全国职业院校技能大赛竞赛自动化生产线安装与调试项目方案申报书.docx

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全国职业院校技能大赛竞赛自动化生产线安装与调试项目方案申报书

2016年全国职业院校技能大赛

竞赛项目方案申报书

赛项名称：

自动化生产线安装与调试

赛项组别：

中职组□高职组

专业大类：

制造大类

方案设计专家组组长：

程周

专家组组长手机：

方案申报单位（盖章）：

全国机械职业教育教学指导委员会

方案申报负责人：

吕冬明

联系手机：

邮箱号码：

通讯地址：

北京市西城区三里河46号

邮政编码：

100823

申报日期：

2015年8月27日

2016年全国职业院校技能大赛

竞赛项目方案

一、赛项名称

（一）赛项名称

自动化生产线安装与调试

（2）压题彩照

（三）赛项归属产业类型

加工制造类

（四）赛项归属专业大类

机电一体化技术（580201），生产过程自动化技术（580203），自动化生产设备应用（580303）。

二、赛项申报专家组

姓名

单位

专业

职务/职称

年龄

手机号码

邮箱

程周

安徽职业技术学院

自动化

教授

61

张占红

西门子（中国）有限公司

自动化

部门经理/工程师

32

Zhanhong.

王华

三菱电机自动化（上海）有限公司

自动化

技术支援部高级经理/高级工程师

46

周保延

深圳市汇川技术有限公司

自动化

总工程师/高级工程师

54

李文

天津中德职业技术学院

自动化

分院院长/教授

54

陈永平

上海电子信息职业技术学院

自动化

系主任/

副教授

38

何琼

武汉软件职业技术学院

自动化

分院院长/教授

44

郑巨上

浙江亚龙教育装备股份有限公司

自动化

工程师

29

三、赛项目的

通过此项比赛，使高等职业教育机电类专业学生能够充分运用所学的专项技术，在高仿真的工业环境、全真实的工业装置中获得自动化生产线安装调试、维护与运行的技能，同时检验参赛队的团队协作能力、计划组织能力、自动化生产线安装与调试能力、自动线生产故障诊断与技术改造能力工程实施能力、职业素养、效率、成本和安全意识，引导高职院校机电类专业综合实训教学改革发展方向，促进工学结合人才培养模式改革与创新，培养可持续发展、满足企业需要的高端技能型人才。

通过比赛推动全国职业院校机电类专业课程教学改革和优化，促进工学结合人才培养模式的深入推广，紧贴产业需求为社会培养具有较强从事自动化生产线安装、调试、维修和技术管理能力、实践能力和创新能力的高素质技能型专门人才。

四、赛项设计原则

（一）坚持技能竞赛与行业用人、岗位要求、技术进步以及教学改革相结合,引导高职机电类专业综合实训教学的设计与实施，系统化培养高端技能型人才。

（二）紧贴工业生产实际，引领专业服务产业能力提升和教学改革。

行业企业对自动化生产线的应用程度，是体现现代制造业产业发展水平的重要标志，是产业结构调整、技术升级换代与经济社会发展的需要。

目前，我国制造业发展迅猛，企业逐步淘汰落后产能，以FMS、MPS等为代表的自动化生产线被广泛采用，因此，对自动化生产线的安装、调试和故障诊断、维修的高素质技能型人才需求持续增长。

（三）以实际工作任务为载体，营造真实训练情境，提升技术应用水平。

竞赛平台的设计、升级、开发，结合广泛的企业现场调研和校企专业技术人员深度交流，结合工厂自动化生产的技术提升，特别是通过连续8届全国性技能赛项检验和探索，对６个方面10余个技能点和职业素养进行了完善和提升：

