2022年CIMC“西门子杯”中国智能制造挑战赛_离散行业自动化方向（工程实践）_初赛样题_本科组6379194623482998666279989.pdf

2022年“西门子杯”中国智能制造挑战赛

智能制造工程设计与应用类赛项：离散行业自动化方向

——工程实践子方向

初赛样题（本科组）

本样题是为了让参赛队伍了解本赛项初赛的被控对象及控制要求。参赛队伍可根据样题中的要求进行

诸如控制程序的初步设计等相关准备工作。

本赛项以某公司的一条小型生产线设备控制系统的开发调试为背景，参赛队作为公司的技术人员

参与到项目的设计和调试过程中，根据相关技术文档完成设备中某一工作站的自动化控制系统程序的

开发和调试，以及多项独立控制功能的实现。比赛以西门子S7-1200系列PLC为控制系统，某离散行

业生产线为被控对象，从项目前期方案文档、项目工程/程序开发及项目现场执行调试三方面进行考

察，不仅能提高学生的逻辑思维能力，还可以培养学生综合应用所学知识，分析、处理复杂环境下控

制科学与工程及相关领域现实问题，提高学生对社会和环境变迁，以及危机和突发事件的适应能力。

一、被控对象整体描述

图1：生产线全景图

某离散行业生产线由六个工作站组成，分别是主件供料站、次品分拣站、旋转工作站、方向调整

站、产品组装站及产品分拣站，如图1所示。

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图2：产品装配示意图

整个生产线完成了一个直动式限位开关的装配过程，该产品的装配示意图如图2所示。该产品由

主料件（开关基座）、辅料件1（推杆及弹簧垫片的组合体）、以及辅料件2（顶丝）三部分组成。

⚫生产线作业整体流程

主料件从仓库出料，由气爪搬运到高度检测处，通过传感器进行判断是否为合格品；在将不合格

品剔除后，合格品随后进入旋转工作站通过判断其位置状态调整0°或90°，进入方向调整站，通过

判断其位置状态来调整0°或180°，使得最终主料件的方向处于符合组装所需的状态，然后在产品组

装站将两部分辅料件依次装配到主料件上，完成产品的组装，最后在产品分拣站通过颜色传感器检测

将不同的产品分别分拣到相应的物流滑槽中。

各工作站的具体工艺描述及I/O列表，详见附录。

二、被控对象工作站功能要求

1、操作面板说明

S1：模式选择旋钮（三位）；S2：启动按钮；S3：停止按钮；S4：急停按钮；Q：PLC电源开关。

图3操作面板

2、程序设计要求

1）系统包含自动运行、单步运行、复位三种模式；但只有在拍下急停按钮后方可进行模

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式切换/选择；

2）自动运行模式：模式选择旋钮切换到自动，按下启动按钮，释放急停按钮，系统进入自动运

行模式；

3）单步运行模式：模式选择旋钮切换到手动，释放急停按钮，进入单步运行模式，即每按下启

动按钮一次，系统相应的执行一步动作；

4）复位模式：模式选择旋钮切换到复位，释放急停按钮，系统进入回零模式，无论此时系统处

于何种状态，均需要自动回到初始位置；

5）自动运行指示灯显示：

➢运行指示状态：在自动运行模式下其状态为常亮；

➢复位指示状态：在复位模式下需设置为以2Hz频率闪烁，当复位结束（系统到达初始位

置时），指示灯熄灭；

➢急停指示状态：在急停模式下需设置为以0.5Hz频率闪烁，当执行复位指令后进入复位

指示状态。

6)急停：拍下急停按钮后，当前工作立即停止，经人工检测后，重新复位方可继续运动。

注：启动、停止按钮是自复位常开触点，按下为1，松手为0。

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急停按钮是自锁式常闭触点，但按下按钮的手向右旋转至按钮弹起时，即为释放过程。

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3、监控画面要求

1)根据工厂要求，需单独配置一台可运行WinCCRT环境的操作员站进行监控，全屏显示。软