《2022中职通信与控制系统集成与维护赛题（赛项赛题）》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
ChinaSkills2022年全国职业院校技能大赛中职组“通信与控制系统集成与维护”赛项赛题库通信与控制系统集成与维护赛项专家组2021年12月
1模块一系统安装部署模块1-1（-）系统设备安装与配线根据附件资料中提供的“技术平台接线图”等资料,完成PLC（可编程逻辑控制器）、模拟量输入模块、交换机、直流24V正极电源接线端子排、直流24V负极电源接线端子排、速度表、风机、报警灯、温湿度传感器、光照传感器、烟雾传感器、直流电压表、开右侧门按钮、关右侧门按钮、右侧门开启指示灯、右侧门关闭指示灯、紧急制动等模块的安装与接线。注意:1.安装过程遵守《安全操作规范》。2.按照“技术平台接线图”安装模块,模块的安装位置正确牢固,螺丝、螺母、垫片选型正确。3.线号管与线对应正确。4.冷压端子选型合理,压制牢固。5.严格按照“技术平台接线图”中的接线要求,正确选择接线端子,且线序正确，布局合理。6.在整体上,线束布局合理牢固、长短适宜、美观大方。7.提交试卷前，确保线槽盖好。（-）功能调试1.使用“STEP7MicroWINSMART”编程软件把U盘根目录“竞赛资料、模块ー”中的“PLC测试程序.smart”下载到PLC并运行,按照样图布局对PLC进行拍照,要求图片中能看清PLC各输入输出口指示灯的亮灭状态，将图片命名为“图IT-PLC程序下载”,存放到U盘根目录“提交资料、模块一”中,并将此图片粘贴至U盘根目录“提交资料'竞赛答题卡.doc”指定位置。（注意:PLC测试程序.smart已加密,但不影响下载）
21.将U盘根目录“竞赛资料、模块ー”中的“HMI测试程序”下载到人机交互界面设备中。下载完成后对人机交互界面进行完整拍照,图片命名为“图1-2-HMI测试程序下载”,存放到U盘根目录“提交资料、模块一”中,并将此图片粘贴至U盘根目录“提交资料'竞赛答题卡.doc”指定位置。2.功能测试与记录按照表1.1所示动作顺序,测试开关门按钮与指示灯功能,并记录各指示灯的亮灭状态。指示灯点亮状态用“1”表示,指示灯熄灭状态用“〇”表不〇表L1功能测试记录动作顺序动作名称右侧门开启指示灯右侧门关闭指示灯左侧门开启指示灯左侧门关闭指示灯1启动PLC2按下开左侧门按钮3按下关左侧门按钮4按下开右侧门按钮5按下关右侧门按钮按照表L2所示动作顺序,在人机界面中查看测量数据、控制执行器动作状态,并记录。风机转动/照明灯点亮/报警灯闪烁/有烟雾用“1”表示,风机停转/照明灯熄灭/报警灯熄灭/无烟雾用“〇”表示。表1.2传感器数据测量与控制器功能记录动作顺序动作名称数据1数据2数据3照明灯报警灯风机烟雾1启动PLC2按下烟雾模块上黑色按钮//////
310S»松开前烟雾状态4进入第二界面////3点击XI////4点击X2////5点击X3////
4模块二通信配置及调试模块2-1（一）平台网络配置1.无线路由器的配置★路由器配置连接网址:http：//192.168.4.1★默认用户名为"admin”,默认管理员密码为“admin”本地局域网络（LANロ）的搭建和配置:按照表2.1要求,对无线路由器进行本地局域网络的搭建和配置。设置完毕后:将带有Wi-Fi名称、Wi-Fi密码、WPA加密模式的“无线加密设置”配置界面进行截图或拍照,图片命名为“图2-1ー无线加密设置”,将带有IP地址、子网掩码的“LAN接口设置”配置界面进行截图或拍照,图片命名为“图2-2-LAN接口设置”，并将两张图片粘贴至U盘根目录“提交资料、竞赛答题卡.doc”指定位置。表2.1本地局域网配置要求序号设备参数值示例1Wi-Fi名称竞赛资料ーABーエ位号99号エ位:竞赛资料ーTXKZ_99,ェ位号〈10时,十位用。填充2Wi-Fi密码自行设置（长度く=10位）3安全模式WPA2PSK4IP地址176.128.エ位号.9999号エ位:176.128.99.992.平台局域网搭建在通信与控制实训平台中,搭建局域网,并对各终端设备的无线网络进行连接和配置。按照表2.2所示IP地址规划表,组建局域网络。将控制中心“无线网络连接详细信息”窗口进行截图,图片命名为“图2-3ー控制中心IP地址”,进入智能终端控制器ー〉设置ー）WLAN,点击平台对应的Wi-Fi名称
5后,通过适当操作,将包含智能终端控制器IP地址的界面进行截图,图片命名为“图2-4一智能终端控制器IP地址”,将附加电脑“无线网络连接详细信息”进行截图,图片命名为“图2-5ー附加电脑IP地址”,存放到U盘根目录“提交资料、模块二”中,并将图片粘贴至U盘根目录“提交资料、竞赛答题卡.doc”指定位置。（要求图片包含完整的IP地址信息）表2.2按照IP地址规划组建局域网设备设备接口IP地址备注控制中心WIFI176.128.エ位号.3ェ位号〈10时,十位用。填充智能终端控制器WIFI176.128.エ位号.4附加电脑WIFI176.128.エ位号.53.网络通信测试分别在控制中心和附件电脑中的“命令提示符”界面下使用“ping”命令检测控制中心与无线路由器、附加电脑与智能终端控制器之间网络通信是否正常,将正常通信测试结果分别进行截图,分别以“图2-6ー控制中心与无线路由器”、“图2-7ー附加电脑与智能终端控制器”命名,存放到U盘根目录“提交资料'模块二”中,并将图片粘贴至U盘根目录“提交资料'竞赛答题卡.doc”指定位置。（要求将命令提示符整个窗口截图）（-）平台网络配置1.无线路由器的配置★路由器配置连接网址:tplogin.cn；★自己设置ー个密码,8位由字母和数字组成。本地局域网络（LANロ）的搭建和配置:按照表2.1要求,对无线路由器进行本地局域网络的搭建和配置。设置完毕后:将带有Wi-Fi名称、Wi-Fi密码、频段带宽的“无线加密设置”配置界面进行截图或拍照,图片命名为“图2-1ー无线加密设置”,将带有IP地址、子
6网掩码的“LAN接口设置”配置界面进行截图或拍照,图片命名为“图2-2-LAN接口设置”,并将两张图片粘贴至U盘根目录”提交资料、竞赛答题卡.doc”指定位置。表2.1本地局域网配置要求序ロ设备参数值示例Wi-Fi名称竞赛资料ーTXKZーエ位号99号エ位:竞赛资料ーTXKZ.99,エ位号<10时，十位用〇填充Wi-Fi密码去掉“不加密”勾选框,然后自行设置密码（长度く=10位）8位数字和字母组成频段带宽20MHzIP地址176.128.エ位号.9999号エ位:176.128.99.992.平台局域网搭建在通信与控制实训平台中,搭建局域网,并对各终端设备的无线网络进行连接和配置。按照表2.2所示IP地址规划表，组建局域网络。将控制中心“无线网络连接详细信息”窗口进行截图,图片命名为“图2-3ー控制中心IP地址”,进入智能终端控制器界面,将智能终端控制器静态IP地址的界面进行拍照,图片命名为“图2-4一智能终端控制器IP地址”，将附加电脑“无线网络连接详细信息”进行截图,图片命名为“图2-5ー附加电脑IP地址”，将人机交互IP地址配置完成界面进行拍照，图片命名为“图2-6一人机交互IP地址”,存放到U盘根目录”提交资料、模块二”中,并将图片粘贴至U盘根目录“提交资料'竞赛答题卡.doc”指定位置。（要求图片包含完整的IP地址信息）表2.2按照IP地址规划组建局域网设备设备接口IP地址备注控制中心WIFI176.128.エ位号.3ェ位号〈10时,十位用〇填充智能终端控制器WIFI176.128.エ位号.4附加电脑WIFI176.128.エ位号.5人机交互网线176.128.エ位号.6
73.网络通信测试分别在控制中心和附件电脑中的“命令提示符”界面下使用“ping”命令检测控制中心与无线路由器、附加电脑与智能终端控制器之间网络通信是否正常,将正常通信测试结果分别进行截图,分别以“图2-7ー控制中心与无线路由器”、“图2-8ー附加电脑与智能终端控制器”命名,存放到U盘根目录“提交资料、模块二”中,并将图片粘贴至U盘根目录“提交资料、竞赛答题卡.doc”指定位置。（要求将命令提示符整个窗口截图）（三）平台网络配置1.无线路由器的配置★路由器配置连接网址:tplogin.cn；★自己设置ー个密码,8位由字母和数字组成。本地局域网络（LANロ）的搭建和配置:按照表2.1要求,对无线路由器进行本地局域网络的搭建和配置。设置完毕后:将带有Wi-Fi名称、Wi-Fi密码、频段带宽的“无线加密设置”配置界面进行截图或拍照,图片命名为“图24.无线加密设置”,将带有IP地址、子网掩码的“LAN接口设置”配置界面进行截图或拍照,图片命名为“图2-2-LAN接口设置”,并将两张图片粘贴至U盘根目录“提交资料、竞赛答题卡.docx”指定位置。表2.1本地局域网配置要求序号设备参数值示例1Wi-Fi名称ZZJTXKZーエ位号99号エ位：ZZ_TXKZ_99,ェ位号〈10时,十位用。填充2Wi-Fi密码去掉"不加密’’勾选框,然后自行设置密码（长度く=10位）8位数字和字母组成3频段带宽20MHz4DHCP服务器地址池开始地址:176.128,エ位号.110地址池结束地址:176.128.エ位号.2005IP地址176.128.エ位号.9999号エ位:176.128.99.992.平台局域网搭建
8在通信与控制系统（髙铁）集成与维护平台中,搭建局域网,并对各终端设备的无线网络进行连接和配置。按照表2.2所示IP地址规划表,组建局域网络。将控制中心“无线网络连接详细信息”窗口进行截图,图片命名为“图2.3ー控制中心IP无线地址”;将控制中心“网络连接详细信息”窗口进行截图,图片命名为“图2-4ー控制中心IP有线地址”;将树莓派（列控中心）静态IP地址的界面进行拍照,图片命名为“图2-5一列控中心IP地址”;将附加电脑“无线网络连接详细信息”进行截图,图片命名为“图2・6-附加电脑IP地址”；用STEP7-MicroWINSMART软件搜索PLC,将包含PLCIP地址界面进行截图,图片命名为“图2-7-PLCIP地址”；将人机交互IP地址配置完成界面进行拍照，图片命名为“图2-8一人机交互IP地址”,存放到U盘根目录“提交资料、模块二”中,并将图片粘贴至U盘根目录“提交资料、竞赛答题卡.docx”指定位置。（要求图片包含完整的IP地址信息）表2.2按照IP地址规划组建局域网设备设备接口IP地址备注控制中心WIFI176.128.エ位号.3控制中心网线192.168.3.2列控中心WIFI176.128.エ位号.4附加电脑WIFI176.128.エ位号.5PLC网线192.168.3.100人机交互网线192.168.3.1013.网络通信测试分别在控制中心和附件电脑中的“命令提示符”界面下使用“ping”命令检测控制中心与无线路由器、附加电脑与列控中心之间网络通信是否正常,将正常通信测试结果分别进行截图,分别以“图2-9ー控制中心与无线路由器”、“图2.1〇一附加电脑与列控中心”命名,存放到U盘根目录“提交资料'模块二”中,并将图片粘贴至U盘根目录“提交资料'竞赛答题卡.docx”指定位置。（要求将命令提示符整个窗口截图）
9模块2-2（一）智能终端控制器配置对智能终端控制器进行配置（详见表2.3）,并成功连接控制中心,保证智能终端控制器各项功能正常运行。在智能终端控制器上对配置界面进行拍照截图,命名为“图2-8一智能终端控制器配置”;在控制中心计算机上对连接成功界面截图,命名为“图2-9ー连接成功”。两张图片存放到U盘根目录“提交资料、模块二”中,并将图片粘贴至U盘根目录“提交资料、竞赛答题卡.doc”指定位置。表2.3通信配置参数串口号波特率IP地址端口号轨道电路通信ttyAMA49600//列车通信ttyAMA5115200//服务器通信//自行设置8080（-）智能终端控制器配置对智能终端控制器进行配置（详见表2.3）,并成功连接控制中心,保证智能终端控制器各项功能正常运行。在智能终端控制器上对配置界面进行拍照截图,命名为“图2-8一智能终端控制器配置”;在控制中心计算机上对连接成功界面截图,命名为“图2-9ー连接成功”。两张图片存放到U盘根目录“提交资料'模块二”中,并将图片粘贴至U盘根目录“提交资料'竞赛答题卡.doc”指定位置。表2.3通信配置参数串口号参数设置IP地址端口号位置识别通信ttyAMA49600,数据位8,停止位1,无校验//被控模块通信ttyAMA5115200,数据位8,停止位1,无校验。//服务器通信//自行设置8080（三）智能终端控制器配置对智能终端控制器进行配置（详见表2.3）,并成功连接控制中心,保证列控中心各项功能正常运行。在列控中心node-red界面上进行轨道电路通
10信、列车通信、服务器通信配置,并进行拍照截图,命名为“图2-11ー轨道电路通信”、“图2-12一列车通信”、“图2-13一服务器通信”;在控制中心计算机上对连接成功界面截图,命名为“图2-14ー连接成功”。四张图片存放到U盘根目录”提交资料、模块二”中,并将图片粘贴至U盘根目录”提交资料、竞赛答题卡docx”指定位置。表2.3通信配置参数串口号波特率IP地址端口号轨道电路通信COM49600//列车通信C0M5115200//服务器通信//自行设置8080模块2-3（-）典型通信系统调试背景:高铁车厢中,设有负责监控列车温湿度、光照数据的监控室,根据温湿度及光照值,进行温馨提示并智能控制车厢灯光,营造舒适的列车环境。现采用附加电脑模拟列车监控室,高铁主控制台模拟列车车厢,监控室通过WIFI,和列车车厢进行数据通信。列车车厢配备ー个485模块（电源为24VDC）,用于采集温湿度和光照数据。任务:典型通信系统调试,实现列车车厢数据监控。通信协议详见U盘根目录“竞赛资料、模块ニ、485通信协议.pdf”文件。数据监控软件详见“竞赛资料'模块二'数据监控软件.exe"。网络调试助手详见U盘根目录“竞赛资料'模块ニ'网络调试助手.exe”。（注:数据监控软件附带CRC校验计算功能）1.配置与连接485模块正确连接485模块”通信485”接口,打开数据监控软件,选择正确的串ロ号,波特率9600,数据位8,停止位1,无校验。点击连接,利用“485通信协议.pdf”文件中指定的协议,建立485模块与列车车厢之间通信,然后使485
11模块保持工作状态（485模块上电后处于停止工作状态）。将显示“485开始工作”字样整个数据监控软件界面截图,命名为“图2T0-485开始工作”,存放到U盘根目录“提交资料、模块二”中,并将图片粘贴至U盘根目录“提交资料、竞赛答题卡.doc”指定位置。1.建立网络连接列车车厢具有网络服务器功能,打开数据监控软件,正确配置列车车厢IP地址及端口号,开启服务。监控室作为客户端,在附加电脑打开网络调试助手,正确配置IP地址及端口号,连接服务。将数据监控软件上显示“客户端连接成功”字样的完整界面截图,命名为“图2-11ー客户端连接成功”,存放到U盘根目录“提交资料'模块ニ”中,并将图片粘贴至U盘根目录“提交资料'竞赛答题卡.doc”指定位置。2.数据采集假设列车车厢存储的温度和湿度数据为固定值的模拟数据,与真实环境无关。已知温湿度数据读取地址为0x0112,温湿度数据占4个字节。利用监控室附加电脑网络调试助手,根据通信协议,计算出采集到的温度和湿度值,将结果填写至U盘根目录“提交资料'竞赛答题卡.doc”指定位置。3.光照值设定通过监控室附加电脑网络调试助手,利用提供的485通信协议,设定列车车厢光照值,联动开关设定为“开”。已知光照设定地址为0x0212。设定完成后,当光照值大于450Lux时,数据监控软件LED灯自动熄灭;当光照值小于350Lux时（用手遮住485模块光敏电阻）,数据监控软件LED灯自动点亮。当光照值在350-450LUX之间时,数据监控软件LED灯维持上一个状态不变化。（1）写出设定列车车厢光照值的指令,并填写到U盘根目录”提交资料、竞赛答题卡.doc”指定位置。
12（2）使光照值小于350Lux时（用手遮住485模块光敏电阻）,将数据监控软件相关界面截图,图片命名为“图2-12-LED灯自动打开”。使光照值大于450Lux（不要遮挡485模块光敏电阻）,将数据监控软件相关界面截图,图片命名为“图2-13-LED灯自动熄灭”。（3）将（2）的操作过程进行演示,并用摄像头录制数据监控软件界面（不包含截图过程）,视频命名为“视频2-1一光照滞回控制区间设定及控制.wmv”,保存到U盘根目录”提交资料、模块ニ’‘中。（-）典型通信系统调试背景:高铁车厢中,设有负责监控列车温湿度、光照数据的监控室,根据温湿度及光照值,进行温馨提示并智能控制车厢灯光,营造舒适的列车环境。现采用附加电脑模拟列车监控室,髙铁主控制台模拟列车车厢,监控室通过WIFI,和列车车厢进行数据通信。列车车厢配备ー个485模块（电源为24VDC）,用于采集温湿度和光照数据。任务:典型通信系统调试,实现列车车厢数据监控。通信协议详见U盘根目录“竞赛资料、模块ニ、485通信协议.pdf”文件。数据监控软件详见“竞赛资料'模块二'数据监控软件.exe"。网络调试助手详见U盘根目录“竞赛资料'模块ニ'网络调试助手.exe”。（注:数据监控软件附带CRC校验计算功能）1.配置与连接485模块高铁主控制台正确连接485模块”通信485”接口，打开数据监控软件,选择正确的串口号,波特率9600,数据位8,停止位1,无校验。点击连接,利用“485通信协议.pdf”文件中指定的协议,建立485模块与列车车厢之间通信。将显示“485通信成功”字样整个数据监控软件界面截图,命名为“图2-10-485通信成功”,存放到U盘根目录“提交资料、模块二”中,并将图片粘贴至U盘根目录“提交资料、竞赛答题卡.doc”指定位置。