1.结合自动化生产线电机驱动技术的升级，增加了运动控制核心技术，拓展执行机构的使用，输送单元位置控制采用了伺服电动机的闭环控制方式进行运动控制；

伺服电动机及其驱动器

2.根据企业实际应用情况，在分拣单元变频运动控制中根据应用场合的不同可以选用D/A、A/D模拟量控制方式结合高速计数器和旋转编码器进行定位分拣，也可通过专用协议实现PLC与变频器的RS485通讯方式进行控制，以及由PLC通过网络控制变频器的运行等技术内容，使分拣单元位置控制由单一变频器控制三相异步电动机的多段速度方式升级为可由触摸屏-PLC-D/A-变频器+旋转编码器-A/D-PLC-触摸屏控制三相异步电动机的闭环位置控制方式,或则由触摸屏-PLC-专用协议通讯--—变频器+旋转编码器-PLC-触摸屏控制三相异步电动机的闭环位置控制方式等多种控制模式。

3.结合自动化生产线柔性化生产不断提高的要求，分拣零件的组合方式更加灵活和多样，由多种不同零件构成多种组合方案，根据组合方式构成多种不同形式的检测分拣系统，体现了现代自动化生产线柔性化、产品多样化的需求，同时增加了大赛的趣味性和灵活性。

各种不同零件的组合样例

4.适应现代传感器技术和“两化融合”应用的迅猛发展，传感器技术在网络自动化生产领域的应用愈显重要，装置设备中采用了光纤、光电、金属、磁感应、旋转编码等多种传感器，更加真实的反映了传感器在工业生产实际中的多种应用形态。

随着科技不断的发展，适应现代化生产线的智能化的需求，竞赛平台扩展了工业视觉检测系统和工业机器人运行控制系统，更贴近了现在工业现场环境，体现了竞赛与实际工业的与时俱近。

各工作单元应用的多种传感器

工业视觉与工业机器人

5.依据工业现场自动化生产线实际情况，针对生产线网络化整体控制，各个单站独立控制，生产过程可视化监测、参数设定界面化调整的要求，工作任务安排由单一到综合、简单到复杂，在自动化生产线实训设备上增设了单站控制方式，可实现单站、多站和整体生产线多种控制方式，同时，增加了人机界面触摸屏技术，强化了工业网络化控制，更加利于专业教学的组织实施及培训和考核的模块化教学形式；

触摸屏控制画面

6.依据工业现场和自动化生产线实际装配连接要求和工艺标准，电气布线安装和机械零件装调完全采用真实的工业标准器件及连接过程，将PLC、变频器等核心控制器件与其他元器件的接线方式由原插拔接口改为工业标准接线端子；将原供电电源接线方式由暴露式改为工业标准防护式，增强了布线安装和装配工作的真实感，强化了设计、布局、编程、布线、调试、诊断、排故一体化系统训练。

工业标准接线端子

工业标准防护式电控柜

（四）强化实践能力，注重团队合作精神培养，突出职业素养展示。

“自动化生产线安装与调试”项目以2人组成项目团队，在规定的时间内按照任务书的要求进行比赛。

完成系统分解出的若干项目任务，通过使用、训练和培训，能充分锻炼选手的团队协作能力、计划组织能力、自动化生产线安装与调试能力、工程实施能力、职业素养、交流沟通能力、效率、成本和安全意识。

（五）展示高职教育教学成果，强化技术文化传承与体验，扩大国际影响。

竞赛现场围绕现代工业自动化、信息化主题系统展示自动化技术的发展脉络和传承，同时融入知名企业文化，全面展示高等职业教育在自动化技术领域“教产合作、校企合作”成果。

赛场将通过视频形式全方位对外进行转播，渲染竞赛氛围，将大赛情况进行及时报道，扩大影响，提升高等职业院校对大赛的重视程度，激励行业、企业参与的积极性。

该赛项在目前的国际化推广的基础上，邀请国际同行参与技术体验和赛场观摩，同时组织相关国家院校的学生代表队正式参赛，同场竞技。

五、赛项方案的特色与创新点

（一）坚持现场竞赛与技术体验相结合，使自动化生产线安装与调试赛项成为软硬结合、场内与场外互动、国内与国外交流，融技能竞赛、创新体验和文化传承于一体的自动化技术盛会。

