB5，设备进入组装工作状态，警示灯绿灯闪亮。皮带上无物料时，皮带以15Hz从A向B运转。皮带上有物料时，皮带以20Hz运转。皮带不允许往复运动。皮带上不能同时出现两个物料，必须等前一个物料组装结束后，方可放下一个物料。

本系统要求组装两种零件。零件一在出料斜槽1内组装，零件二在出料斜槽2内组装， 位置III（即电感式传感器后10cm处）为废料放置处。

零件一由四个物料组成，其中金属物料和黑色塑料的比例为1:1，无白色塑料，无顺序要求。

零件二由四个物料组成，其中金属物料、白色塑料和黑色塑料的比例为2:1:1，无顺序要求。

当来料同时满足零件一和零件二的要求时，优先零件二的组装。来料既不符合零件一的要求，也不符合零件二的要求直接送至废料放置处。有废料出现时，皮带停止运动，蜂鸣器响，人为取走废料，2秒后蜂鸣器停止鸣叫，皮带继续运转，等待下一个来料。

当任一出料斜槽内的有一个零件组装完毕，此时皮带停止运动，进行包装。HL2以亮1秒，灭1秒的形式闪亮提示处于包装阶段。5秒后，皮带继续运转，HL2长亮，提示进入组装阶段。继续之前的组装的工作。

⑵产品配送、

SA1转到右边时进入产品配送阶段，配送指示灯HL3长亮，皮带不运动。配送阶段皮带可以往返运动，每次从A向B运转时，均以15Hz运转，从B向A运转时，均以20Hz运转。每组产品配送结束后方可放置下一组产品。

需要配送的产品有产品A（即金属物料），产品B（即白色塑料）和产品C（即黑色塑料）三种。

在位置III，以任意顺序放置三个产品，每两个产品间距约为1cm。按下起动按钮SB5，配送工作开始，警示灯绿灯闪亮，皮带运转。

配送的具体要求如下，产品A配送到出料斜槽1，产品B配送到出料斜槽2，产品C送回位置III。直至三个产品都配送到规定位置后，皮带停止运转，警示绿灯熄灭，如有产品C，则人为取走，一轮配送结束，等待下一组产品。待产品按照规定放置后，按下起动按钮SB5，系统继续配送工作。

3、停止及保护：

设备处于工作阶段，按下停止按钮SB6，设备立即停止。按下启动按钮后，系统开始新一轮的工作。

如果有紧急情况按下急停按钮后设备立即停止，释放开急停按钮后设备上继续急停之前的工作。

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PLC电气原理图

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