131.建立网络连接列车车厢具有网络服务器功能，打开数据监控软件,正确配置列车车厢IP地址及端口号,开启服务。监控室作为客户端,在附加电脑打开网络调试助手,正确配置IP地址及端口号,连接服务。将数据监控软件上显示“客户端连接成功”字样的完整界面截图,命名为“图2T1ー客户端连接成功'',存放到U盘根目录“提交资料'模块ニ”中,并将图片粘贴至U盘根目录“提交资料'竞赛答题卡.doc”指定位置。2.数据釆集假设列车车厢存储的温度和湿度数据为固定值的模拟数据,与真实环境无关。利用监控室附加电脑网络调试助手,根据通信协议,计算出采集到的温度和湿度值,将结果填写至U盘根目录“提交资料'竞赛答题卡.doc”指定位置。3.光照值设定通过监控室附加电脑网络调试助手,利用提供的485通信协议,设定列车车厢光照值,联动开关设定为“开”。设定完成后,当光照值大于400Lux时,数据监控软件LED灯自动熄灭;当光照值小于300Lux时(用手遮住485模块光敏电阻),数据监控软件LED灯自动点亮。当光照值在300-400Lux之间时,数据监控软件LED灯维持上一个状态不变化。(1)写出设定列车车厢光照值的指令,并填写到U盘根目录“提交资料'竞赛答题卡.doc”指定位置。（2）使光照值小于300Lux时（用手遮住485模块光敏电阻）,将数据监控软件相关界面截图,图片命名为“图2-12-LED灯自动打开”。使光照值大于400Lux（不要遮挡485模块光敏电阻）,将数据监控软件相关界面截图,图片命名为“图2-13-LED灯自动熄灭”。（3）将（2）的操作过程进行演示,并用摄像头录制数据监控软件界面
14（不包含截图过程）,视频命名为“视频2-1一光照滞回控制区间设定及控制.wmv”,保存到U盘根目录“提交资料、模块二”中。（三）典型通信系统调试背景:高铁车厢中,设有负责监控列车温湿度、光照数据的监控室,根据温湿度及光照值,进行温馨提示并智能控制车厢灯光,营造舒适的列车环境。现采用高铁主控制台模拟列车监控室,附加电脑模拟列车车厢,监控室通过WIFI,和列车车厢进行数据通信。列车车厢配备一个485模块（电源为24VDC）,用于采集温湿度和光照数据。任务:典型通信系统调试,实现列车车厢数据监控。通信协议详见U盘根目录”竞赛资料、模块ニ、485通信协议.pdf”文件。数据监控软件详见“竞赛资料'模块二'数据监控软件.exe”。网络调试助手详见U盘根目录“竞赛资料'模块ニ'网络调试助手.exe”。1.配置与连接485通信模块高铁主控制台正确连接485模块,打开数据监控软件,选择正确的串口号,波特率9600,数据位8,停止位1,无校验。点击连接,利用“485通信协议.pdf”文件中指定的协议,建立485模块与列车车厢之间通信。将显示“485通信成功”字样界面截图,命名为“图2-9-485通信成功”,存放到U盘根目录“提交资料'模块二”中,并将图片粘贴至U盘根目录“提交资料'竞赛答题卡.doc”指定位置。2.建立网络连接在附加电脑上打开数据监控软件,正确配置列车车厢IP地址及端口号,开启服务。平台电脑作为客户端,在主控平台电脑上打开网络调试助手,正确配置IP地址及端口号,连接服务。将数据监控软件上显示“客户端连接成功”字样界面截图,命名为“图2T0ー客户端连接成功”，存放到U盘根目录”提交资料、模块二”中,并将
15图片粘贴至U盘根目录”提交资料、竞赛答题卡.doc”指定位置。1.数据采集已知列车车厢存储的温度和湿度数据为固定值的模拟数据,与真实环境无关。利用监控室主控电脑网络调试助手,根据通信协议,计算出采集到的温度和湿度值,将结果填写至U盘根目录“提交资料'竞赛答题卡.doc”指定位置。2.光照值设定485模块将真实环境光照值实时上传给数据监控软件,当列车车厢当前光照值低于设定值时,数据监控软件给485模块发送点亮LED灯指令,点亮485模块板载4路LED灯。当光照值高于设定值时,485模块板载4路LED灯熄灭。当联动控制开关打开时,数据监控软件“状态显示”区可以显示485模块板载4路LED灯状态。通过监控室附加电脑网络调试助手,利用提供的485通信协议，设定列车车厢光照值为400Lux,联动开关设定为“开”。设定完成后,当光照值大于400Lux时，板载LED灯自动熄灭,将数据监控软件相关界面截图,图片命名为“图2-11-LED灯自动熄灭”;用手遮住485模块光敏电阻,使光照值小于400Lux,板载LED灯自动点亮,将数据监控软件相关界面截图,图片命名为“图2-12-LED灯自动打开”。将截图存放到U盘根目录“提交资料'模块二”中,并将图片粘贴至U盘根目录“提交资料'竞赛答题卡.doc”指定位置。（四）典型通信系统调试背景:某项目小组负责某智慧教室数据釆集系统设计,教室设有负责检测温湿度、光照数据的传感器,根据温湿度及光照值,进行教室内髙温预警、灯光调节等功能，营造舒适的教学环境。教室有一台服务器,用于采集教室传感器数据,实现联动控制功能,教室配备ー块485通信模块（电源为24VDC）,用于教室数据监测,如下图2.1所示。监控室需要将获取教室内数据,并发送相关联动控制设定指令。监控室和教室服务器处于同一局域网内,利用网络进行数据通信。现采用附加电脑模拟监控室电脑,高铁主控制台模拟教室服务器。
16任务:典型通信系统调试,实现教室数据监控。485模块采用Modbus通信方式，485模块作为从站，通信协议详见U盘根目录”竞赛资料、模块ニ\485通信协议.pdf”文件;相关软件详见U盘根目录“竞赛资料、模块二”。注意:本题中涉及的通信接口为“通信485”接口。（注:使用给定的“CRC计算器”进行CRC校验计算,采用CRCT6/M0DBUS校验方式）1.配置与连接485模块（5分）（1）模块信息测试。用USB转485通信线连接485模块,打开串口调试助手。已知485模块默认地址为0x01（拨码开关可用于设定模块地址,设置方法见（2））,数据位8,停止位1,无校验。请利用通信协议中的“模块信息”进行测试,测试出模块默认的波特率,并将模块返回的数据进行分析,将波特率、模块版本、生产批号填写至答题卡指定位置。（2）地址设定。485模块拨码开关可用于设定模块地址。现需要将模块地址设置为0x12,设定完成后需将485模块重新上电生效。已知拨码开关1-8代表地址数据从低位到高位的1-8位，拨至ON代表1,没有拨至。N代表。。设定完成后,将设定结果填写至答题卡指定表格中。（注意:模块拨码开关必须设定为0x12,オ可进行后续操作）2.数据采集（6分）（1）手动模式。由于数据监控软件波特率不可修改,需要借助串口调试助手发送相关指令修改485模块默认波特率，修改完成后重启485模块可生效。已知数据监控软件默认波特率为11520〇,数据位8,停止位1,无校验。（注意:如果设定失败或设定后遗忘,请同时按下keyl和key4按键,几秒后待电路板4个指示灯全亮，完成波特率和校验位的复位。复位之后需将485模块重新上电,波特率恢复出厂值）485模块波特率修改完成后,打开数据监控软件并打开串口，此时可利用按键手动获取传感器数据,获取的数据会显示软件接收窗口中。按下keyl按键,模块主动发送一条包含5组温度数据的协议;按下key2按键,模块主动发送一条包含5组湿度数据的协议;按下key3按键,模块主动发送ー条包含5组光照数据的协议;按下key4按键,模块主动发送一条包含5
17组单片机片内温度数据的协议。将得到的5组数据,去掉ー个最大值,去掉ー个最小值,剩余的三组取平均值,取小数点后2位（四舍五入）。将得到的最终温湿度、光照、单片机片内温度数据,填写至答题卡指定位置。（注意:计算得到的传感器数据为固定值,与真实环境无关;波特率必须设定为115200,地址必须设定为0x12,才能正常使用数据获取功能）（2）自动模式。利用数据监控软件发送“自动模式”协议,可使模块进入自动上传数据模式。此时,切换至软件数据获取界面,会显示读取到的温度、湿度、光照数据。将读取到数据的软件界面截图,图片命名为“图2-11ー数据获取”,并将图片粘贴至U盘根目录”提交资料、竞赛答题卡.doc”指定位置。（注意：软件显示的传感器数据为固定值,与真实环境无关;波特率必须设定为115200,地址必须设定为0x12,才能正常使用数据获取功能）1.光照值设定（1）在自动模式下,打开教室电脑数据监控软件网络服务功能,此时可通过监控室电脑网络调试助手，设定教室光照值,联动开关设定为“开”。光照值设定采用滞回比较器方式,设定值下限为L=300Lux,设定值上限为H=400Lux,滞回比较区间为ハ=100Lux。设定完成后,软件会根据自动模式下获取到的光照值进行判断,进而控制软件上的指示灯。当光照值低于下限时,指示灯点亮；当光照值高于上限时,指示灯熄灭；当光照值处于比较区间中,指示灯维持上一状态。将设定完成后联动控制界面截图,图片命名为“图2T2ー联动控制'并将图片粘贴至U盘根目录”提交资料、竞赛答题卡.doc”指定位置。(2)利用给定的“CRC计算器”分析光照值设定协议采用了哪种CRC校验,将校验方式填写至答题卡指定位置。
18（五）典型通信系统调试背景:某车站包含智能温控系统,新风室和回风室安装有管道温湿度传感器,以监测室外新风和车站内的温度以及湿度。车站同时包含智能照明系统,系统包括光线感应器、照明设备等。利用智能温控系统和智能照明系统可以实现对车站环境状态的智能控制,使得车站环境始终处于较为舒适的环境之中,并最终实现节能减排的目的。（管道温湿度传感器一般安装在新风室和回风室的墙壁上）智能照明控制系统根据运营时段和自然光照强度对站厅层照明设备进行自动控制，用485模块D1-D4指示灯模拟站厅层照明设备。在每天高峰运营时段,车站的客流量比较大,站厅层照明设备全部开启;在一般运营时段,比较光照强度传感器数据与系统预设值422Lux,现场实际光照强度值低于预设值时自动开启D1-D4照明设备,现场实际光照强度值高于预设值时只开启D1-D3照明设备;在每天停运前,需要清扫公共区,进入清扫模式后只打开D1照明设备;在深夜,车站进入停运状态,所有照明设备关闭,即D1-D4熄灭。智能温控系统采用滞回控制功能,当回风室温度高于预设值32ヒ时，新风系统开始送风,以达到降温的效果,当回风室温度低于预设值31匸时,新风系统停止送风。现场可以用提供的小风扇对温湿度芯片进行降温。（假设,室外新风温度小于3（TC）任务:实现智能照明系统和智能温控系统功能。主控制台电脑作为车站监控室,负责通过USB转485线与485模块进行数据通信;附加电脑作为监控中心,通过网络与车站监控室（主控制台电脑）进行通信。通信协议详见U盘根目录“竞赛资料、模块二'RS485模块通讯协议用户版.pdf”文件;相关软件详见U盘根目录“竞赛资料、模块二注意:本题中涉及的通信接ロ为“通信485”接口;涉及的串口调试助手必须使用“竞赛资料'模块ニ”中提供的。1.配置与连接485模块车站监控室用USB转485通信线连接485模块,打开串口调试助手。利用拨码开关设定模块地址为0x0003,波特率为9600。然后发送建立通信协议,建立通信成功后,模块会回复字符‘'MCU-OK”。将包含串口信息、发送数据和模块回复数据（字符）的串口助手界面进行截图,图片命名为“图2-15•建立通信”,并将图片粘贴至U盘根目录"提交资料'竞赛答题卡.docx”指定位置。2.数据获取利用串口助手给模块发送数据获取指令,发送成功后,模块会每隔1S自动发送当前温度、湿度、光照数据、新风系统打开状态（ON/OFF/NUL）,数据为字符形式,每种数据之间以逗号隔开。将数据获取成功后的串口助手界面进行截图,图片命名为“图2.16ー数据获取”,并将图片粘贴至U盘根目录”提交资料、竞赛答题卡.docx”指定位置。3.智能光照系统
19(1)高峰运营时段给485模块发送进入高峰运营时段指令,站厅层四个公共区照明全部开启,模块D1-D4指示灯全亮。(2)一般运营时段给485模块发送进入一般运营时段指令,并设置预设值422Lux。当遮住光线感应器,自然光低于422Lux时,站厅层四个公共区照明全部开启，模块D1-D4指示灯全亮;当不遮挡光线感应器时,自然光高于422Lux,打开D1-D3指示灯。(可使用usb小灯对光线感应器进行照射)(3)清扫模式给485模块发送进入清扫模式指令，此时只打开D1指示灯。(4)停运状态给485模块发送进入停运状态指令,此时所有灯具关闭，即D1-D4熄灭。将以上高峰运营时段、一般运营时段、清扫模式、停运状态四个功能进行演示,并用摄像头进行录像,将视频命名为“视频2」一智能光照系统功能演示”保存于U盘根目录“提交资料、模块ニ’‘中。1.智能温控系统(1)设定滞回控制预设值给485模块发送设定滞回控制预设值指令，上限值32ヒ,下限值31℃〇(2)滞回控制开关给485模块发送开启滞回控制指令，当开关打开时,滞回控制预设值有效,新风系统打开状态(ON/OFF)才能生效，否则为“NUI7'字样。用手按住温湿度传感器,模拟温度上升,当温度大于32C时,模块返回数据中新风系统打开状态变为ON,把手从温湿度传感器上拿开,模拟温度下降,当温度小于31(时,模块返回数据中新风系统打开状态变为OFF。(可使用小风扇对温湿度传感器进行降温)将以上设定滞回控制预设值、滞回控制开关功能进行演示，并用摄像头进行录像,将视频命名为'’视频22.智能温控系统功能演示”保存于U盘根目录“提交资料'模块二”中。(如无法改变模块温度到31ヒ以下或32C以上,也可自行设置上限值和下限值以实现滞回控制功能要求)模块2-4（-）通信拓扑图及设计（配置）方案U盘根目录”竞赛资料、模块二、通信拓扑图绘制、素材’’目录下有控制中心、无线路由器、智能终端控制器、PLC、人机交互界面、CAN分析仪等设备的图片,根据通信与控制系统（高铁）集成与维护实训平台功能,利用WPS
20软件或Visio软件绘制如下拓扑图,并对设计（配置）方案进行简述。1.CAN通信网络（1）通信拓扑图根据U盘根目录“竞赛资料'模块二'CAN通信'CAN通信网络规则要求说明”以及其他CAN资料,完成通信拓扑图的绘制。将此拓扑图截图,命名为“图2T4-CAN通信网络拓扑”,并将图片粘贴至U盘根目录“提交资料'竞赛答题卡.doc”指定位置。（2）设计（配置）方案根据U盘根目录“竞赛资料'模块二'CAN通信'CAN通信网络规则要求说明”以及其他CAN资料,完成通信方案设计，并在U盘根目录“提交资料'竞赛答题卡.doc”指定位置填写。2.无线通信网络绘制控制中心、无线路由器、智能终端控制器的无线通信网络拓扑图,划线时釆用虚线连线,无粗细和箭头要求,并在线上标注通信方式（提示:WIFI,短距离无线通信Zigbee两种方式）。将此拓扑图截图,命名为“图2-15ー无线通信网络拓扑”,并将图片粘贴至U盘根目录“提交资料'竞赛答题卡.doc”指定位置。例如:A和B设备采用WIFI形式进行通信,示意图如图2.2所示。图2.2A和B设备通信示意图3.485通信网络绘制PLC、控制中心、人机交互界面的485通信网络拓扑图。485通信属于差分信号传输,具有A,B两根信号线,划线时无粗细和箭头要求,但要在信号线上标注好A,Bo将此拓扑图截图,命名为“图2T6-485通信网络拓扑”,并将图片粘贴至U盘根目录”提交资料、竞赛答题卡.doc”指定位置。（二）
21通信拓扑图及设计（配置）方案U盘根目录”竞赛资料、模块二、通信拓扑图绘制”目录下有设备图片,利用WPS软件或visi。软件绘制如下拓扑图,并对设计（配置）方案进行简述。1.CAN通信网络（1）通信拓扑图根据U盘根目录“竞赛资料'模块二'CAN通信'CAN通信网络规则要求说明.pdf”以及其他CAN资料,完成通信拓扑图的绘制。将此拓扑图截图,命名为“图2/7.CAN通信网络拓扑”,并将图片粘贴至U盘根目录“提交资料'竞赛答题卡.docx”指定位置。（2）设计（配置）方案根据U盘根目录“竞赛资料'模块二'CAN通信'CAN通信网络规则要求说明.pdf”以及其他CAN资料,完成通信方案设计,并在U盘根目录”提交资料'竞赛答题卡docx”指定位置填写。2.通信网络ー假设控制中心发送进出站指令到列控中心,点阵屏上显示“允许进站”字样,轨道电路相应区段信号机变为绿灯,绘制控制中心、无线路由器、列控中心、点阵屏、轨道电路的无线通信网络拓扑图。Wifi和短距离无线通信Zigbee划线时采用虚线连线,箭头需标注出允许进站的传送方向,无粗细要求,并在线上标注通信方式。485通信属于差分信号传输,具有A,B两根信号线，划线时采用实线连线,A线和B线均需要标注信号机变灯数据传输方向,且A线为红色,B线为黑色,无粗细要求。将此拓扑图截图,命名为“图2-18一通信网络一拓扑”,并将图片粘贴至U盘根目录“提交资料'竞赛答题卡docx”指定位置。例如:A和B设备采用WIFI形式进行通信,A将数据发送给B,示意图如图2.2所示。图2.2A和B设备通信示意图例如:A和B设备采用485通信形式进行,A将数据发送给B,示意图如图2.3所示。回二臼图2.3A和B设备通信示意图3.通信网络二假设控制中心通过无线获取列控中心传来的变灯和列车位置数据,同时控制中心通过串口给PLC发送查询温湿度和车门状态指令,波特率115200。人机交互界面、PLC、控制中心通过网线连接到交换机。人机交互界面通过有线网络获取PLC中各个寄存器的状态,控制中心可以通过有线网络监控PLC和人
22机交互界面实时状态。绘制PLC、控制中心、人机交互界面、列控中心、交换机、无线路由器网络拓扑图。将此拓扑图截图,划线时采用实线连线,无箭头要求,无粗细要求,并在线上标注通信方式（串口、WIFI、网络），串口需标注通信波特率,命名为“图2-19一通信网络二拓扑”,并将图片粘贴至U盘根目录“提交资料、竞赛答题卡.docx”指定位置。模块2-5（-）平台网络配置1.WIFI模块配置利用AT指令集,按照如下表格,配置WIFI模块的名称、密码、TCP类型、IP地址、网络模式。配置完成后,将电脑连接至WIFI模块建立的热点,并利用网络调试助手进行测试。WIFI名称ChinaSkiHs-设备编号密码自定义TCP类型tcp-serverIP地址192.168.3.1网络模式AP2.NB-I0T模块配置