（二）与知名企业合作全面参与了赛项设计、提供技术和相应展示体验条件的保障。

将工厂企业自动化生产线技术应用的主流设备全面引入竞赛装置，实现了学生与今后就业岗位技术设备要求对接。

（三）结合学生实际职业岗位的技能的需求，为了进一步展示出学生的读程序、分析程序、小型技术改造的能力，开发出了相配套的竞赛配件和竞赛方案。

（四）坚持与时俱进原则，体现新科技新技术在自动生产线上的智能化作用，更体现竞赛与实际技术相给合不断进步创新。

扩展了工业视觉和工业机器人，实现学生与最新科技的对接。

（五）响应国家绿色环保节能节排的新趋势和要求，竞赛将绿色制造引入考核要求，以竞赛平台促进学生的绿色环保节能节排意识。

（六）开发立体化教学资源，为课程改革与日常教学实施提供全方位服务。

围绕实训设备，结合现代多媒体技术，团队成员成功开发了《自动化生产线安装与调试》中文第一版、第二版及英文版、《自动化生产线安装与调试实训和备赛指导》等纸质教材、资源光盘、专题网站（）三位一体的“自动化生产线安装与调试综合实训”教学资源包，全面服务于高职机电类专业的综合实践教学，为赛项设计实施与课程教学的顺利进行提供有力支撑。

（七）经过连续8年行指委及教育部主办连同行业、企业共同开展的高职院校“自动化生产线安装与调试”赛项，全国几乎所有设置相关专业的高职院校都开展了“自动化生产线安装与调试”的综合实训教学，10余个国家的院校教师、专家和留学生200余人现场观摩了项目竞赛。

（五）自动生产线实训考核装置走出国门，赛项竞赛标准得到了国际认可，自2010年到2014年连续3届成为东盟技能大赛的赛项，新加坡、马来西亚、印度尼西亚、越南、老挝、泰国、菲律宾等国家累计20多个代表队参加了竞赛。

2012年、2013年、2014年、2015年全国技能大赛期间，均举办了“自动化生产线安装与调试”国际邀请赛，来自亚洲、非洲、欧洲等国代表队与中国选手同场竞技。

六、竞赛内容简介

“自动化生产线安装与调试”赛项为团体赛，竞赛内容包括自动化生产线设备部分工作单元的机械安装和调整，气动回路的安装、连接和调整，电气控制电路的设计、安装和布线，传感器安装与调整，PLC编程，人机界面组态，电机驱动（含变频器及对应电机、伺服驱动器及伺服电机）参数设定，以及局部技术改造、系统统调、运行、绿色制造等。

"Automatic Production Line Installation and Commissioning" is team competition. Competition includes mechanical installation and agjustment of  some working unit of automatic production line equipment, pneumatic circuit installation, connection and adjustment, electrical control circuit design, installation and wiring, sensor installation and adjustment, PLC programming, HMI configuration, motor drive （ with frequency converter and the corresponding motor, servo drive and servo motor ） parameter setting,as well as tachnical transformation, system adjustment、adjustment、operation and green manufacturing.

七、竞赛方式

（一）本赛项采用团体赛，以各省、自治区、直辖市、新疆生产建设兵团、计划单列市（以下简称省）为单位组队，各省原则上选派二支代表队参赛。

组织有本赛项省级选拔赛的省份，经大赛执委会同意可增加一个参赛名额，但总参赛队应不超过65队。

（二）每个参赛队设领队1名；指导教师不超过2名；学生正式比赛选手2名，设场上队长1名。

（三）报名资格与组队要求按照《2015年全国职业院校技能大赛参赛报名办法》。

（四）赛场提供竞赛组委会指定的专用设备，各参赛队可以根据竞赛需要选择使用现场提供的设备、仪器、工具，禁止携带工具和工具包入场比赛。

（五）参赛选手按规定时间进入竞赛场地，确认现场条件，按统一指令开始比赛。

（六）赛题以任务书的形式发放，参赛队根据任务书的要求完成竞赛任务,并按要求和程序提交竞赛结果。

（七）比赛时间共6小时，参赛选手在竞赛项目指定的竞赛平台上完成比赛任务。

（八）参赛选手在比赛过程中可提出设备器件更换要求。

更换的器件经裁判组检测后，如为非人为损坏，由裁判长酌情确定补时；如人为损坏或器件正常，每次扣3分。

（九）比赛过程中，参赛选手须严格遵守操作规程，确保人身及设备安全，并接受裁判员的监督和警示。

参赛队欲提前结束竞赛，应举手向裁判员示意，比赛结束时间由裁判员记录，参赛队结束比赛后不得再进行任何操作。

（十）比赛过程中，应参赛队员要求，指导教师可进场口头指导一次，时间为10分钟。

参赛选手可自主选择是否接受指导，接受指导的时间计入竞赛总用时。

（十一）参赛选手须达到电工职业资格安全标准的要求，应穿电工安全绝缘鞋进场比赛，女选手在竞赛过程中需束发戴帽，帽子由赛场统一提供。

（十二）比赛结束，参赛队须经裁判员同意后方可离开。

八、竞赛时间安排与流程

（一）比赛流程

参赛队报到——组织参赛选手赛前熟悉场地、介绍比赛规程——举办开幕式——正式比赛（期间组织观摩、交流活动）——比赛结束（参赛队上交比赛成果）——裁判评定成绩——举办颁奖仪式、闭幕式——召开竞赛执行委员会总结会议。

（二）时间安排

竞赛时间安排表

日期

时间

内容

第一天

7:

00—20:

00

各参赛队、裁判办理报到手续

第二天

9:

00-10:

30

开赛式、选手熟悉比赛场地

11:

00-12:

00

召开领队会

15:

00—17：

00

场次抽签、赛前说明会

第三天

第一场

7:

30—8:

30

选手检录、工位抽签

8:

30—14:

30

正式比赛

14:

30—15:

00

选手休息

15:

00—18:

00

成绩评判

第四天

第二场

7:

30—8:

30

选手检录、工位抽签

8:

30—14:

30

正式比赛

14:

30—15:

00

选手休息

15:

00—18:

00

成绩评判

第五天

10:

00—11:

00

闭赛式

“自动生产线安装与调试”项目竞赛时间为360分钟（6小时）。

九、竞赛试题

赛前一个月公布比赛样题。

10、评分标准制定原则、评分方法、评分细则

（一）评分标准的制定原则

依据参赛选手完成的情况实施综合评定。

评定依据国家职业资格“高级维修电工”和“可编程序系统设计师（三级）”的知识技能要求结合国家及行业的相关标准和规范，按照技能大赛专家组制定的考核标准的评分表进行评分，全面评价参赛选手职业能力的要求，本着“科学严谨、公正公平、可操作性强”的原则制定评分标准。