23将NB-IOT模块通过串口与电脑相连,利用串口调试助手,使用9600,N,8,1配置后打开串口,给模块上电,收到开机信息即为连接成功。利用AT指令集,按照如下表格,查询并配置NB-IOT模块。透传云地址117.60.157.137端口为5683发送数据0x030x010x010x01OxFF查询模块IEMI号查询模块SN号
24模块三故障检测及维修模块3T（-）硬件故障检测与处理1.继电器电路板（空板）焊接根据提供的资料（U盘根目录”竞赛资料、模块三、继电器原理图.pdf、继电器装配图.pdf和继电器元器件清单.pdf”）把继电器电路焊接完成。如果装配焊接无误,则安装好RF-CC2530核心板,打开电路板电源开关,8路继电器指示灯全亮,过3秒钟,8路继电器指示灯全灭。将“上电,指示灯全亮,3秒后指示灯全灭”的过程进行录像,将视频命名为“视频3-1ー继电器电路板焊接.wmv”,保存到U盘根目录“提交资料'模块三”中。2.电路板排故（1）任务描述背景:某科技公司项目小组初步设计出了继电器模块和RS485通信模块两款样品。原理图请查看附件资料模块四种继电器模块原理图l.pdf和485模块原理图.pdf〇《继电器模块功能》:①电路板可由两路24VDC电源同时供电,保证电路板的可靠工作;②上电后指示灯LED1-LED8依次循环点亮（同一时刻只有一个灯亮,下同）,同时,指示灯LED11-18也依次循环点亮;③SW2闭合时,8路继电器全部断开,对应的指示灯LED1-LED8一直处于熄灭状态；SW2断开后,指示灯LED1-LED8恢复循环点亮状态；④电路板具有温度检测报警的功能,测量温度值＞25じ,继电器K9常开触点闭合,测量温度く15C时,继电器K9常开触点断开。《485模块功能》:用于测试轨道电路信号灯是否工作正常。将485模块“故障485”接口（电路板上已标注）与轨道电路485接口相连,实现485模块控制轨道电路上面的信号灯循环点亮功能。485电路板设计中,为方便各种测试,ADM2483与单片机之
25间的TTL通信连接线设置了电阻跳线。（2）故障定位假如您是这个公司的一名测试工程师,现需要根据“竞赛资料、模块三”目录下的文档资料（原理图中有些元器件参数丢失）,对项目小组设计出的两款电路板样品进行测量、调试,找出电路板中的设计故障/元器件选型故障/焊接故障,并进行维修处理。将故障定位以及故障处理方法填写到表3.1中。（提示:继电器有4处故障;485模块维修涉及两个元件,算作1处故障）表3.1继电器电路故障排查记录表故障定位处理方法电路板名称+元器件符号+故障（过大,过小,焊错、空焊等）。示例:继电器模块电路板R1电阻过大将故障定位的元器件修改为XXX或者添加或者重新焊接。示例:R1阻值修改成1K（3）故障处理调试选用相应的电子元器件进行故障维修。将继电器正反面拍照,图片分别命名为“图3Tー轨道电路板排故正面’‘、”图3-2ー轨道电路板排故反面''；将485模块上电后电路板正面、反面拍照,图片分别命名为“图3-3-485模块排故正面”、“图3-4-485模块排故反面”。将拍照图片保存于U盘根目录“提交资料、模块三”中,并粘贴至U盘根目录“提交资料、竞赛答题卡.doc”指定位置。将《继电器模块功能》中的②③功能进行依次连续演示,并用摄像头进行录像,将视频命名为“视频3-2ー继电器功能演示.wniv”保存于U盘根目录“提交资料'模块三”中;将485模块控制轨道电路信号灯功能进行演示，并用摄像头将信号灯变化的情况进行录像,视频命名为“视频3-3-485模块功能演示.wmv”保存于U盘根目录”提交资料、模块三”中。提示:参赛队维修过程中使用的元器件全部在提供的元件包中,可能存
26在故障的元器件提供了备件,竞赛过程中不得再申领元器件。（-）硬件故障检测与处理1.电路板焊接根据提供的继电器原理图、装配图及元器件清单将继电器电路板焊接完成。2.电路板排故（1）任务描述背景:某科技公司项目小组初步设计出了继电器模块和RS485通信模块两款样品。原理图请查看附件资料模块四种继电器模块原理图2.pdf和485模块原理图.pdfo《继电器模块功能》:上电后指示灯LED1-LED8依次循环点亮（同一时刻只有一个灯亮）。《485模块功能》：用于测试轨道电路信号灯是否工作正常。将485模块”故障485”接口（电路板上已标注）与轨道电路485接口相连,实现485模块控制轨道电路上面的信号灯循环点亮功能。485电路板设计中,为方便各种测试，ADM2483与单片机之间的TTL通信连接线设置了电阻跳线。（2）故障定位假如您是这个公司的一名测试工程师,现需要根据“竞赛资料、模块三”目录下的文档资料（原理图中有些元器件参数丢失）,对项目小组设计出的两款电路板样品进行测量、调试,找出电路板中的设计故障/元器件选型故障/焊接故障,并进行维修处理。将故障定位以及故障处理方法填写到表3.1中。（提示：继电器有4处故障;485模块维修涉及两个元件,算作1处故障）表3.1继电器电路故障排查记录表故障现象描述故障点排除后结果
27（三）硬件故障检测与处理1.继电器电路板焊接根据提供的资料（U盘根目录”竞赛资料、模块三、继电器原理图.pdf、继电器装配图.pdf和继电器元器件清单.pdf”）把继电器电路焊接完成。2.电路板排故（1）任务描述背景:某科技公司项目小组初步设计出了继电器模块和RS485通信模块两款样品。原理图请查看附件资料模块四种继电器模块原理图2.pdf和485模块原理图.pdfo《继电器模块功能》:上电后指示灯LED1-LED8依次循环点亮（同一时刻只有一个灯亮,下同）,同时,指示灯LED13-25也依次循环点亮;《485模块功能》:用于测试轨道电路信号灯是否工作正常。将485模块“故障485”接口（电路板上已标注）与轨道电路485接口相连，实现485模块控制轨道电路上面的信号灯循环点亮功能。485电路板设计中,为方便各种测试，ADM2483与单片机之间的TTL通信连接线设置了电阻跳线。（2）故障定位假如您是这个公司的一名测试工程师,现需要根据“竞赛资料'模块三”目录下的文档资料（原理图中有些元器件参数丢失）,对项目小组设计出的两款电路板样品进行测量、调试,找出电路板中的设计故障/元器件故障,并进行维修处理。将故障定位以及故障处理方法填写到表3.1中。（提示:继电器有5处故障;485模块有1处故障）表3.1继电器电路故障排查记录表故障定位处理方法
28电路板名称+元器件符号+故障（过大,过小,焊错、空焊等）。示例:继电器模块电路板R1电阻过大将故障定位的元器件修改为XXX或者添加或者重新焊接。示例:R1阻值修改成1K（3）故障处理调试选用相应的电子元器件进行故障维修。将继电器正反面拍照,图片分别命名为“图3-1ー轨道电路板排故正面”、“图3-2ー轨道电路板排故反面”；将485模块上电后电路板正面、反面拍照,图片分别命名为“图3-3-485模块排故正面”、“图3-4-485模块排故反面”。将拍照图片保存于U盘根目录“提交资料、模块三”中,并粘贴至U盘根目录”提交资料、竞赛答题卡.doc”指定位置。将《继电器模块功能》进行演示,并用摄像头进行录像,将视频命名为“视频3-1ー继电器功能演示.wmv”保存于U盘根目录“提交资料'模块三”中;将485模块控制轨道电路信号灯功能进行演示,并用摄像头将信号灯变化的情况进行录像,视频命名为“视频3-2-485模块功能演示.wmv”保存于U盘根目录“提交资料'模块三”中。提示:参赛队维修过程中使用的元器件全部在提供的元件包中,可能存在故障的元器件提供了备件,竞赛过程中不得再申领元器件。（四）硬件故障检测与处理1.电路板焊接（1）流水灯电路根据提供的资料（U盘根目录“竞赛资料、模块三、流水灯电路元器件清单.pdf"）把流水灯电路焊接完成。焊接完成后,按照以下操作步骤表格1-4进行视频录制,将视频命名为“视频3-1一流水灯电路”保存于U盘根目录“提交资料'模块三”中。表3.1流水灯电路操作演示表步骤编号操作演示步骤
291时钟切换开关置于自动,拨码1-8全部拨至ON,旋钮旋逆时针旋至最慢档,打开电源开关2拨码6、7、8拨至OFF,点击'’更新设定”按钮,旋钮顺时针缓慢旋转,直至旋至最快档3时钟切换开关置于手动,至少按下5次“手动触发”按钮4拨码开关2-8拨至OFF,点击’’更新设定”按钮，至少按下6次“手动触发”按钮（2）贴片元件焊接练习板根据提供的资料（U盘根目录“竞赛资料'模块三'贴片元件焊接练习板元器件清单.pdf”）把贴片元件焊接练习电路焊接完成。焊接完成后，对电路板进行上电,将LED16、LED12、LED17、LED13,LED18、LED14、LED19、LED15依次点亮的过程进行录制,将视频命名为“视频3-2ー贴片元件焊接练习板”保存于U盘根目录“提交资料'模块三”中。1.电路板排故（1）任务描述背景:某轨道交通科技公司项目小组初步设计出了电机控制板和RS485通信模块两款样品（注意:模块样品并非成品,有可能存在设计问题）。电机控制板用于模拟仿真计算机联锁系统中列车电机的控制（电机类型为直流电机）。《电机控制板》:硬件接线:首先固定24V转5V、24V转12V电源模块,采用M4螺丝和螺母按照下图所示位置进行固定,并按照“+”、指示将对应电源线进行焊接,然后将24V电源接入“24V输入接口”。功能介绍:继电器K1和K2用于电机正反转控制,当继电器K1常开触点吸合,继电器K2常开触点断开时,控制接口COM和NO1接通,COM和N02断开;当继电器K2常开触点吸合，继电器K1常开触点断开时,控制接口COM和NO2接通,COM和NO1断开。232接口用于和车载电脑进行通信,波特率9600,当车载电脑给控制板发送0x55时，继电器K1常开触点吸合,继电器K2常开触点断开,列车正向行驶;当车载电脑给控制板发送OxAA时,继电器K2常开触点吸合,继电器K1
30常开触点断开,列车反向行驶;当车载电脑给控制板发送0x00时,继电器K1常开触点断开,继电器K2常开触点断开，列车停止。车载电脑工作电压为5V,供电接口为“5V输出接口”。车载读写器工作电压为12V,供电接口为“12V输出接口”。5V输出接口可以外接USB小灯进行测试,USB小灯已放置在排故物料包中;12V输出接口用万用表电压档进行测试。《485模块》:用于测试轨道电路信号灯是否工作正常。将485模块”故障485”接口（电路板上已标注）与轨道电路485接口相连,实现485模块控制轨道电路上面信号灯变化功能。485电路板设计中,为方便各种测试,ADM2483与单片机之间的TTL通信连接线设置了电阻跳线。（注意:只有在完成“（三）典型通信系统调试”中“1.配置与连接485模块”操作后,オ可正常实现信号灯变化功能）（2）故障定位假如您是这个公司的一名测试工程师,现需要根据“竞赛资料、模块三、故障维修”目录下的文档资料（原理图中有些元器件参数丢失）,对项目小组设计出的两款电路板样品进行测量、调试,找出电路板中的故障,可能包含设计或元器件选型或焊接等故障,并进行维修处理（必要时可以对电路板上的铜线进行断开、飞线等操作）。将故障定位以及故障处理方法填写到表3.1中。（提示:电机控制板有4处故障;485模块有1处故障）表3.1故障排查记录表故障定位处理方法电路板名称+元器件符号+故障（过大,过小,焊错、空焊等）。示例:轨道继电器模块电路板R1电阻过大将故障定位的元器件修改为XXX或者添加或者重新焊接。示例:R1阻值修改成1K
31（3）故障处理调试选用相应的电子元器件进行故障维修。将电机控制板上电后的正反面拍照,图片分别命名为“图3-1ー电路板排故正面”、“图3-2ー电路板排故反面”;将485模块上电后电路板正面、反面拍照,图片分别命名为“图3-3-485模块排故正面”、“图3-4-485模块排故反面”。将拍照图片保存于U盘根目录”提交资料、模块三”中,并粘贴至U盘根目录“提交资料、竞赛答题卡.docx”指定位置。将《电机控制板》按照下表步骤进行演示,并用摄像头进行录像,将视频命名为“视频3-3ー电机控制板功能演示”保存于U盘根目录“提交资料'模块三”中;将485模块控制副控台轨道电路信号灯功能进行演示，并用摄像头将信号灯变化的情况进行录像,视频命名为“视频3-4-485模块功能演示”保存于U盘根目录“提交资料'模块三”中。表3.2电机控制板操作演示表步驟编号操作演示步骤1接入24V电源，将SW1拨动开关置为ON2用USB转232线连接电脑和电机控制板,3在电脑端打开串口调试助手，波特率设置为9600,打开串口勾选"HEX显示”和“HEX发送”4发送数据0x55,查看电机控制板状态5发送数据OxAA,查看电机控制板状态6发送数据0x00,查看电机控制板状态7将USB小灯插到USBロ,查看USB小灯状态8用万用表测量P6处12V输出口电压提示:参赛队维修过程中使用的元器件全部在提供的元件包中,可能存在故障的元器件提供了无质量问题的备件,竞赛过程中不得再申领元器件。模块3-2（-）射频标签检测与处理已知现有某段铁路的轨道电路分为八个区段,每个区段配备ー个射频标签（应答器）,用于存储当前区段相关信息,如下图3.1所示。运行列车从
32左至右进行区间行驶，当列车行驶至对应区段时,列车下方的读写器会读取区段射频标签（应答器）信息,并伴有“滴”的提示声,表示读卡成功。同时列车LCD屏幕中左侧表盘会指向相应的区段号。射频标签（应答器）配置模块可用于检测、修改射频标签（应答器）中相关信息。轨道电路区段射频标签（应答器）存储的状态信息设计参数如表3.2所示。表3.2轨道区段射频标签（应答器）状态信息第一区段第二区段第三区段第四区段第五区段第六区段第七区段第八区段转弯转弯岔道坡路隧道转弯隧道转弯射频标签（应答器）配置模块与上位机通信遵循一定的数据协议,用于建立通信和射频标签（应答器）数据的写入,详见U盘根目录“竞赛资料、模块三、射频标签（应答器）配置通信协议.pdf”。1.建立通信将射频标签（应答器）配置模块与上位机连接,已知射频标签（应答器）配置模块与上位机通信的数据位为8,停止位为1,波特率和校验位未知,借助U盘根目录“竞赛资料、模块三、串ロ调试工具.exe”软件,测试出射频标签（应答器）配置模块与上位机通信的波特率及校验位,并将测试结果填写至U盘根目录“提交资料'竞赛答题卡.doc”指定位置。2.数据写入与信息验证借助“串口调试工具”软件及“射频标签（应答器）配置通信协议.pdf”文件,参看表3.2中各区段状态信息，完成对区段1-8射频标签（应答器）状态信息的写入。利用U盘根目录“竞赛资料'模块三'射频标签（应答器）查询软件.exe”,配置正确的串口号,利用“1.建立通信”中测试的波特率和校验位,完成对区段1-8射频标签（应答器）状态信息的读取。
33将区段1-8读取到的状态信息软件界面截图,命名为“图3-5一区段1”、“图3-6一区段2”ヽ“图3-7一区段3”、“图3-8一区段4”ヽ“图3-9一区段5”ヽ“图3-10一区段6”ヽ“图3-11一区段7”ヽ“图3-12一区段8”,存放到U盘根目录“提交资料'模块三”中,并将截图粘贴至U盘根目录“提交资料'竞赛答题卡.doc”指定位置。（-）射频标签检测与处理已知现有某段铁路的轨道电路,每个区段配备ー个射频标签（应答器）,用于存储当前区段相关信息,如下图3.1所示。运行列车从左至右进行区间行驶,当列车行驶至对应区段时,列车下方的读写器会读取区段射频标签（应答器）信息,并伴有“滴”的提示声,表示读卡成功。同时列车LCD屏幕中左侧表盘会指向相应的区段号。射频标签（应答器）配置模块可用于检测、修改射频标签（应答器）中相关信息。轨道电路区段射频标签（应答器）存储的状态信息设计参数如表3.2所示。表3.2轨道区段射频标签（应答器）状态信息第一区段第二区段第三区段第四区段第五区段第六区段第七区段第八区段转弯隧道岔道坡路岔道转弯隧道转弯专用射频标签（应答器）配置模块与上位机配置软件ー起,可以查询、改写射频标签（应答器）存储的信息,以便于提示车辆当前的当前的道路信息。信息查询维护人员到现场以后,发现专用的射频标签（应答器）读卡器只能读信息，即只是个查询软件了,只好临时借用某物业公司的读写器,用于对我们的发现的射频标签（应答器）错误信息进行更正。参考文件中,有该型号写卡器的使用说明，包括通信协议，设备启动,设置密钥,读写区域等等,也有射频标签（应答器）使用的信息在RFID卡中
34的区域及信息定义等,我们利用这些信息,就可以读取我们标识卡中的内容并发现信息有误的标识卡,再改正。信息更正借助“串口调试工具”软件及“xx公司读写器使用说明.pdf、友道公司射频标签（应答器）数据格式.pdf”文件,参看表3.2中各区段状态信息,完成对区段『8射频标签（应答器）状态信息的写入。利用U盘根目录“竞赛资料、模块三、射频标签（应答器）查询软件.exe”,配置正确的串口号,波特率115200bps,完成对区段1-8射频标签（应答器）状态信息的读取。将区段1-8读取到的状态信息软件界面截图,命名为“图3-5一区段1”、“图3-6一区段2"ヽ“图3-7一区段3"、“图3-8一区段4"、“图3-9一区段5”ヽ“图3-10一区段6"、“图3-11一区段7"ヽ“图3-12-区段8”,存放到U盘根目录“提交资料'模块三”中,并将截图粘贴至U盘根目录“提交资料'竞赛答题卡.doc”指定位置。（三）射频标签检测与处理轨道电路分为八个区段,每个区段配备一个应答器（射频标签）,用于存储当前区段相关信息,如下图3.1所示。运行列车从左至右进行区间行驶,当列车行驶至对应区段时,列车下方的读写器会读取区段应答器信息,并伴有“滴”的提示声,表示读卡成功。同时列车LCD屏幕中左侧表盘会指向相应的区段号。应答器可用于检测、修改应答器中相关信息。站点副控制台轨道电路区段应答器存储的状态信息及通信协议如表3.2所示。校验为从数组的第1个元素到第5个元素求和的值取低8位再取反，第1个元素到第5个元素数据在下表中已标黄。限速数据均为十进制。数组第5个元素中,保留位默认为〇,如果有相应特殊指令，则对应位置为1,否则为。。表3.2轨道区段应答器状态信息及通信协议应答器数据存储含义い