具体的评分细则由专家组成员依据工作任务书制定，满分为100分，各工作任务的配分是：

竞赛内容

配分

评分内容

评分要求

机械安装及其装配工艺

15分

1.需装配的工作单元的装配；

2.工作单元的定位；

3.工作单元的装配工艺；

1.根据任务书的装配要求对装配单元正确的安装，安装坚固，传动组件调整顺畅等；

2.各工作站机构运行无抖动、卡料现象，各工作站间定位合理，衔接顺畅；

电路连接及气动连接工艺

12分

1.电路连接与工艺；

2.气路连接与工艺；

1.电气线路连接正确，导线、插针、号码管使用正确合理，驱动器、传感器等连接正确、走线合理；

2.上电前安全检查，上电后初步检测元件工作是否正常，检查局部电路功能；

单机测试、人机界面部分

32分

1.PLC编程设计与调试

2.驱动器参数设置

3.局部工作单元调试运行；

4.触摸屏组态与PLC控制；

1.各工作站PLC编程与单机调试；

2.变频器、伺服电机参数设置调试运行；

3.触摸屏的各控制界面的绘制组态、控制现象显示、各控制界面切换；

联机测试部分

15分

1.控制系统联机正常运行工作；

2.控制系统非正常工作过程；

1.主从站设置，各工作站通讯联网正常；

2.系统初始检查显示后，系统按照任务书要求启动、周期运行、停止、报警等处理；

3.系统非常运行过程时，按照任务书要求对系统进行报警、停止以及作废处理等；

电路设计部分

8分

1.系统电路设计；

2.制图草绘；

1.设计图纸绘制规范正、确能实现工作任务、不漏画、错画；

2.表格数据符合要求；

3.图形符号规范、电路连接规范字迹清楚、整洁、美观；

软硬件故障排除

8分

1.软件故障排除

2.硬件故障排除

1.软件故障排除以书面形式提交；

2.硬件故障排除以书面形式提交；

职业素养与安全意识

10分

1.安全；

2.规范；

3.纪律；

1.现场操作安全保护符合安全操作规程，穿戴符合职业岗位要求；

2.工具比赛过程中及赛后未摆放在规定位置、节约使用耗材；

3.爱惜赛场的设备和器材，保持工位的整洁，团队分工有合作，遵守竞赛纪律，尊重裁判员、工作人员等。

（二）评分方法

裁判组在坚持“公平、公正、公开、科学、规范”的原则下，各负其责，按照制订的评分细则进行评分。

现场裁判组在比赛过程中对参赛队的安全文明生产以及系统安装调试情况进行观察和评价，在参赛队现场结束比赛时完成评分。

评分裁判组根据参赛队提交的比赛结果，经加密裁判处理后进行评分，成绩按照总分进行名次排列。

然后经过加密裁判组进行解密工作，确定最终比赛成绩，经总裁判长审核、仲裁组长复核后签字确认。

（三）违规扣分

选手有下列情形须从参赛成绩中扣分：

1.在完成工作任务的过程中，因操作不当导致事故，扣10～20分，情况严重者取消比赛资格。

2.因违规操作损坏赛场提供的设备，污染赛场环境等不符合职业规范的行为，视情节扣5-10分。

3.扰乱赛场秩序，干扰裁判员工作，视情节扣5-10分，情况严重者取消比赛资格。

（1）参与比赛操作，包括绘图、安装、编程等非口头指导行为，扣10分。

情节严重者取消比赛资格。

（2）指导时间超过规定时限不退出赛场工位，扣10分。

情节严重者取消比赛资格。

（3）携带与比赛有关的物品进入场地进行指导，扣10分。

情节严重者取消比赛资格。

（4）指导过程中影响其他参赛队，扣10分。

情节严重者取消比赛资格。

（四）名次排列

按比赛成绩从高分到低分排列参赛队的名次。

竞赛成绩相同时，完成工作任务所用时间少的名次在前；竞赛成绩和完成工作任务用时均相同时，PLC编程和人机界面组态项的成绩高的名次在前；再次，职业素养项的成绩高的名次在前。

十一、奖项设置

赛项设团体奖一、二、三等奖，获奖比例分别为实际参赛队总数的10%、20%、30%（小数点后四舍五入）。

获得一等奖的参赛队指导老师获得“优秀指导老师奖”。

十二、技术规范

高职机电一体化技术、生产过程自动化技术、自动化生产设备应用、电气设备应用与维护等相关专业所规定的教学内容中涉及到自动化生产线应用、液压与气动、PLC控制、变频调速控制、伺服驱动控制、传感器、低压电气控制等方面的知识和技能要求。