35名称い帧头ユ编号（区段）«区段最高限速值C固定道岔直轨限逑”固定道岔侧轨限速S命令”校心帧尾。031333婷5"6"7FBlOOkOxCC<01"25、35、50、155、80km/h<〇、50km/h<〇、25km/h<-高4位バ低4位。OxFF 36过顺位第二应答器时,用于判定列车运行方向（根据列车读取不同位置应答器对应的时间,可得知列车开行方向）,当判断列车开行方向与运营规定的方向相同时,满足列车升级条件。此时如果顺位第三应答器为有源应答器此时,列车可升级。如不是有源应答器,需继续运行直到通过有源应答器列车才能升级。扣车和跳停命令为互锁关系,当扣车命令有效时,跳停命令失效。VB1005所在区段需要扣车操作,VB1001和VB1003需要跳停操作。因为VB1003后要经过弯道,临时限速指令有效，其余VB有源应答器临时限速指令无效。弯道半径为1500米,为了防止列车脱轨，要求区段最髙限速值为55km/h。FB100HFBI003,VB1001,FB1005区段最高限速为80km/h；VB1005,FBI007,FB1009因为要经过道岔,区段最高限速值为50km/ho1.建立通信将应答器配置模块与上位机连接,已知应答器配置模块与上位机通信的数据位为8,停止位为1,无校验,波特率未知,借助串口调试助手,发送十六进制数据CC0000000000FFFF测试出应答器配置模块与上位机通信的波特率,当波特率符合要求时,模块会回复字符串“MCU-OK”。将测试结果填写至U盘根目录”提交资料、竞赛答题卡docx”指定位置。（注意:只有建立通信成功后,オ可读取写入应答器数据,否则刷卡不会伴有“滴”的提示声）2.数据写入与信息验证利用串口调试助手,参看表3.2内容和试题背景,完成对编号（区段）1-8应答器状态信息的写入。（注意:只有建立通信成功后オ可进行数据写入与信息验证,写入成功应答器会自动回复字符串“Write-OK”）利用U盘根目录”竞赛资料、模块三、应答器查询软件（2021年国赛版）.exe”,配置正确的串口号,利用“1.建立通信”中测试的波特率,完成对区段1-8应答器状态信息的读取。 37选手打开串口，将区段1-8应答器依次读取,软件界面依次显示出所有区段信息,将包含区段1-8信息的软件界面截图,以“图3-5ー射频标签检测处理”命名,存放到U盘根目录“提交资料、模块三”中,并粘贴至U盘根目录“提交资料、竞赛答题卡.docx”指定位置。 38模块四控制系统应用设计模块4T(-)综合监控应用设计LPLC顺序功能图绘制(1)任务背景顺序功能图又称流程图。它是描述控制系统的控制过程、功能和特性的ー种图形,顺序控制功能图并不涉及所描述的控制功能的具体技术,它是ー种通用的技术语言。顺序功能图的详细描述,请参看U盘根目录”竞赛资料、模块四、顺序功能图说明.pdf”。(2)功能描述要求:按下按钮SB1,电机KM1、KMY启动并正转;2秒后,KMY断开,电机KM△接通,并一直运行;按SB2,电机停止运作。I/O分配:如表4.1所示。表4.1I/O分配表输入信号信号元件及作用10.0SB1Z正转10.1SB2:停止输出信号控制对象及作用Q0.0KM1Q0.2KMAQ0.3KMY请利用WPS/Visi〇绘制顺序功能图,并将绘制完成的顺序功能图截图。图片命名为“图4-1ー顺序功能图”,并粘贴至U盘根目录”提交资料、竞赛答题卡.doc”指定位置。(注意:顺序功能图颜色不做要求) 392.红绿灯控制系统设计某项目小组承接了某路口红绿灯控制系统的设计工作。红绿灯采用PLC进行控制,人机交互界面用来进行红绿灯系统管理与控制。现根据设计要求,完成如下功能。(提示:所需的图片资源在U盘根目录“竞赛资料、模块四、素材”中,详细功能可参看U盘根目录“竞赛资料'模块四'红绿灯控制系统.mp4”。)(1)系统登陆红绿灯登陆系统主界面如图4.1所示。标题采用滚动显示方式。按下标题下方按钮,弹出登录窗口。三种用户分别为访客、操作员、管理员,三种用户对应不同的头像,密码分别为:111、222、333,如下图4.2-4.4所示。输入正确密码,弹出按钮制,点击按钮可跳转至“选择用户类型”界面。输入错误弹出错误提示窗口,如图4.5所示。图4.1红绿灯控制系统主界面 40图4.2访客图4.3操作员 41图4.4管理员图4.5错误提示设计访客、操作员、管理员三种按钮,如图4.6所示。点击相应的按钮,弹出相应窗口。已知权限等级为管理员》操作员》访客,管理员可以点击所有按钮,操作员可以点击除管理员之外的按钮,访客只能点击访客按钮。 42若无权限,弹出提示窗口。图4.6用户类型界面(2)红绿灯控制系统一正常模式在“用户类型界面’’点击“访客”或“操作员按钮”,进入红绿灯控制系统界面,如图4.7所示。十字路口南北及东西方向均设有红、黄、绿三个信号灯,三种颜色的灯按照红、黄、绿顺序竖向排列。左下角为总控制开关,控制信号灯是否开始工作,初始状态下,总控制开关处于关闭状态。右上角为模式切换区,红绿灯控制分为四种模式:正常模式、行人过街模式、警示模式、领导视察模式。通过项目选单元件,进行模式选择。注意:访客模式下无总控制开关和模式切换功能;初始状态下总控制开关处于关闭状态,此时切换模式,信号灯依旧处于熄灭状态,需要将上述两项功能体现在录制视频中。图4.7红绿灯控制界面正常模式下,PLC控制红绿灯以一定时间循环往复工作,人机交互界面将红绿灯状态通过界面进行显示。控制如表4.2所示。由于没有红绿灯实物， 43红绿灯控制可用PLC任意输出映像寄存器控制代替(注意:各个方向绿灯最后3s处于闪烁状态)表4.2红绿灯控制顺序表方向时间顺序南北方向南」得(8s).东西红(8s)南北黄(2.1s)»东西红(2.1s)南:!血(10.1s),东西绿(8s),东西黄(2.1s)东西》向东西红(10.1s)»南J|僚(8s)»南北黄(2.1s)东西绿(8s),南:!拄!(8s)东西黄(2.1s)»南:!血(2.1s)(3)红绿灯控制系统ー行人过街模式在斑马线前面设置“行人过街请按按钮”按钮,一般是车流量大,人流量小的马路人行道口或者十字路口设计的一种提高汽车通行效率的主动通行办法。在行人过街模式下南北方向信号灯熄灭,东西方向信号灯为常绿。为了方便模拟真实情况,我们假定开左侧门按钮为行人过街按钮。一般情况下,行人过街按下按钮后10T5S路口绿灯变为红灯,行人通过时间约为25-40S,时间到后,路口红灯再次变为绿灯,车辆正常通行。为了方便测试,这里我们缩短时间,当按下开左侧门按钮时,东西方向信号灯2s后变为红灯，维持红灯5s后变为绿灯。人机交互界面可实时显示当前信号灯状态。(4)红绿灯控制系统-警示模式在警示模式下,东西南北方向信号灯均为黄灯闪烁状态,人机交互界面可实时显示当前信号灯状态。(5)红绿灯控制系统ー领导视察模式在领导视察模式下ー个方向信号灯状态为常绿,另外一个方向信号灯状态为常红。点击项目选单元件,当切换为领导视察模式时,各个方向指示灯均处于熄灭状态,“东西”、“南北”字体旁出现绿色小按钮,如图4.8所示。当点击对应的按钮时,对应方向信号灯变为绿灯,与此同时,另外一个 44方向信号灯变为红灯。两个方向红绿灯控制效果均要体现在录制视频中。图4.8领导视察模式(6)管理员系统在用户以管理员模式登陆时,可进行系统的锁定和当前时间的查看。在’’用户类型界面”点击’‘管理员”按钮,可进入管理员界面,管理员界面如图4.9所示。点击系统锁定按钮,进入锁定界面,此时密码输入窗口显示000,如图4.10所示。超级用户密码用于进行系统的解锁,和管理员密码不同。在密码输入窗口输入666,右下角弹出解锁图标,点击解锁图标完成系统的解锁,跳转至管理员界面。再次点击系统锁定按钮,系统锁定界面密码输入框恢复为000,右下角无解锁图标。注意:再次点击系统锁定按钮操作需体现在录制视频中。 45管理员图4.9管理员界面图4.10系统锁定界面将上述(1)-(6)步骤录制1个完整的视频,记录整个演示过程,视频命名为“视频4-1ー红绿灯控制系统”保存于U盘根目录”提交资料、模块四’‘中。(-)综合监控应用设计1.可编程逻辑控制器设计保持模块一中接线不动,根据表4.1中所示通信协议,编写PLC程序,实现发送指令控制、左侧开关门按钮控制相关功能。表4.1通信协议数据协议字节解释CC01020100FFCC帧头01序号 4602ID号01命令〇〇开关门指示灯亮3s0I开关门指示灯同时闪烁02开关门指示灯交替闪烁03报警灯、照明灯常亮04循环点亮00数据位FF帧尾具体要求:(1)初始状态。初始时报警灯、照明灯、左侧门开启指示灯、左侧门关闭指示灯均处于关闭状态。(2)自由口通信功能。自由口通信波特率不作具体要求。根据表4.2提供的通信协议进行自由口程序编写。编写完成后,利用U盘根目录”竞赛资料、模块四'PLC”目录下“串口调试助手'发送相关指令进行控制。命令数据解析:〇〇:当PLC接收到00命令时,左侧门开启指示灯、左侧门关闭指示灯亮起3秒后熄灭;01：当PLC接收到01命令时,左侧门开启指示灯、左侧门关闭指示灯同时闪烁,点亮、熄灭时间均为1S；02：当PLC接收到02命令时，左侧门开启指示灯、左侧门关闭指示灯交替闪烁,左侧门开启指示灯和左侧门关闭指示灯亮起时间均为0.5S,交替闪烁5s后自动熄灭;03;当PLC接收到03指令时,报警灯、照明灯点亮;04：当PLC接收到04指令时,左侧门关闭指示灯一》左侧门开启指示灯ー》报警灯ー》照明灯依次循环打开与关闭,下ー个打开上一个关闭,中间间隔 47时间为ISo(3)左侧开门按钮控制功能。短暂按下开左侧门按钮，此时报警灯、照明灯、左侧门关闭指示灯、左侧门开启指示灯全部点亮。长按开左侧门按钮5s后，此时报警灯、照明灯、左侧门关闭指示灯、左侧门开启指示灯停止所有状态,全部熄灭。编写完成后,将程序源文件保存至桌面,文件命名为‘'PLC开关门按钮控制设计”,通过PPI电缆,将程序下载至PLC中。按照上述三个步骤进行演示,并用摄像头进行录像,记录整个演示过程,视频命名为“指令发送及开关门按钮控制演示.wmv”保存于U盘根目录“提交资料、模块四'PLC”中。1.人机交互界面设计打开电脑桌面人机交互界面开发环境,选择正确的机型;连接方式为USB线,进入编辑界面。实现下述功能。(1)用户购票系统界面及功能设计利用人机交互界面编程软件进行用户购票系统界面设计,初始化界面如图4.1所示。将设计完成后的运行界面截图,以“图4Tー用户购票系统初始化界面’’的形式命名，存放到U盘根目录“提交资料、模块四、人机交互界面''中,并将图片粘贴至U盘根目录“提交资料、竞赛答题卡.doc"指定位置。点击用户注册按钮出现用户信息界面,点击购票按钮出现车票查询界面。 48图4.1用户购票系统初始化界面（2）用户购票系统界面及功能设计创建新窗ロ,进行用户信息界面设计,用户信息初始化界面如图4.2所示。任意输入用户名（只能为数字）与密码（只能为数字）,出现注册完成按钮,如图4.3所示，点击注册完成按钮返回用户购票系统界面。用摄像头将此过程进行录像,记录整个演示过程,视频命名为“用户信息注册.wmv”保存于U盘根目录“提交资料、模块四、人机交互界面’’中。 49图4.2用户信息初始化界面图4.3用户信息注册完成(3)车票查询界面设计点击用户购票系统界面“购票”按钮,进入车票查询界面。车票查询初始 50化界面如图4.4所示。选择出发地与目的地（北京一上海）,点击查询按钮,出现车票信息界面如图4.5所示,再次点击查询按钮,关闭车票信息界面,选择出发地与目的地（上海一北京）点击查询按钮,出现车票信息界面如图4.6所示。出发地与目的地及车票信息如图4.5〜4.6所示。若已经注册过用户信息,则点击可预定的车票,出现支付页面,若未注册用户信息,则出现用户信息界面,注册完成后，则可以返回主界面,继续购票。点击可预定的车票,出现支付页面。用摄像头将此过程进行录像,记录整个演示过程,视频命名为’’车票查询功能设计.wmv”保存于U盘根目录”提交资料、模块四、人机交互界面”中。图4.4车票查询初始化界面 51图4.5北京一上海车票信息界面图4.6上海ー北京车票信息界面(4)支付页面界面设计创建新窗口,进行支付页面界面设计,在车票信息界面点击预定按钮, 52支付页面界面显示对应的车票信息,如图4.7〜4.8所示。点击确认并支付按钮,再点击支付完成按钮,返回用户购票系统界面。用摄像头将此过程进行录像,记录整个演示过程,视频命名为“支付页面设计.wmv”保存于U盘根目录”提交资料、模块四、人机交互界面”中。图4.7G101支付页面图4.8G104支付页面 53界面及功能完成后,将完成的工程文件保存于U盘根目录”提交资料、任务、人机交互界面”中,文件名称为“用户购票系统界面设计”。（三）综合监控应用设计1.可编程逻辑控制器设计（1）打开编程软件,新建一个工程,命名为“人机交互通讯”,在工程中完成要求描述的程序设计,保存到U盘根目录“提交资料、模块四'PLC程序设计”文件夹中并下载到PLC中运行。要求:把采集到的温度进行转换后的数值上传到人机交互界面进行显示。详细说明请参看“4.2人机交互界面设计”。注意:温度换算公式:温度=读取值/260.0-40.0单位:。C（2）保持模块一中接线不动,根据表4.1中所示通信协议,编写PLC程序,实现左侧开关门按钮相关控制功能。具体要求:①初始状态。初始时报警灯、照明灯、左侧门开启指示灯、左侧门关闭指示灯均处于关闭状态,且点击开左侧门按钮、关左侧门按钮操作均无效。②当按下开右侧门按钮时,报警灯、照明灯、风机依次顺序打开,中间间隔时间是5S,全部打开后,按下关右侧门按钮时,设备按照风机、照明灯、报警灯顺序关闭,中间间隔时间是3S。③自由口通信功能。自由口通信波特率不作具体要求。根据表4.2提供的通信协议进行自由口程序编写。编写完成后，利用U盘根目录“竞赛资料、模块四'PLC”目录下“串口调试助手”,发送按钮有效指令,此时,左侧开关门按钮状态有效,可进行相关控制。④左侧开关门按钮控制功能。在左侧开关门按钮状态有效时,点击开左侧门按钮,此时左侧门关闭指示灯熄灭,左侧门开启指示灯亮起,照明灯打 54开,报警灯闪烁3S;点击关左侧门按钮,此时左侧门开启指示灯熄灭,左侧门关闭指示灯亮起,照明灯关闭,报警灯闪烁3S。编写完成后,将程序源文件保存至桌面,文件命名为“PLC开关门按钮控制设计”,通过PPI电缆，将程序下载至PLC中。按照上述三个步骤进行演示,并用摄像头进行录像,记录整个演示过程,视频命名为“开关门按钮控制演示.wmv”保存于U盘根目录”提交资料、模块四、PLC”中。注意:设备上4个按钮是自恢复按钮,程序需要具有自锁功能;PLC中要一直保留此程序。表4.1通信协议数据协议字节解释CC01020100FFCC帧头01序号02ID号01命令（01代表按钮有效、02代表按钮无效）00数据位FF帧尾2.人机交互界面设计打开电脑桌面人机交互界面开发环境,选择正确的机型;连接方式为USB线,进入编辑界面。实现下述功能。所需的图片资源在U盘根目录“竞赛资料、模块四、人机交互界面、人机交互界面素材”中。人机交互界面相关元件资料及功能描述资料,详见U盘根目录“竞赛资料'模块四'人机交互界面'人机交互界面资料.pdf”。界面及功能完成后,将完成的工程文件保存于U盘根目录“'提交资料'模块四'人机交互界面”目录下,并将程序下载到人机交互界面中。（四）综合监控应用设计 551.PLC顺序功能图绘制（1）任务背景顺序功能图又称流程图。它是描述控制系统的控制过程、功能和特性的ー种图形,顺序控制功能图并不涉及所描述的控制功能的具体技术,它是ー种通用的技术语言。顺序功能图的详细描述,请参看U盘根目录”竞赛资料'模块四'PLC程序设计'顺序功能图说明.pdf”。（2）功能描述要求:按下按钮SB1,电机KM1、KMY启动并正转;2秒后,KMY断开,电机KM△接通,并一直运行;按SB2,电机停止运作。I/O分配:如表4.1所示。表4.1I/O分配表输入信号信号元件及作用10.0SB1:正转10.1SB2:停止输出信号控制对象及作用Q0.0KM1Q0.2KMAQ0.3KMY请利用WPSパisio绘制顺序功能图,并将绘制完成的顺序功能图截图。图片命名为“图4-1ー顺序功能图”,保存在U盘根目录“提交资料、模块四\PLC程序设计”中,并粘贴至U盘根目录“提交资料、竞赛答题卡.doc”指定位置。（注意:顺序功能图颜色不做要求）2.PLC时序图绘制（1）任务背景 56某髙铁车厢内有一个风扇控制系统,当现场温度＞=3（rc时,风扇打开,当现场温度く3（rc时,风扇关闭。一段时间后,发现风扇经常烧坏,最后发现是由于现场温度一直在3（rc左右来回变动,造成风扇频繁启动,导致风扇发热烧坏。为了改进风扇控制系统,在控制系统中实现:当现场温度＞=32ヒ时,风扇打开,当现场温度く=28で时,风扇关闭,当温度＞28ヒ且く32P时,风扇维持上一个状态不变化。在控制系统中加入滞回比较器功能,即:当现场温度高于或者低于报警值（30匸）超过2C,风扇オ进行状态变化。同时该系统具有检测温度、湿度参数功能,当温度或者湿度参数出现异常时（温度＞=36て,或者温度く=1（TC,或者湿度＞=80%）,报警红色指示灯点亮。一旦出现温度或者湿度参数异常,在系统复位前,即使参数异常消除,红色指示灯依然亮。即:一旦出现温度或者湿度参数异常,红色报警指示灯熄灭的条件是：异常的参数恢复到正常范围,并且必须通过复位轻触按键进行复位。（2）绘制时序图根据采集到的温度值,利用滞回比较器进行风扇Q0.0控制。