赛项所涉及专业的岗位面向包括自动化生产线安装、调试与维修岗位，所针对的职业工种为维修电工和可编程控制系统设计师。

美国国家标准局ANSI

美国信息交换标准码ASC

美国材料和试验学会ASTM

美国国家电气制造商协会NEMA

电气和电子工程师协会IEEE

国际电工委员会IEC

国际标准化组织ISO

中华人民共和国标准GB/DL

美国仪表协会ISA

美国机械工程师协会ASME

工业过程测量和控制装置的电磁兼容性GB/T13926

电工电子产品基本环境试验规程GB2423

电气装置安装工程盘、柜及二次回路结线施工及验收规范

GB50171－92

电子测量仪器质量检测规则GB/T6593-1996

电控设备第一部分：

低压电器电控设备GB4720

控制电器设备的操作件标准运动方向GB4205

电气传动控制设备基本试验方法GB10233

电气装置安装工程旋转电机施工及验收规范GB50170

电气装置安装工程低压电器施工及验收规范GB50254

可编程序控制器GB/T15969-1995

电气简图用图形符号GB/T4728.1-2005

电气技术中的文字符号制定通则GB/T7159-1987 

电气设备用图形符号GB/T5465.2-1996

十三、建议使用的比赛器材、技术平台和场地要求

（一）建议使用的比赛器材

竞赛装置采竞赛技术平台采用YL-335B自动生产线实训考核装置，系“2015年全国职业院校技能大赛”高职组“自动化生产线安装与调试”项目指定竞赛设备。

包括供料、加工、装配、输送及分拣5个工作单元

1.工作电源：

三相五线制AC380V±10%50Hz；

2.设备外形尺寸：

长×宽×高＝2100mm×1000mm×1500mm；

3.电脑桌外形尺寸：

长×宽×高＝600mm×530mm×1000mm；

4.台架材料：

铝钢结构；

5.整机消耗视在功率：

≤2kVA；

6.安全保护措施：

具有接地保护、漏电过载过流保护功能，具有误操作保护功能；安全性符合相关的国标标准，所有材质均符合环保标准。

供料单元：

供料单元是YL-335B中的起始单元，在整个系统中，起着向系统中的其他单元提供原料的作用。

供料单元的主要组成：

主要包括竖式料筒，顶料气缸，推料气缸，物料检测传感器部件，安装支架平台,材料检测装置部件等组成。

加工单元：

加工单元是YL-335B中对工件处理单元之一，在整个系统中，起着对输送站送来工件进行模拟冲孔加工或工件冲压等作用。

加工单元的主要组成：

主要包括滑动料台，模拟冲头,夹紧机械手，物料台伸出/缩回气缸，相应的传感器，电磁阀组件等组成。

装配单元：

装配单元是YL-335B中对工件处理的另一单元，在整个系统中，起着对输送站送来工件进行装配及小工件供料的作用。

装配单元的主要组成：

主要包括供料机构，旋转送料单元，机械手装配单元，放料台等组成。

分拣单元：

完成将上一单元送来的已加工、装配的工件进行分拣，使不同颜色和材质的工件从不同的料槽分流、分别进行组合的功能。

分拣单元的主要组成：

主要包括传送带机构，三相电机动力单元，分拣气动组件，传感器检测单元，反馈和定位机构等组成。

输送单元：

该单元通过到指定单元的物料台精确定位，并在该物料台上抓取工件，把抓取到的工件输送到指定地点然后放下的功能。

输送单元的主要组成：

主要包括抓取机械手装置、直线运动传动组件（包括驱动伺服电机、驱动器、同步轮、同步带等）、拖链装置、PLC模块和接线端口以及按钮/指示灯模块等部件组成。

竞赛技术平台主要配置表

序号

名称

型号及规格

数量

制造商

备注

1

实训桌

1998mm×960mm×780mm

1台

亚龙

铝钢结构,带滚轮,作为自动生产线的机械和电气设备的安装载体，各设备可自由、灵活安装。

2

供料单元

YL—335B-01

1套

亚龙

主要包括竖式料筒，顶料气缸，推料气缸，物料检测传感器部件，安装支架平台,材料检测装置部件等。

3

输送单元

YL—335B-02

1套

亚龙

主要包括伺服电机及驱动、四自由度机械手，直线运动单元，比例传送机构，多功能安装支架，同步轮，同步带等。

4

加工单元

YL—335B-03

1套

亚龙

主要包括滑动料台，模拟冲头等。

5

装配单元

YL—335B-04

1套

亚龙

主要包括供料机构，旋转送料单元，机械手装配单元，放料台等。