同时根据采集到的温度、湿度值实现系统报警指示功能,10.0为复位轻触按键输入ロ,按下按键10.0=1,松开按键10.0=0,下降沿复位有效:复位按键按下后,再弹起时复位有效。已知AIW0是采集到的温度数据（假设真实温度=AIW0/260.0-40.0单位:℃）,AIW1是采集到的湿度数据（假设真实湿度=AIW1/31O,例如：AIWl=3100,对应湿度=10%）,Q0.0代表风扇（Q0.0置1,风扇开启;Q0.0置〇,风扇关闭），Q0.1代表现红色报警指示灯（Q0.1置1,指示灯点亮;Q0.1置〇,指示灯熄灭）,根据输入信号10.〇、AIWO,AIW1的波形,在提供的“PLC时序图答题纸”上画出梯形图程序中Q0.0、Q0.1的时序波形。利用WPS/Visio绘制或者利用提供“PLC时序答题纸”绘制均可。如果利用WPS/Visi〇绘制（"PLC时序答题纸”电子档文件在“竞赛资料、模块四'PLC程序设计”目录下）,将时序图截图,如果利用提供的铅笔和答题纸绘制,将绘制完成的时序图进行拍照。图片命名为“图4-2ー时序 57图”,保存在U盘根目录“提交资料、模块四'PLC程序设计”中,并粘贴至U盘根目录“提交资料'竞赛答题卡.doc”指定位置。1.考生考试管理系统设计考生考试管理系统用于对考生的考试进行管理与监督,并将信息汇总至人机交互界面。编写人机交互界面和PLC程序,完成以下任务设计。正式比赛会提供详细的逻辑功能介绍视频。提示：本任务中涉及的射频标签（应答器）数据与模块三中改写的射频标签（应答器）数据互不影响;所需的图片资源在U盘根目录“竞赛资料'模块四'应用设计'素材”中。所需的相关软件在U盘根目录“竞赛资料'模块四'应用设计”中。通信协议详见U盘根目录“竞赛资料'模块四'应用设计'考生考试管理系统通信协议.pdf”。 58(1)登录系统设计ョ试管理系统考生ラ登录系统主界面如图4.1所示。标题采用滚动显示方式。标题左边表盘可实时显示当前时间。按下标题下方按钮,弹出登录窗口,如图4.2所示。专生考试管理系统ラ”ヨ:监考员1000图4.1登录系统主界面图4.2登录窗口界面表盘下方为通信波特率设定区,波特率选项为240〇、960〇、19200,默 59认波特率为2400。如果管理员密码输入错误,修改的波特率不生效,不能成功设置人机交互界面通信波特率,并弹出设定失败窗口,如图4.3所示。选择波特率19200,输入管理员密码333,点击设置按钮后管理员密码恢复至000,并弹出设定成功窗口,如图4.4所示。图4.3波特率设定失败图4.4波特率设定成功三种用户分别为监考员1、监考员2、管理员。监考员1默认密码为 60111,监蟄2默认密码为222,管理员密码为333。输入正确密码,弹出进入按钮・,如图4.5所示。点击按钮可跳转至“选择用户类型”界面。输入错误弹出错误提示窗口,如图4.6所示。ョ试管理系统考生ラテ理系统考生考试考图4.5进入登录窗口界面密码错误!返回图4.6登陆失败错误提示已知PLC和人机交互软件均需设定的波特率为!9200,两种程序均下载 61后,若两者波特率设置不一致,则触摸屏弹出“PLCNoResponse”窗口如图4.7所示,如果设定正确,触摸屏不弹出"PLCNoResponsev窗口。图4.7PLCNoResponse界面设计监考员1、监考员2、管理员三种按钮，如图4.8所示。已知权限等级为管理员〉监考员『监考员2,管理员可以点击所有按钮。监考员1和监考员2权限平级，但只能点击自己的按钮。若无权限,弹出提示窗口。点击监考员1或监考员2按钮,跳转至“监考员管理界面”。 62图4.8选择用户类型(2)考生考试管理功能设计①监考员1界面及功能设计监考员1登录状态下的管理界面参考下图4.9,本界面只列举了第一个考生,需要将所有考生信息全部列举。界面左上角为返回按钮和登录人员信息,右上角为倒计时间。界面中包含考场、考试日期、座位、准考证号、身份证号、姓名、性别和是否签到。所有考生均在第三考场,信息如表4.2所示。 63监考员1监考员管理界面考场考试日期座位准考证号身份证号姓名性别是否签到032020.11.0601123412345易中天男图4.9监考员1初始化界面表4.2考生信息座位准考证号身份证号姓名性别01123412345易中天易02123512346郭德纲男03123612347于谦男04123712348孙俪女05123812349刘涛女06123912350刘德华男07124012351周华健男08124112352刘嘉玲女点击1号考生是否签到按钮,出现如图4.10所示界面。点击取消,界面消失;再次点击按钮,点击确定,出现如图4.11所示界面;点击关闭按钮,界面消失,出现如图4.12所示界面,表示签到成功。2号和7号考生因 64迟到不能正常签到,显示签到失败。监考员1监考员管理界面0：01：59考场考试日期座住准考证号身份证032020.11.0601123412345易中天确定签到吗取逍ノ图4.101号考生签到界面ロ（监考员1）监考员管理界面0：1：55考场考试日期座位准考证号身份证号姓名性别是否签到032020.11.0601123412345032020.11.0602123512346签到成功032020.11.0603123612347夫闭」032020.11.0604123712348ぐ〜Eq032020.11.0605123812349刘涛女032020.11.0606123912350刘德华男032020.11.060712401245I周华健男032020.11.0608124112452刘嘉玲女图4.111号考生签到成功界面 65图4.121号考生签到成功界面②监考员2界面及功能设计监考员2登录状态下的管理界面如下图4.13所示。界面左上角为返回按钮,右上角为当前系统时间。此界面包含三个功能键:关闭客户端、重启客户端和开启客户端。其中,点击关闭客户端,主控制台上左侧门打开、左侧门关闭、右侧门打开和右侧门关闭指示灯熄灭;点击重启客户端,主控制台上左侧门打开、左侧门关闭、右侧门打开和右侧门关闭指示灯闪烁;点击开启客户端,所有考试机出现登录显示界面,如图4.14所示,同时主控制台上左侧门打开、左侧门关闭、右侧门打开和右侧门关闭指示灯常亮,表示正常开启。 66监考员2监考员管理界面08:45:16■■■图4.13监考员2初始化界面监考员2监考员管理界面1.：图4.14考试机登录显示界面根据所提供的相关软件及通信协议,完成考生信息及登录状态。发送01时,显示1号考试机显示准考证号和身份证号,待完全显示上述信息后再显示登录成功（注:需完全录制此项功能,秒数自行设定。）如图4.15所示。发送 6702时,显示2号机显示准考证号和身份证号,由于2号考试机不 68能正常登录,显示登录失败,主控制台报警灯亮。能够正常登录的考试机,则报警灯熄灭,照明灯亮。2号机显示登录失败如图4.16所示。以上显示使用所提供的TCP通信相关软件和协议进行完成。图4.151号机登录成功界面监考员管理界面监考员2图4.162号机登录失败界面（3）管理员管理系统功能设计 69在用户以管理员模式登陆时,可进行系统的锁定和当前时间的查看。在“用户类型界面’’点击“管理员”按钮,可进入管理员管理界面,管理员管理界面如图4.17所示。点击系统锁定按钮,进入锁定界面,此时密码输入窗口显示000,如图4.18所示。超级用户密码用于进行系统的解锁,和管理员密码不同。在密码输入窗口输入666,右下角弹出解锁图标,点击解锁图标完成系统的解锁,跳转至管理员管理界面。再次点击系统锁定按钮,系统锁定界面密码输入框恢复为000,右下角无解锁图标。注意:再次点击系统锁定按钮操作需体现在录制视频中。选择用户,输入密码,点击“更改密码”按钮,可以实现对应用户密码的修改,这里以修改监考员2密码作为演示。更改密码后,系统强制跳转至初始界面,选择监考员2,输入更改后的密码,弹出按钮ヨ,点击按钮可跳转至“选择用户类型''界面。管理员二！宮照」000I［更改密码J・令系统锁定2020年20时11月05日40分00秒图4.17管理员管理界面 70000I専图4.18系统锁定界面(4)功能录制①将上述1-3步骤使用提供的oCam录屏软件,只需录制在线模拟窗口所显示的功能,涉及主控制台的功能无需操作和录制,视频命名为‘‘视频4-1一考生考试管理系统1”；②使用oCam录屏软件及相关录制设备录制触摸屏与主控制台之间联动所产生的功能,视频命名为“视频4-1一考生考试管理系统2”。将以上两个视频保存于U盘根目录“提交资料、模块四、应用设计”中。(五)综合监控应用设计1.可编程逻辑控制器设计保持上一个任务的接线不动,打开控制中心软件和智能终端控制器软件,完成平台整体连通。当列车位于出站模式时,推动列车至站台位置,实现以下控制:(1)初始状态。初始状态时,所有执行设备均处于熄灭状态。当列车行驶至站台位置时,照明灯常亮。(2)开关门按钮控制。当列车位于站台时,按下开左侧门按钮,左侧门开启 71指示灯和报警灯亮5s后熄灭,按下关左侧门按钮时,左侧门关闭指示灯和报警灯亮5s后熄灭。左侧门关闭时,控制中心出站指令按钮可以点击，点击出战按钮,完成列车出站操作。通信协议详见U盘根目录”竞赛资料、模块四、PLCゝ通信协议.pdf”。编写完成后,将程序源文件保存至桌面,文件命名为“PLC进出站控制设计”，通过PPI电缆，将程序下载至PLC中。按照上述三个步骤进行演示,并用摄像头进行录像,记录整个演示过程,视频命名为“PLC进出站控制演示.wmv”保存于U盘根目录“提交资料'模块四'PLC”中。1.人机交互界面设计打开电脑桌面人机交互界面编程软件,机型根据编程软件进行选择;下载方式为USB线下载,点击编程软件中的编辑选项进入编辑界面。所需的图片资源在U盘根目录“竞赛资料'模块四'人机交互界面'人机交互界面素材”中。（1）模拟模式数据显示与控制界面设计利用人机交互界面编程软件进行数据显示及控制界面和数字键盘设计,运行初始化如图4.1-4.2所示,数字键盘如图4.3所示。 72图4.1数据显示及控制1界面（2）数据显示与控制界面功能设计数据显示控制1界面及数据显示控制2界面,显示温度湿度以及光照3个数据,同时用按钮控制3个数据的2个模式（模拟模式与真实模式）的切换,模拟模式为模拟的3个数据（可以手动输入也可用其他元件来控制写入数据,2种方式数据不互相干扰）,真实模式为显示PLC端实时采集的3个数值，在这2种模式下,实时进行3个数据数值大小的比较,按照由大到小的顺序排序。初始化模式为模拟模式,当前温湿度及光照的数值为〇〇如图4.1 4.2所示。 73初始化为模拟模式,如图4.1所示,当点击模拟模式按钮,切换到真实模式时显示从PLC端采集的3个数据并实时进行大小的比较,如图4.4-4.5所ホ。图4.4真实模式下数据显示及控制1界面图4.5真实模式下数据显示及控制2界面在2界面上,点击真实模式按钮，切换到模拟模式时,使3个数据为0,返回到界面1,使用自己设计的数字键盘输入相应的模拟数值（以这3个数据 74为例,温度:55.64,湿度10.34,光照26）,实现3个数据的比较,显示界面如图4.6-4.7所示。图4.6模拟模式下数据显示及控制1界面图4.7模拟模式下数据显示及控制2界面返回1界面,使用右下角的滑动开关改变模拟数值（以这3个数据为例，温度:59,湿度85,光照30）,实现3个数据的比较,显示界面如图4.8-4.9所示。 75图4.8使用滑动开关时数据显示及控制1界面图4.9使用滑动开关时数据显示及控制2界面界面及功能完成后,将完成的工程文件保存于U盘根目录“、提交资料、模块四、人机交互界面”中,文件名称为“数据显示及控制’将程序下载到人机交互界面上,按照以下要求进行拍照、录像或截图。①将数据显示及控制初始化2个界面及数字键盘进行拍照,分别命名为“图4-1ー数据显示及控制1界面”、“图4-2ー数据显示及控制2界面”及“图4-3ー数字键盘”。将图片粘贴至“提交资料'竞赛答题卡.doc”指定位置。②使用人机交互界面设备进行演示并用摄像头进行录像,按照数据显示 76与控制界面以上功能操作,对3个功能点进行录像,命名为“数据显示与控制界面’',并将录像视频至U盘根目录”提交资料、模块四、人机交互界面”中。(3)电梯管理系统设计某项目小组承接了某电梯管理系统的设计工作。对应楼层按钮及指示灯采用PLC进行监控，人机交互界面用来进行电梯运行管理与监测。现根据设计要求,完成如下功能。(提示:所需的图片资源在U盘根目录“竞赛资料'模块四'素材”中,正式比赛会提供详细的功能介绍视频。)①系统登陆电梯管理系统主界面如图4.1所示。标题采用滚动显示方式。按下标题下方按钮，弹出登录窗口。三种用户分别为访客、操作员、管理员,三种用户对应不同的头像,密码分别为:111、222、333,如下图4.2-4.4所示。输入正确密码,弹出按钮■,点击按钮可跳转至“选择用户类型”界面。输入错误弹出错误提示窗口,如图4.5所示。图4.1电梯管理系统主界面 77图4.2访客图4.3操作员图4.4管理员 78图4.5错误提示设计访客、操作员、管理员三种按钮,如图4.6所示。点击相应的按钮,弹出相应窗口。已知权限等级为管理员〉操作员＞访客,管理员可以点击所有按钮,操作员可以点击除管理员之外的按钮,访客只能点击访客按钮。若无权限,弹出提示窗口。图4.6用户类型界面②电梯管理系统ー初始状态在“用户类型界面”点击“访客”或“操作员按钮”,进入电梯运行监控界面,如图4.7所示。左上角为模式切换下拉菜单,下拉菜单下方为运行状态显示区,左下角为总控制开关，控制电梯是否开始工作,电梯门上方为电梯运行方向图标，右上角通过设定时间,可以实现电梯的定时运行,右下角为监控区, 79可以实现电梯运行楼层显示及手动控制。初始状态下,下拉菜单无选项,总控制开关处于关闭状杰,运行状态“停止”，右上角显示当前系统时间,时间设定输入框默认为00。注意:访客模式下无总控制开关、模式切换、时间设定输入和监控区功能,需要将操作员和访客模式初始状态界面体现在录制视频中。图4.7初始状态③电梯管理系统ー正常模式正常模式下,右下方1楼、2楼、3楼、4楼指示灯，分别代表右侧门打开指示灯、右侧门关闭指示灯、左侧门打开指示灯和左侧门关闭指示灯。切换至正常模式时,打开总控制开关,电梯运行状态变为“工作”。此时,1楼指示灯和平台右侧门打开指示灯亮,表示电梯默认状态停在1楼。如图4.8所示。图4.8正常模式1假设此时按下左侧门关闭按钮,即4楼按钮,电梯要从1楼运行至4楼,电梯门上方显示向上图标,运行状态变为“运行中’'，2楼、3楼、4楼指示灯 80依次点亮2S,表示电梯依次经过2楼、3楼到达4楼,如图4.9所示为电梯运行至2楼的界面。到达4楼后,运行状态恢复为“工作”,向上图标消失。图4.9正常模式2若此时按下右侧门关闭按钮,即2楼按钮,电梯要从4楼运行至2楼,电梯门上方显示向下图标,运行状态变为“运行中”,达到2楼后,运行状态恢复为“工作”,向下图标消失。（注意:“运行中”文字为闪烁方式）④电梯管理系统ー故障检修模式模式切换至故障维修模式,运行状态变为“停止”,总控制开关不起作用,按下平台任何按钮,电梯无响应。点击对应楼层下方的蓝色按钮，对应楼层指示灯点亮,表示电梯手动控制停在某层进行检修。⑤电梯管理系统一定时运行模式模式切换至定时运行模式,运行状态变为“停止”,总控制开关不起作用,此时按下平台任何按钮,电梯无响应。在定时运行设定区,设定电梯启动时间。到达设定时间后,运行状态变为“工作”,此时电梯默认状态停在1楼。按下其他楼层对应的按钮,电梯开始运行,此时显示方向图标，运行状态变为“运行中”,达到对应楼层后,运行状态恢复为“工作”。 81⑥管理员系统在用户以管理员模式登陆时,可进行系统的锁定和当前时间的查看。在“用户类型界面"点击‘‘管理员’’按钮,可进入管理员界面,管理员界面如图4.10所示。点击系统锁定按钮,进入锁定界面,此时密码输入窗口显示000,如图4.11所示。超级用户密码用于进行系统的解锁,和管理员密码不同。在密码输入窗口输入666,右下角弹出解锁图标,点击解锁图标完成系统的解锁,跳转至管理员界面。再次点击系统锁定按钮,系统锁定界面密码输入框恢复为000,右下角无解锁图标。注意:再次点击系统锁定按钮操作需体现在录制视频中。选择用户,输入密码,点击’‘更改密码”按钮,可以实现对应用户密码的修改,这里以修改操作员密码作为演示。更改密码后，系统强制跳转至电梯管理系统初始界面,选择操作员,输入更改后的密码,弹出按钮エ,点击按钮可跳转至"选择用户类型”界面。星期四PastSeiI图4.10管理员界面 82图4.11系统锁定界面将上述①-③步骤录制1个完整的视频,记录整个演示过程,视频命名为“视频4-1ー电梯管理系统”保存于U盘根目录“提交资料、模块四”中。（六）综合监控应用设计1.PLC时序绘制（1）任务背景某高铁车厢内有一个风扇控制系统,当现场温度＞=30（时,风扇打开,当现场温度く3CTC时,风扇关闭。一段时间后,发现风扇经常烧坏,最后发现是由于现场温度一直在3（rc左右来回变动,造成风扇频繁启动,导致风扇发热烧坏。为了改进风扇控制系统,在控制系统中当现场温度＞=32ヒ时,风扇打开,当现场温度く=28℃时,风扇关闭,当温度＞28で且く32℃时,风扇维持上一个状态不变化。在控制系统中加入滞回比较器功能,即:当现场温度高于或者低于报警值（30ヒ）超过2ヒ,风扇オ进行状态变化。同时为了增加控制系统的灵活性,增加了自动控制、手动控制模式选择。（2）功能描述当10.0置1时,进入自动控制模式,利用滞回比较器进行风扇Q0.0控制。当10.0置0时，进入手动控制模式,可以利用10.1控制风扇Q0.0打开或者关闭。梯形图程序如图4-1所示。已知AIWO是采集到的温度数据（真实温度=AIW0/260. 830-40.0单位:℃）,Q0.0代表风扇（Q0.0置1,风扇开启;Q0.0置〇,风扇关闭）,现根据输入信号10.0、10.1、AIWO的波形,在提供的“PLC时序图答题纸”上画出梯形图程序中Q0.0的波形。利用WPS/Visio绘制或者利用提供“PLC时序答题纸”绘制均可。如果利用WPS/Visio绘制（"PLC时序答题纸”电子档文件在“竞赛资料、模块四'PLC程序设计”目录下），将波形图截图,如果利用提供的铅笔和答题纸绘制,将绘制完成的波形图进行拍照。图片命名为“图4-1ー波形图”,并粘贴至U盘根目录“提交资料、竞赛答题卡.doc”指定位置。I程序注释ー网络1网络标题I10.110.0Q0.0—II1ノI（）网络2I10.0AIWOQ0.01I11>=|I（S）AIWOQ0.0J<='I（R）图4.1PLC梯形图2.PLC逻辑设计保持任务一中接线不动,利用V4.0STEP7MicroWINSP9开发环境中集成的Modbus库（可参考STEP7中的帮助文件资料）,编写PLC与上位机Modbus通信的程序（PLC做从站,通信参数:波特率9600,数据:8,停止位:1,无校验）。PLC将采集到的温湿度及光照数据发送给上位机软件。上位机软件位于U盘根目录“竞赛资料'模块四'PLC程序设计”目录下，Modbus通信协 84议、串口配置要求详见“竞赛资料、模块四'PLC程序设计、通信协议.pdf”。将上位机软件显示温湿度及光照数据界面截图,命名为“图4-2-PLCModbus通信”,存放到U盘根目录”提交资料、模块四'PLC程序设计”中,并将截图粘贴至U盘根目录“提交资料'竞赛答题卡.doc”指定位置。用摄像头录制上位机软件显示温湿度及光照数据信息,命名为“视频4-1-PLCModbus通信.wmv”保存于U盘根目录“提交资料'模块四'PLC程序设计”中。2.人机交互界面设计将U盘根目录“竞赛资料'模块四'人机交互界面'PLC列车控制程序”下载至PLC中（程序已加密），PLC列车控制程序用于实现和人机交互界面之间的通信。在控制中心中关闭控制中心软件,然后打开U盘根目录“竞赛资料'模块四'人机交互界面'数据透传软件.exe”,数据透传软件可实现网络和串口之间数据的透传,完成智能终端控制器和PLC之间的数据转发。通信拓扑图如图4.2所示。编写人机交互界面程序，完成以下任务设计。（数据透传软件通信参数:波特率:9600,数据:8,停止位:1,无校验）人机交互界面キ口PLC列车辜口无线无线图4.2通信拓扑图（提示:所需的图片资源在U盘根目录“竞赛资料、模块四、人机交互界面、人机交互界面素材”中。通信协议详见U盘根目录“竞赛资料'模块四、人机交互界面'列车运行控制通信协议・pdf”〇）（1）列车运行控制系统界面设计利用人机交互界面编程软件进行列车运行控制系统界面设计,实现列车运 85行模式、平台列车实际位置、信号灯、模拟车速信息（不需要显示或控制平台实际速度传感器数据）、平台传感器数据显示及进出站控制设计,初始化界面如图4.3所示。轨道分为8个区段,从左至右依次为区段1、区段2---•区段8,站台位于区段4〇列车控制系统右上角为数值元件,可实时显示PLC中VW22地址数据（数据格式16-bit-Unsigned,小数点以上位数为5,小数点以下位数为0）。将设计完成后的界面拍照,以“图4-3一列车运行控制系统界面”的形式命名,存放到U盘根目录“提交资料、模块四、人机交互界面”中，并将图片粘贴至U盘根目录“提交资料'竞赛答题卡.doc”指定位置。注意:试题图片中的''*****”为PLC地址VW22中的数据,图片中进行了隐藏,选手实际答题时,切勿隐藏真实数据。列车运行控制系统当前车速〇km/h图4.3列车运行控制系统界面区间行驶模式（2）列车运行控制系统功能设计利用PLC列车控制程序、列车运行控制通信协议,编写人机交互界面程序,完成列车的区间行驶模式与进出站行驶模式（逻辑功能可参照U盘根目录“竞赛资料'模块四'人机交互界面'列车运行控制演示视频.wmv”）:操作列车,实现人机交互界面实时显示车内数据、列车当前运行状态（列车位置,车速,信号灯等）、进出站控制功能。注意:推动列车时,不宜过快,两个区段时间间隔大于2So 86①车内数据釆集人机交互界面将PLC采集的真实环境的温度、湿度、光照数据实时显示在“车内数据”区域。（温度、湿度、光照数据PLC地址分别为VD8、VD12、VW4）将此区域拍照,以“图4-4ー车内数据”的形式命名,存放到U盘根目录“提交资料、模块四、人机交互界面”中,并将图片粘贴至U盘根目录“提交资料'竞赛答题卡.doc”指定位置。②列车运行状态显示推动站点列车,人机交互界面可实时显示列车所在区段,同时信号灯随列车运行做相应变化。区间行驶模式下,列车由左向右直线行驶不经过站台,列车所在区段信号灯为红色,列车行驶的上一区段信号灯为黄色,其余区段信号灯均为绿色。区间行驶模式下列车速度为200km/h,且进出站控制区域“进站”、“出站”按钮呈现灰色,无法点击。列车区间行驶模式示意图如图4.4所示。当列车行驶至区段8时,人机交互界面由“区间行驶模式”自动切换为“进出站行驶模式”。列车进出站行驶模式初始化如图4.5所示。用摄像头将此列车由区段1至区段8的运行情况进行录像,记录整个演示过程,视频命名为“视频4-2一列车运行状态显示.wniv”保存于U盘根目录“提交资料'模块四'人机交互界面”中。 87当前车速200km/h列车运行控制系统区间行驶模式厂控制及报警ー__1图4.4区间行驶模式列车运行控制系统进出站行驶模式当前车速200km/h图4.5切换为进出站行驶模式(3)列车进站及出站控制①进出站行驶模式下,列车从右向左行驶,经过站台,列车所在区段信号灯变为红灯。当列车运行至区段7时,列车速度由200km/h变为100km/h,如图4.6所示。②当列车运行至区段6时,列车速度变为Okm/h,如图4.7所示。③列车行驶至区段6时,进站按钮有效,出站按钮无效。此时点击进站按 88钮,人机交互界面区段5信号灯由红色变为绿色,同时轨道电路区段5信号灯由红色变为绿色,表示允许进站,如图4.8所示。④当列车从区段6运行到站台位置时,站台黄色信号灯变为红色,进站按钮无效,如图4.9所示。⑤按下通信与控制系统（高铁）集成与维护实训平台左侧开门按钮，再按下左侧关门按钮,或者先按下右侧开门按钮,再按右侧关门按钮,此时出站按钮变为有效状态。点击“出站”按钮,人机交互界面区段3信号灯由红色变为绿色,同时轨道电路区段3信号灯由红色变为绿色,表示允许出站,如图4.10所示。⑥当列车行驶至区段1时,自动切换为区间行驶模式,且区段1信号灯为红色,如图4.11所示。用摄像头将①-⑥的运行情况进行连续录像,记录整个演示过程（包含到站开关门操作过程、允许进站和允许出站轨道电路信号灯变化）,视频命名为“视频4-3一列车进站及出站控制.wmv”保存于U盘根目录“提交资料、模块四、人机交互界面”中。图4.6进出站模式下列车位于区段7 89列车运行控制系统当前车速。km/hFastSei站台厂车内数据123.11,C*史图4.7进出站模式下列车位于区段6列车运行控制系统进出站行驶模式当前车速〇km/h图4.8允许进站进出站行驶模式 90列车运行控制系统进出站行驶模式・****当前车速〇km/h23.15'C31.45%rh00542Lux图4.9进出站模式下列车位于站台列车运行控制系统进出站行驶模式当前车速。km/h厂控制及报警图4.10允许出站 91图4.11区间行驶模式下列车位于区段1(4)违规进出站报警进出站行驶模式下,未点击“进站”按钮,列车违规进站,将触发违规进站报警,此时,人机交互界面上报警状态指示灯点亮。列车到达站台后,未点击’‘出站"按钮,列车违规出站,将触发违规出站报警,此时,人机交互界面上报警状态指示灯点亮。用摄像头将此过程进行录像,记录整个演示过程,视频命名为“视频4-4ー违规进出站报警.wmv”保存于U盘根目录”提交资料、模块四、人机交互界面”中。(七)综合监控应用设计1.可编程逻辑控制器设计(1)PLC编程与设置背景:通信与控制系统(高铁)集成与维护实训平台上的温湿度传感器、光照传感器、PLC等模块已按照任务一正确安装与接线。用USB转RS485通信线连接好电脑与PLCo打开“STEP7MicroWIN”编程软件,新建一个工程,命名为“自由口数据发送”,按照任务要求完成程序设计,保存到U盘根目录“提交资料'模块四'PLC程序设计”文件夹中并下载到PLC中运行。 92任务要求:(1)定义PLC的PORTO口为自由口;(2)波特率:19200,校验位:None,数据位:8,停止位:1；(3)把温湿度传感器、光照传感器采集的环境数据按照表4.1给定的自由口数据协议周期性(250ms)上传给上位机“自由口数据显示”软件,“自由口数据显示”软件把PLC上传的温湿度、光照数据显示出来。(4)打开“自由口数据显示”软件，按照波特率：19200,校验位:None,数据位：8,停止位：1;完成设置并连接,将软件界面截图,图片命名为“图4-1ー自由口数据显示”,并将图片粘贴至U盘根目录“提交资料、竞赛答题卡.doc”指定位置。提示：“自由口数据显示”软件在U盘根目录“辅助资料、模块四、PLC程序设计”文件夹中。表4.1自由口数据协议协议格式示例字符(十六进制)解释CCEE010201000000000000000000000000FFCCEE帧头01序列号02ID号01命令0000温度数据位0000湿度数据位0000光照数据位000000000000空数据位FF帧尾1.梯形图应用已知,10.0接启动按钮,10.1接停止按钮,Q0.4接指示灯。根据下面梯形图,完成下列问题。并将答案写在U盘根目录“提交资料'竞赛答题卡.doc”指定位置。网络1网络标题 93I网络注释I10.1M0.0/)(1)当启动按钮10.0按下后,指示灯Q0.4会做如何变化?(2)当启动按钮10.0按下后,如何让指示灯Q0.4一直处于熄灭状态?3.绘制PLC时序图已知输入信号10.〇的波形,在提供的“PLC时序图答题纸”上画出梯形图程序中M0.0、M0.1、M0.2和Q0.0的波形。将画好的波形图进行拍照,命名为“图4-2ー波形图”,并将图片粘贴至U盘根目录”提交资料、竞赛答题卡.doc”指定位置。 94N网络2ITI1I——()网络3QO.OM0.2()I-I冋络4IM0.1Q0,0TI(<1网络5IM0.2Q0.0TI(s：1io9_rLTLrLrLrLrL3.人机交互界面设计打开电脑桌面EB8000软件R,机型选择MT(TK)6000/8000iP/iQ/iH5Series；连接方式为USB线,点击编辑工具中EasyBuilder8000进入编辑界面。实现下述功能。(注:触摸屏型号:TK6070IP)o所需的图片资源在U盘根 95目录”辅助资料、模块四、人机交互界面、人机交互界面素材”中。（1）PLC数据控制及显示现有一个PLC数据监控程序（U盘根目录“辅助资料'模块四'人机交互界面'PLC数据监控程序”）,完成对数据的采集,将此程序下载到PLC中并运行。在人机交互界面设备上设计PLC数据控制及显示界面（初始化界面如图4.1所示）。PLC数据控制及显示0000Ir0000Ir0000IDATAODATA1DATA2r00001r00001r〇〇〇〇!下一页DATA3DATA4DATA5lOLJl|LXQ图4.1PLC数据控制及显示界面显示PLC传输过来的数据。功能要求如下:分别点击XI按钮、X2按钮、X3按钮（按钮与PLC控制地址的对应关系见表4.3）,6个数值显示框分别显示PLC端的6个数据（数据不为0,PLC数据地址与人机交互界面显示框名称对应关系如表4.2）,并将XI按钮、X2按钮、X3按钮获取的数据以红色、蓝色、黑色折线的形式显示在右侧的曲线图中。其中,点击人机交互界面任意按钮时,会向PLC控制地址M0.0,MO.1,MO.2中发送数据,详见表4.3。表4.2地址对应表序号PLC数据地址人机交互界面显示框名称1VBODATAO2VB1DATA13VB2DATA24VB3DATA3 965VB4DATA46VB5DATA5表4.3地址对应表序号人机交互界面按钮对应PLC控制地址1XIM0.01MO.10M0.2：02X2M0.00MO.11M0.2：03X3M0.00MO.10M0.2：1①界面及功能完成后,完成的工程文件保存于U盘根目录“、提交资料、模块四、人机交互界面”中,文件名称为“PLC数据控制及显示界面’完成后进行离线模拟,将“PLC数据控制及显示界面’’截图,命名为“图4-3ー数据控制及显示界面"，并将图片粘贴至“提交资料、竞赛答题卡.doc”指定位置。将程序下载到人机交互界面设备上。使用人机交互界面进行演示并用摄像头进行录像,记录整个界面功能演示过程,视频命名为‘‘人机交互视频Lwmv”保存于U盘根目录“提交资料'模块四'人机交互界面''中。②点击XI按钮后，将人机交互界面上的数据折线图界面进行拍照,命名为“图4-3ー数据控制及显示界面-XV'。③击X2按钮后,将人机交互界面上的数据折线图界面进行拍照,命名为“图4-3ー数据控制及显示界面-X2"。④击X3按钮后，将人机交互界面上的数据折线图界面进行拍照,命名为“图4-3ー数据控制及显示界面-X3"；将以上图片粘贴至“提交资料'竞赛答题卡.doc”指定位置。(2)风扇控制现有一个エ厂,有一个风扇控制系统,当现场温度＞=3(rc时,风扇打开,当现场温度く30ヒ时,风扇关闭。一段时间后,发现风扇经常烧坏,最后发现是由于现场温度一直在30(左右来回变动,造成风扇频繁启动,导致风扇发热烧坏。为了改进风扇控制系统,在系统中增加滞回控制功能,温度高于或者低于报警值1℃,风扇オ进行状态变化。 97①如果现场温度由28C,变化为30て,风扇是什么状态?（开启/关闭）；填写至“提交资料、竞赛答题卡.doc”指定位置。②如果现场温度由32C,降为3（TC时,风扇状态是什么状态?（开启/关闭）;填写至“提交资料、竞赛答题卡.doc”指定位置。③如图4.2所示,设计ー个风扇滞回控制界面,实现对风扇的控制（风扇有两个状态:开启,关闭），Tl、T2、T3为三个按钮,用于模拟现场温度。按钮动作的含义见表4.4。OFF||OFF||IOFF|T1T2T3FastSelI图4.2风扇滞回控制界面表4.4按钮与温度对应关系表序号人机交互界面按钮按下现场温度模拟值1T128℃2T230℃3T332℃利用宏指令实现滞回控制功能,下载到人机交互界面,按照表4.5顺序要求进行拍照。表4.5按钮动作与图片命名对应关系表序号按钮动作图片命名1T1图4-4ー滞回28 982T2图4-5ー滞回上升3T3图4-6ー滞回324T2图4-7ー滞回下降界面及功能设计完成后,将完成的工程文件保存于U盘根目录”提交资料、模块四、人机交互界面”中,文件名称为“风扇滞回控制界面”。通过miniUSB线将程序下载到人机交互界面设备上。使用人机交互界面设备进行演示并用摄像头进行录像,记录整个界面功能演示过程,视频命名为“人机交互视频2.wmv”保存于U盘根目录”提交资料、模块四、人机交互界面”中。将表4.5中图片粘贴至U盘根目录“提交资料'竞赛答题卡.doc”指定位置。（3）温湿度光照采集与控制现有一个PLC温湿度光照采集程序（U盘根目录“辅助资料'模块四'人机交互界面'PLC温湿度光照采集程序”）,完成对温湿度及光照数据的采集,（此数据为模拟数据,其中温湿度为浮点数,保留小数点后2位,光照值为整数）将此程序下载到PLC中。设计ー个人机交互界面程序,从PLC端获取温湿度和光照数据,温湿度光照数据获取地址见表4.6。初始化状态下,三种设备开关控制按钮使能,温湿度和光照数据与条件值进行比较,实现联动控制效果。点击三种设备开关控制按钮,开关控制按钮使能失效，温湿度和光照数据与条件值不进行比较,且三种设备处于关闭状态。参考图片见图4.3和图4.4。（实际数据与图片中数据可能不一样）按照表4.7实现对风扇、报警灯、照明灯的控制,所需图片资源在U盘根目录“辅助资料'模块四'人机交互界面'人机交互界面素材”文件夹中。表4.6温湿度光照数据获取地址序号PLC数据地址人机交互界面数据1VD6温度 992VD10湿度3VW4光照表4.7控制条件与状态参数条件人机交互界面上设备状态温度>=10℃风扇开启<10℃风扇关闭湿度>=10%报警灯打开<10%报警灯关闭光照>=300Lux照明灯打开<300Lux照明灯关闭列车车内数据显示及控制界面〇\岂600Lux照明灯FastSei\图4.3数据显示及控制界面示例（使能有效）列车车内数据显示及控制界面湿度温度 100光照FastSeiI图4.4数据显示及控制界面示例(使能无效)①界面及功能完成后,将完成的工程文件保存于U盘根目录“、提交资料、模块四、人机交互界面”中,文件名称为“列车车内数据显示及控制界面”。将程序下载到人机交互界面上,对数据显示及控制界面使能有效进行拍照,命名为“图4-8ー数据显示及控制界面使能有效”。②对数据显示及控制界面使能无效进行拍照,命名为“图4-9ー数据显示及控制界面使能无效”,并将图片粘贴至U盘根目录”提交资料、竞赛答题卡.doc”指定位置。使用人机交互界面设备进行演示并用摄像头进行录像,记录整个界面功能演示过程,视频命名为“人机交互视频3.wmv”保存于U盘根目录“提交资料'模块四'人机交互界面”中。(A)综合监控应用设计1.PLC时序绘制(1)任务背景某高铁车厢内有一个风扇控制系统,当现场温度＞=30C时，风扇打开,当现场温度く301时,风扇关闭。一段时间后,发现风扇经常烧坏,最后发现是由于现场温度一直在30C左右来回变动,造成风扇频繁启动,导致风扇发热烧坏。为了改进风扇控制系统,在控制系统中实现:当现场温度＞=32で时,风扇打开,当现场温度く=28ヒ时,风扇关闭,当温度＞28ヒ且く32C时,风扇维持上一个状态不变化。在控制系统中加入滞回比较器功能,即:当现场温度高于或者低于报警值（30C）超过2C,风扇オ进行状态变化。 101同时该系统具有检测温度、湿度参数功能,当温度或者湿度参数出现异常时（温度＞=36て,或者温度く=10ヒ，或者湿度＞=80%）,报警红色指示灯点亮。一旦出现温度或者湿度参数异常,在系统复位前,即使参数异常消除，红色指示灯依然亮。即:一旦出现温度或者湿度参数异常,红色报警指示灯熄灭的条件是:异常的参数恢复到正常范围,并且必须通过复位轻触按键进行复位。（2）绘制时序图根据采集到的温度值,利用滞回比较器进行风扇Q0.0控制。同时根据采集到的温度、湿度值实现系统报警指示功能,10.。为复位轻触按键输入口,按下按键10.0=1,松开按键10.0=0,下降沿复位有效：复位按键按下后，再弹起时复位有效。已知AIW0是采集到的温度数据（假设真实温度=AIW0/260.0-40.0单位：。C）,AIW1是采集到的湿度数据（假设真实湿度=AIW据310,例如:AIW1=31OO,对应湿度=10%）,Q0.0代表风扇（Q0.0置1,风扇开启;Q0.0置0,风扇关闭），Q0.1代表现红色报警指示灯（Q0.1置1,指示灯点亮;Q0.1置〇,指示灯熄灭）,根据输入信号10.0、AIWO、AIW1的波形,在提供的“PLC时序图答题纸”上画出梯形图程序中Q0.0、Q0.1的时序波形。利用WPS/Visio绘制或者利用提供“PLC时序答题纸”绘制均可。如果利用WPS/Visio绘制（“PLC时序答题纸”电子档文件在“竞赛资料、模块四ゝPLC程序设计”目录下）,将时序图截图,如果利用提供的铅笔和答题纸绘制,将绘制完成的时序图进行拍照。图片命名为“图4-1ー时序图”，并粘贴至U盘根目录”提交资料、竞赛答题卡.doc”指定位置。 1022.Modbus通信设计保持任务一中接线不动,利用PLC开发环境中集成的Modbus库（可参考STEP7中的帮助文件资料）,编写PLC与上位机Modbus通信的程序（PLC做主站,上位机软件做从站,从站地址在上位机软件界面显示,通信参数自由设定）。PLC将查询上位机软件中的温湿度、光照、烟雾传感器数据、开关门指示灯状态数据存储至某个地址供人机交互界面显示,存储地址不作要求。需要编写的人机交互界面如下图4.1所示。（注意:得到的数据为固定值,与真实环境无关）Modbus通信数据9东回，n•知・ホ”9*餌*水”温度湿度.0.00.0光照Q)0图4.1Modbus通信数据上位机软件位于U盘根目录”竞赛资料、模块四'PLC程序设计”目录下,Modbus通信协议、串口配置要求详见“竞赛资料、模块四'PLC程序设计'modbus通信协议.pdf”。将人机交互界面截图,命名为“图4-2-Modbus通信数据”,存放到U盘根目录“提交资料'模块四”中,并将截图粘贴至U盘根目录“提交资料'竞赛答题卡.doc”指定位置。3.列车运行管理系统设计高速铁路中列车运行管理非常重要,行车安全运行控制是首位。为了保证乘客的乘车舒适性,车内环境数据监测、车内设备的控制也变得非常必要,随着列车运行速度的提高,可能遇到的各种危险因素也在增多。高铁线路易受大风、暴雨的影响,为了保障行车安全,提高运输效率,需建设包括风、雨的气象监测系统和异物入侵监控系统,使高速铁路具备在大风、暴雨气象条件下抵御 103灾害的能力。另外,过去列车低速运行时,以人为驾驶为主,当线路上有障碍物时,从目视发现到列车制动停止,时间和距离上尚可保证安全,意外较少。高速铁路列车运行速度快,时速200km的高速列车常规制动距离约10km,紧急制动距离为6km,当轨道出现异物或灾害时,目视瞭望已不能保证行车安全,危险大大增加。因此，针对以上需求，利用人机交互界面编程软件进行列车运行管理系统设计。通信拓扑图如下图4.1所示。智能终端图4.I通信拓扑图打开U盘根目录“竞赛资料、模块四、数据透传软件.exe”。数据透传软件可实现网络和串口之间数据的透传,完成控制中心和PLC之间的数据转发。更新智能终端控制器程序（比赛时提供）。编写人机交互界面和PLC程序，完成以下任务设计（正式比赛会提供详细的功能介绍视频）。提示:（1）本任务中涉及的射频标签（应答器）数据与任务三中改写的射频标签（应答器）数据互不影响。（2）所需的图片资源在U盘根目录“竞赛资料'模块四'素材’‘中。通信协议详见U盘根目录“竞赛资料'模块四'列车运行管理系统通信协议.pdf"。 104列车运行管理系统登录及权限设计（3分）登录系统主界面如图4.2所示。标题采用滚动显示方式。标题左侧表盘可实时显示当前时间。按下标题下方按钮,弹出登录和波特率设定窗口,如图4.3所示。图4.2系统登录主界面图4.3登录窗口界面表盘下方为通信波特率设定区,可设定的波特率选项为2400、9600、19200,登录界面启动时,默认波特率为2400。已知PLC和人机交互界面需要设定的波特率为19200。默认状态下，触摸屏弹出“PLCNoResponse"窗口，表示触摸屏和PLC波特率不一致,如图4.4所示。选择波特率19200,输入管理员 105密码333,点击设置按钮,可以设置人机交互界面通信波特率。如果密码输入错误,密码输入框清零并弹出设定失败窗口,如图4.5所示;如果密码输入正确,密码输入框清零,设定波特率生效。图4.4PLCNoRespouse界面图4.5波特率设定失败界面三种用户分别为操作员1、操作员2、管理员。操作员1默认密码为444,操作员2默认密码为555,管理员默认密码为666。输入正确密码，弹出进入按钮T■,点击按钮可跳转至”请选择用户类型”界面。输入错误弹出错误提示窗口,如图4.6所示。 106图4.6登陆失败错误提示设计操作员1、操作员2、管理员三种按钮,如图4.7所示。已知权限等级为管理员》操作员い操作员2,管理员可以点击所有按钮。操作员1和操作员2平级,但只能点击自己的按钮。若无权限,弹出提示窗口,如图4.8所示。点击操作员1按钮,跳转至’‘列车运行手动设置区”界面;点击操作员2按钮,跳转至''列车运行自动控制区”;点击管理员按钮,跳转至''故障信息统计”界面。图4.7选择用户类型 107图4.8无权限提示列控运行手动设置区模式（4分）操作员1初始化界面如图4.9所示。界面左上角为返回按钮和当前模式信息,右上角为系统时间,下方每个区段装有绿、黄、红三种颜色的信号机,用以表示界面当前轨道区段的指示灯状态和轨道电路每个区段指示灯状态ー致。指示灯下方为列车在轨道上行驶,在列车运行过程中可能会遇到轨道出现异物或灾害的情况,正常情况下列车以时速200km/h在直线轨道上直线行驶,只有行驶方向前方是故障区段オ会停车,其中区段3和区段7这2个轨道区段可能存在故障,列车运行至故障区段前方需要提前减速停车,故障清除后列车加速运行至200km/h后保持该时速运行，使用主控制台4个按钮定点模拟大雾、山体滑坡灾害故障,如表4.1所示。表4.1按钮及故障对应关系按钮模拟故障情况对应轨道区段情况左侧开门按钮按下前方存在大雾故障区段3设置大雾故障左侧关门按钮按下大雾故障清除区段3故障清除右侧开门按钮按下前方存在山体滑坡故障区段7设置山体滑坡故障右侧关门按钮按下山体滑坡故障清除区段7故障清除 108列车运行所在区段信号机为红色,故障轨道区段信号机也为红色。列车运行所在区段的前一个区段的信号机为绿色。当小车在区段ー时,上电后因未获得驶出车站许可,显示如图4.10所示界面。点击烟雾开关,界面中的禁止通行指示灯和报警灯以及主控制台上的报警灯熄灭。图4.9列控运行手动设置区初始化界面图4.10禁止通行操作相应按钮进行故障设置。区段3故障发生后,在故障轨道区段前方第2个轨道区段是紧急制动区段，需减速至100km/h,在故障轨道区段前方第1个区段时需停车即速度减至为〇〇在故障轨道区段前方第1个区段操作相应按钮进行故障清除。故障清除后列车运行方向的2个轨道区段为加速区段, 109每个区段列车加速100km/h,直到200km/h,速度表根据列车速度实时变化,列车上方实时显示当前列车速度值及速度曲线（时间范围设置7秒）。当区段3、7设置故障后,报警灯亮,需要显示红色报警信息,“前方存在大雾/山体滑坡故障,请减速”;当列车收到故障清除后,速度依旧为0,报警灯灭,显示黑色报警信息,“前方大雾/山体滑坡故障清除,请加速”,列车加速行驶至200km/h时,报警信息消失。列车刚行驶到区段4时,突然出现雷击现象,造成智能终端控制器内程序出现错误,此时所有区段的灯和轨道电路上的灯全部变为红灯,平台上的报警灯进行闪烁，列车当前故障状态呈现红色“”,调度中心的工作人员经过一段时间的调试，将智能终端控制器程序进行恢复,10s后自动将程序恢复到列车刚行驶到区段4时的状态。列控运行自动控制区模式（4分）列控运行自动控制区模式初始化界面如图4.11所示。将小车断电推至区段1位置,以操作员2为用户进行登录，进入列控运行自动控制区模式界面。列车运行时可能遇到异物故障,八个信号机状态根据列车位置和故障发生进行相应变化，列车运行所在区段信号机为红色,故障轨道区段信号机也为红色。界面右方黑色区域为报警信息显示区,报警信息包含序号、事件发生日期、事件发生时间、事件信息。当列车行驶至2区段时,5区段检测到有异物,此时5区段信号机变为红色,报警信息为红色,显示“区段5有异物故障,请注意减速”。当列车行驶至3区段时,速度降为100km/h,行驶至区段4时,速度降为Okm/h。列车行驶至区段4,5s之后,异物故障自动清除,此时区段5信号机变为绿色,报警信息为绿色,显示“区段5异物故障解除”，故障清除后列车运行方向的2个轨道区段为加速区段，每个区段列车加速100km/h,直到200km/h。由于列车行驶至区段8时为到站,此时的速度为0,前方一个区段的速度降为100km/h,所有灾害信息消失,同时显示列车到站图片,如图4.12 110所示。图4.11列控运行自动控制区模式初始化界面3002001000操作员2列车运行自动控制区15:31:53图4.12列车到站界面故障信息统计（1分）登录管理员界面,管理员可以对操作员1和操作员2界面内的所有故障进行信息统计,图4.13只作为样例,具体信息请按实际情况补充故障信息统计表和列车运行故障信息统计图。 111故障信息统计《，页列车运行故障信息统计表次数J列车运行发生故律个数信息统计图し顺序故障信息1大雾故障□2列控中心故障4-—3山体滑坡故障4异物故障3-1—1-，U0」■■大雾故障列控中心、故障山体滑坡故障异物故障图4.13故障信息统计将以上功能录制完整视频‘命名为‘‘列车运行管理系统.wmv”并保存在“提交资料、模块四、人机交互界面程序’‘中。（九）综合监控应用设计1.PLC时序图绘制（1）任务背景控制背景:某化工厂承接了一批化学药品加工订单。原来都是用3吨或5吨的存储罐存放,今天客户临时需要4吨的化学药品,为了能够计量出4吨药品量,只能通过控制阀门让5吨的罐中留有4吨的化学药品（管道残留忽略不计）再交给客户。由于管道和设备的限制,排空或装满3吨的储存罐需要3分钟时间;排空或装满5吨的储存罐需要5分钟时间。S1管道控制3吨储存罐注入药品,S2管道控制5吨储存罐注入药品,S3管道负责将3吨储存罐的药品运送到5吨的储存罐（不能逆向传送），S4管道负责排空3吨储存罐的药品,S5管道负责排空5吨储存罐的药品。 112图4.1储存罐容量和结构示意图(2)功能描述控制目标:请设计打开或关闭罐体上的管道阀门注入、排出或在两个储存罐之间传送药品达到满足4吨要求并且花费时间最短的时序图。控制条件:①Q0.1或Q0.2一旦开启,必须注满对应的存储罐才能关闭;②Q0.4或Q0.5一旦开启,必须排空对应的存储罐才能关闭;③要求Q0.3在5吨储存罐注满或3吨储存罐排空时必须关闭;④为了确保准确注入、排空、传送等步骤顺序进行,所有管道传送药品同一时间内只能有一条在进行工作,存储罐初始状态为空。管道和阀门的对应关系如下表所示。表4.1管道和阀门对应关系表S1管道Q0.1阀门S2管道Q0.2阀门S3管道Q0.3阀门S4管道Q0.4阀门S5管道Q0.5阀门注:按下总开关10.0=1之后管道传送オ可以进行,操作Q0.1-Q0.5阀门时，。代表关闭,1代表打开。在提供的“PLC时序答题纸.docx”上画出程序中Q0.1-Q0.5的时序波形。利用WPS/Visio绘制或者利用提供“PLC时序答题纸”绘制均可。如果利用WPS/Visio绘制("PLC时序答题纸”电子档文件在“竞赛资料、模块四、综合监控应用设计'PLC程序设计”目录下),将时序图截图,如果利用提供的铅笔和答题纸绘制,将绘制完成的时序图进行拍照。图片命名为“图4-1ー时序图”，并粘贴至U盘根目录“提交资料'竞赛答题卡.docx”指定位置。1.PLC逻辑设计保持任务一中接线不动,利用开发环境中集成的Modbus库（可参考开发环境中的帮助文件资料）,编写PLC与上位机基于TCP的Modbus通信程序（PLC 113做从站,通信参数:上位机做TCPServer,PLC做TCPClient）。PLC将采集到的温湿度及光照数据发送给上位机软件。上位机软件位于U盘根目录“竞赛资料、模块四、综合监控应用设计\PLC程序设计”目录下,Modbus通信协议详见“竞赛资料'模块四'综合监控应用设计'PLC程序设计'Modbus通信协议.pdf”。将上位机软件显示温湿度及光照数据界面截图,命名为“图4-2-PLCModbus通信”,存放到U盘根目录“提交资料'模块四'综合监控应用设计'PLC程序设计”中,并将截图粘贴至U盘根目录“提交资料'竞赛答题卡.docx”指定位置。用摄像头录制上位机软件显示温湿度及光照数据等信息（录制5-15秒）,命名为“视频4-1-PLCModbus通信”保存于U盘根目录“提交资料'模块四'综合监控应用设计'PLC程序设计”中。1.地铁自动售货机系统设计北京地铁2号线购进了一批新的自动售货机,请编写售货机操作触摸屏程序,完成广告展示、商品选购、系统管理等功能。逻辑功能按照U盘根目录“竞赛资料'模块四'综合监控应用设计'演示视频1一地铁自动售货机系统设计。提示:所需的图片资源在U盘根目录“竞赛资料'模块四'综合监控应用设计'素材”中。所需的相关软件在u盘根目录“竞赛资料'模块四'综合监控应用设计”中。（1）主界面设计主界面如图4.2,4.3,4.4所示。主界面顶部标题“地铁自动售货机系统”。界面左上角图标,右上角显示系统当前时间。标题下方左侧为条屏提示区,以跑马灯形式从右向左显示,提示文字有3条分别为红、蓝、黑等不同颜色,条屏下面是宣传广告区,广告每2秒自动切换一次,当广告区宣传画切换时,上面的条屏跟随一起进行内容切换,条屏的文字内容与广告上面的字相同。 114图4.2主界面图显示广告ー界億・京ま日,4.3主界面图显示广告二反瞳地铁自动・货机寐级2021/07/101431:32——4.4主界面图显示广告三（2）售货机购物界面界面右侧为售货机选购商品图示区,点击9种商品时,在左侧宣传广告区会出现所选择商品的详细介绍、价格、选择数量,确认等信息,此时条屏区显示“欢迎使用地铁自动售货机系统”红色字提示,如图4.5所示。地铁自动・货机系统2021/07/1014:32:13塊钱自动»货机系统2021/07/101433:11欢迎使用地铁自动售货机系统农夫山泉出:EL«»W»・ノ喇K•»«.吟・81主要!!*;ホ,目微出,EtL«»欢迎使用地铁自动匂货机系线自动管份机-1-■な。,—凰・-图4.5点击第一个商品图4.6己选商品数量变化当商品选择后可以输入数量,点击“确认”按钮后在自动售货机界面右下方会提示“已选商品数量种类数,如图4.6所示。可以反复点击9种商品,输入和修改数量,进行确认。已选商品数量种类数会实时变化。默认所有商品的价格是商品序号+9（即第一种价格为10,第二种商品价格为11,以此类推第9种商品的价格为18）〇每种商品的库存数量均为10,如果输入数量超过10,则弹出库存不足弹窗。如图4.7所示。 1153-x及鼻地铁自动售货机系統2021/07ハ014:34:43俱•・麗［图4.7弹出库存不足弹窗(3)选择商品统计界面当选择好商品种类和数量后,点击“购买”按钮,进入选择商品统计界面,如图4.8所示。统计商品图示、商品名称、商品价格、购买数量按选择的情况实时变化,按照选择的列表可以统计出商品的总数和商品的总价,商品是按照01-09的标号顺序,选中的显示在列表中,没选中的商品不显示,如图4.9所示。点击“重选商品”按钮,清空所选商品,返回主界面。图4.8统计选择的商品图4.9统计的商品按选择先后顺序列出如果没有选择任何商品点击“购买”按钮,选择商品统计列表里不会出现内容,商品总数和商品总价都是“〇”,如图4.10所示,此时如果点击“确认付款”按钮,弹出的商品付款界面不显示二维码,会出现“还没有选择商品”的提示,如图4.11所示。图4.10不选商品购买的情况图图4.11不选确认支付的情况如果选择商品正确无误,点击“确认付款”按钮,会弹出付款界面,显 116示商品总价对应的二维码、商品总数和商品总价,会出现“请扫码完成支付”提示,如图4.12所示。点击“退出”按钮,所有选择恢复默认值,返回主界面状态。图4.12选择商品确认支付的情况(4)系统管理用户登录界面在主界面右下角,点击“系统管理”按钮,在广告区会出现用户登录界面,此时条屏区显示“管理员登录进行系统维护”提示,如图4.13所示。用户登录有三类用户分别为操作员、管理员和超管员。操作员默认密码为111,管理员默认密码为222,超管员默认密码为666。三类用户输入错误的密码,点击“进入管理”按钮会弹出没有权限的提示窗口,如图4.14所示。输入正确密码,点击“进入管理”按钮可跳转至“地铁售货机系统管理”界面,如图4.15所示。如果点击“退出登录”将返回到主界面回到广告切换状态。图4.13进入登录窗口界面3-X欣・地铁自动・货机系1統2021/07/1014.57:00厚/，/图4.14登陆失败错误提示(5)用户权限分配操作员登录后,在“地铁售货机系统管理”界面里,只能修改操作员的密码,如果修其他项目时会弹出没有权限弹窗,如图4.16所示。管理员登录后,可以修改操作员和管理员的密码,也能修改商品价格,但不能修改库存数量。超管员登录后具有超级权限,全部项目都可修改不受任何限制。点击“退出”按钮,注消全部登录用户,返回到主界面。 117图4.15地铁售货机系统管理界面图4.16弹出没有权限窗ロ（6）上货维护模式长按（3秒以上）主界面左上角的图标,进入上货维护模式,此模式下系统自动锁定,界面条屏提示区显示“机器维护中,请联系工作人员。”字样,广告区显示“正在进行上货维护,请稍后操作!”,如图4.1フ所示。此时除了“解锁系统”按钮可以点击外,在界面其他任可位置点击均无效。点击"解锁系统”按钮,在广告区显示用户登录界面如图4.18所示。选择超管员登录,密码666,可以进入“地铁售货机系统管理界面”修改各个商品库存的数量。退出后再次进入地铁售货机系统管理界面,也会显示最新的各个商品的库存数量。反匡地铁自动・货机系統2021/07/1015:01:39偉銃图4.17上货维护界面图4.18解锁系统后的界面打开EasyBuilderPro用在线模拟方式进行测试,使用oCam软件进行视频录制,并保存到U盘根目录“提交资料、模块四、综合监控应用设计、视频4-2一地铁自动售货机系统”，录制步骤如下:步骤编号操作演示步骤1将广告切换过程进行录屏,需包含有必要的图标元件及日期时间;2按顺序点击第一行3种商品,显示出每种商品的信息,每个商品输入数量1进行确认,然后点击购买。点击“重选商品”按钮,返回主界面，选择第二行第一个商品,选择购买数量11,显示超出库存数量弹窗;3不选任何商品点击“购买”按钮,然后点击“确认付款”按钮,在弹出的窗口中点击“退出”； 1184点击第三行商品,每种商品数量确认为2个,点击“购买”按钮,然后点击“确认付款”按钮,在弹出的窗口中点击“退出”；5在“系统管理”界面,展示3种用户登录输错密码及退出登录的过程;6在“系统管理”界面,使用操作员用户密码111登录,完成修改操作员用户密码为123。再次用新密码登录,修改其他项目弹出无权限操作。7使用管理员用户密码222登录,完成修改管理员用户密码为456,修改最后ー个商品价格为30的过程,再次用新密码登录,修改“商品库存”项目弹出无权限操作。8在“上货维护”模式界面停留5秒,点击“解锁系统”按钮。使用超管员进入管理界面,修改第一个商品价格和商品库存均为20,退出管理返回主界面,在购物界面点击左上角第一个商品图标,输入数量21确认，显示超出库存数量弹窗，点击“确认”,再次输入数量20确认,点击“购买"后显不"选择商品统计界面”。1.地铁电子地图系统设计任务背景:北京地铁2号线为方便乘客了解到站信息,需要编写车载电子地图系统,要求完成地铁列车到站并显示所到站点的交通指示图、车厢温度和光照值、开关门指示提醒、关门倒计时等功能。列车通过短距离无线通信ZigBee将定位数据发送给列控中心,列控中心通过wifi将定位数据转发给控制中心,控制中心需要开启“网络透传软件”,将无线wifi收到的列车定位数据通过有线网络转发给PLC,通信拓扑如下图所示。图4.19通信拓扑此项目通过人机交互界面、PLC以及node-red共同完成任务设计。逻辑功能可参照U盘根目录“竞赛资料、模块四、综合监控应用设计、演示视频2-地铁电子地图系统设计、演示视频3一地铁电子地图系统故障A、演示视频4一地铁电子地图系统故障B、演示视频5一地铁电子地图系统故障C”。提示:(1)本任务中涉及的应答器数据与模块三中改写的应答器数据互不影响。(2)所需的图片资源在U盘根目录“竞赛资料'模块四'综合监控应用设计'素材”中。所需的相关软件在U盘根目录“竞赛资料'模块四'综合监控应用设计”中。 119（1）主界面设计系统第一次运行后触摸屏主界面如图4.20所示。标题右边采用年月日时分实时显示当前时间,界面四周显示北京地铁2号运行路线图和站点名称。当移动轨道小车时,中间区域显示每次到达站点后的当前枢纽交通图,交通图下方的温度值和光照值是通过PLC获得的温度和光照传感器实时数据。在界面左下方有左门文字、开门指灯、关门指示灯和倒计时。左门文字上方是长条形指示灯,显示绿色时当前站为开门侧,显示红色当前站不开门。左门文字旁边门形图标可以指示开关门状态。界面右下方图标与左下方图标功能相同,指示右门变化状态,如图4.21所示。图4.20地铁电子地图系统主界面图4.21第1站复兴门界面（2）轨道小车联动设计使用轨道小车模拟地铁列车,区段一到八模拟电子地图中矩形区域标注的8个车站。列车将位置信息发送给列控中心，列控中心通过网络透传软件发送通信协议给PLC,PLC接收协议进行解析传给触摸屏,使电子地图的指示推动轨道小车时,小车所在轨道区段上方的信号灯变为红色,其余所有区段信号灯为绿色。当轨道小车移动到区段ー应答器时,区段ー上方轨道信号灯由绿色变为红色,触摸屏上复兴门站点的指示灯由绿色变为红色闪烁状态,屏幕中间区域切换为复兴门交通图,如图4.21所示。当轨道小车移动到区段二应答器时,区段二上方轨道信号灯由绿色变为红色,车公庄站点的指示灯由绿色变为红色闪烁状态,同时屏幕中间区域切换为车公庄交通图,如图4.22所示。以此类推,轨道小车到达其他的站点时进行同样的显示,到达第八站的状态如图4.22所示。表4.2地铁电子地图系统协议列车定位EECC01（序列号）FF03（限速命令）00（车速）08（轨道号）0000000000000000FF变灯协议CCEE0102（轨道号）02（信号灯控制命令）00（改变灯状态）〇〇0000000000000000关灯、01红灯、02黄灯、 12000FF03绿灯地铁电子地图系统202,47/1315"32サ图4.22第2站车公庄界面图4.23第8站建国门界面(3)开关门设计地铁列车到达1区段后,此时按下操作台上的开左侧门按钮后,触摸屏上左门的门型图标由关闭变为打开状态,显示倒计时由15秒开始计时,操作台左侧开门指示灯常亮,触摸屏对应开门指示灯由黄色变为红色,当显示到10秒时,操作台上左侧车门关闭指示灯闪烁,触摸屏对应关门指示灯由黄色变为绿黄闪烁状态,如图4.24所示。当倒计时显示0时,操作台上开门指示灯熄灭,左侧关门指示灯熄灭,触摸屏上左门的门型图标由开启变为关闭状态,开门和关门指示灯变为黄色,如图4.21所示。地铁电子地图系统2021'7“34サ积水瀬冻四十条车公庄倒计时北京站崇文门和平门建国门JtANGUOMEN图4.24左门绿灯提不当到达下一区段时,所有指示灯复原,可以重复开关门操作。开左侧车门区域对应区段1至区段4,列车到达左侧开门区段时右侧开关门功能禁止操作。开右侧车门对应区段5至区段8,列车到达右侧开门区段时左侧开关门功能禁止操作。左门或右门上方横条为绿色表示当前站为开门侧,为红色表示此站不开门。(4)速度表功能设计为了掌握地铁列车的行进速度,使用操作台上的速度表模拟列车真实速度,编写PLC程序控制各站点的限速要求如表4.3所示。表4.3各站点速度 121站点速度表显示复兴门80km/h车公庄160km/h西直门90km/h鼓楼大街150km/h雍和宫100km/h东直门140km/h朝阳门HOkm/h建国门130km/h使用摄像头对触摸屏及操作台进行录像,并保存为u盘根目录“提交资料、模块四、综合监控应用设计、视频4-3一地铁电子地图系统设计”步骤编号操作演示步骤1主界面显示，包含当前时间、线路图、站点名称、温度、光照等信息2移动轨道小车由区段1到区段8,录制应答器上方轨道信号灯和触摸屏界面,触摸屏包含有指示灯及站点交通图变化情况3移动轨道小车从区段8到区段5,按下操作台上的开右侧门按钮,展示开关门操作。再移动轨道小车到区段4,按下操作台上的开左侧门按钮,展示开关门操作。4将小车关闭电源,移至区段1,然后打开电源。将轨道小车从区段1移动到区段8,录制主控台速度表和触摸屏速度表产生的变化过程。（5）模拟故障联动设计在任一站点时,点击界面左上角图标进入故障模拟界面,如图4.25所示,模拟车箱发生故障。此时的温度和光照自动值是通过PLC获得的温度和光照传感器实时数据,速度表的值跟随操作台速度表实时变化。手动调节温度、光照、烟感模拟地铁车箱发生故障等特殊情况。地铁电子地图系统2021阜7月10日15时36分冻四十条DONGSISHITIAO和平门前门HEPINGMENOIANMEN北京站RailwaySlalion崇文门CHONGWENMENし）朝阳门CHAOYANOMCN阜成门FUCHENGMEN长椿街CHANGCHUNJIEH双］JXUANWUMEN报瞥灯风原烟穿照明灯突发故障模拟界面自动值手动值手动值300|300|殖和呂YONGHEGONG积水潭鼓楼大街JISHUITANGULOUOAJIE）东直门DONGZHIMEN图4.25故障模拟界面威犀M车厢有乘客吸烟,触发烟雾报警装置,按下平台烟雾传感器按钮 1225s后,模拟界面的烟雾灯点亮,同时报警灯闪烁,主控台上的报警灯也闪烁,模拟界面上和主控台上当前速度值降为10km/h,吸烟者被抓,停止按下烟雾传感器按钮,在5s后恢复模拟界面车速提升为50km/h,主控台的报警灯和模拟界面的报警灯、烟雾灯熄灭。部分界面效果如图4.26、图4.27所示。演示整个故障过程,并将故障界面速度表和指示灯以及操作台报警灯产生的变化过程用摄像头进行录像,保存为U盘根目录”提交资料、模块四、综合监控应用设计、视频4-4一地铁电子地图系统故障A”图4,26故障A界面1图4.2?故障A界面2电勲车厢温度过高,在界面中将温度手动值调高于自动值的50%,即手动值〉（0.5・自动值+自动值），5s后操作台上风扇自动打开,模拟界面的风扇灯点亮,手动温度值在5s后恢复为自动值,风机自动停止转动,模拟界面的风扇灯熄灭。部分界面效果如图4.28、图4.29所示。演示整个故障过程,并将故障界面的温度值、风扇灯以及操作台上的风机产生的变化过程用摄像头进行录像,保存为U盘根目录“提交资料、模块四、综合监控应用设计、视频4-5一地铁电子地图系统故障B”地铁电子地图系统202，*"”〇”5—图4.28故障B界面1图4.29故障B界面2故障C车厢光照度过低,在界面中将光照度降低于自动值的80%,即手动值＜0.8・自动值,5s后启动备用照明灯（用平台上照明灯表示）,同时模拟界面的照明灯点亮,光照手动值在5s后恢复自动值,照明灯自动关闭,模拟界面的照明灯熄灭。部分界面效果如图4.30、图4.31所示。演示整个故障过程,并将故障界面的光照值、照明灯以及操作台上的照明灯产生的变化过程用摄像头进行录像,保存为U盘根目录“提交资料'模块四'综合监控应用设计'视 123频4-6一地铁电子地图系统故障C”图4.30故障C界面1地铁电子地图系统2021*7110H15M52ヤ图4.3I故障C界面2将以上视频保存于U盘根目录“提交资料、模块四、综合监控应用设计”中 124模块4-2(一)智能终端应用设计学生需要打开浏览器,在浏览器地址栏输入“http"/127.0.0.1"880/”,根据具体要求,编写功能代码和展示各界面的效果,相关资料见内容提供包。具体要求:(1)欢迎界面设计在智能终端控制器中打开node-red监听。如图4.1I所示。・S*>ode-red~□X(c)2019MicrosoftCorporation»保雷所有权利.こ:\Us«rs\lvnovo>nod9-r9d13Feb16:41:43-[info]!・lcoa>toNode-RED13Feb16:41:43-[info]Nod*-REDversion:vl.0.313Feb16:41:43-[info]Nod*,jsversion：”0.16.013Feb16:41:43-(inlo]»indows_KT10.0.18362x64LE13Feb16:41:45-LinfojLoadingpalettenodes13F«b16:41:46-[info]Dashboardversion2.19.4startedat/ui13Feb16:41:46-[info]Settingsfile:\Users\lenovo\.noderred\settings.js13Feb16:41:46-[info]Contextstore:'default*[nodule*Deaory]13Feb16:41:46-[info]Userdirectory:\Us«rs\lcnovo\.node-red13F«b16:41:46-[wam]Projectsdisabled:•ditorThaaB.project*.«nabl»d=false13Feb16:41:46-[info]Flowsfile:\Users\lenovo\.node-red\flows_DESKT0P-B1258NE.json13Feb16:41:46-[wam](fourflovcredentialsfileisencryptedusingasystes-generatedkey.Ifth«system-generat«dkeyislostforanyreason,yourcredential，filewillnotlerecoverable,youwillhavetodeleteitandre-enterl/ourcredentials.Youshouldsvtyourownkeyusingth*'credent!alSecret'optionin/oursettingsfile.Ncxte-REDwillthenre-encryptyourcredentialsfileusin 125ChinaSkills图4.12欢迎界面(2)控制界面设计在“http:〃127.0.0.1:1880/”,对该布局文件进行代码编写,使UI界面实现如图4.13所示，将此界面拍照或截图,以“图4-3一信号灯与区段”的形式命名,存放到U盘根目录“提交资料、模块四、node-red”中,并将图片粘贴至U盘根目录“提交资料'竞赛答题卡.doc”指定位置。图4.13U!界面(3)轨道信号灯控制在“http:〃localhost：1880/”或“http:〃127.0.0.1：188〇/”,编写代码,实现如下效果要求:注:实现以下每种效果前先点击下“ー键关闭所有灯”的按钮。①在“轨道信号灯联动控制”界面操作“ー键关闭所有灯”,可将有“ー键关闭所有灯”通知显示如图4.14所示。并且能控制轨道上所有区段的灯并保证每隔100ms熄灭ー个区段的灯。 126三轨道信号灯联动控制=轨道信号灯联动控制图4.14登陆成功通知栏②在服务端发送区段ー亮红灯的协议,U!界面有“区段1红灯打开”字样弹框,同样轨道电路上的区段ー的红灯亮;在服务端发送区段三亮黄灯的协议,UI界面有“区段3黄灯打开”字样弹框,同样轨道电路上的区段三的黄灯亮;在服务端发送区段五亮绿灯的协议,UI界面有“区段5绿灯打开”字样弹框,同样轨道电路上的区段五的绿灯亮。信号机控制的通讯协议详见表4.10表4.1通信协议协议字节解释CCEE01020200000000000000000000FFCCEE包头01序列号02区段号,可以赋值01到0802信号机控制命令00灯状态,00代表关灯,01代表红灯亮,02代表黄灯亮，03代表绿灯亮04代表全部亮000000000000000000空数据位FF包尾 127其中变灯的方法弹框如图4.15所示。=一键关闭所有灯ー键关闭所有灯红灯打开图4.15变灯弹框③在智能终端控制器的node-red的UI界面按下“ー键关闭所有灯”按钮后,轨道电路上的八个区段灯全部熄灭;“红灯”按钮后,轨道电路上的第一区段红灯熄灭，再次按下时,轨道电路上的第一区段红灯打开;按下“黄灯”按钮后,轨道电路上的第三区段黄灯熄灭,再次按下时,轨道电路上的第三区段黄灯打开;按下“绿灯”按钮后，轨道电路上的第五区段绿灯熄灭,再次按下时,轨道电路上的第五区段绿灯打开,每次按钮按下后有对应的弹框提示。④将小车从区段一推动至区段ハ,在树莓派的UI界面能实时显示当前区段号。将所有功能进行录像,记录整个演示过程,视频命名为“信号灯控制系统.wmv”,存放到U盘根目录”提交资料、模块四、node-red"中。(-)智能终端应用设计学生需要打开浏览器,在浏览器地址栏输入“http:〃127.〇.0.1：188〇/”,根据具体要求,编写功能代码和展示各界面 128的效果,相关资料见内容提供包。具体要求:(1)欢迎界面设计在智能终端控制器中打开node-red监听。如图4.9所示。licrosoftVindovs[版本10.0.18362.657](c)2019licrosoftCairporation»保留所有权利.C:\Users\lenovo>nod«*red13Feb16:41:43-[info]■elcoaatoNo 129面实现如图4.11所示,将此界面拍照或截图,以“图4-3ー机房温度控制系统”的形式命名,存放到U盘根目录”提交资料、模块四、node-red"中,并将图片粘贴至U盘根目录“提交资料'竞赛答题卡.doc”指定位置。温度设定当前温度:最大温度值IDC机房温度控制系统最小涅度值当前温度绘制区历史温度图4.11U!界面(3)IDC机房控制系统设计在“http：//localhost：1880/"或"http:〃127.0.0.1：188〇/”,编写代码,实现如下效果要求:①在"IDC机房温度控制系统"界面操作按下"+"或"-"按键可控制温度上下浮动1。℃,并在“当前温度”仪表盘中显示当前的温度设定值。历史温度数据可通过“历史温度”折线图表示。 130温度设定当前层度:60最大层度值最小溫度直IDEL房温度控制系统历史温度010050050550当前温度2330:332330342I笫34图4.12IDC机房温度控制系统②在“ID机房温度控制系统”界面添加“最大温度值”和“最小温度值”输入设定。当前温度值小于最小温度值时,触发低温报警,显示“LowTemp”字样弹框;当前温度值大于最大温度值时,触发高温报警,显示“highTemp”字样弹框。弹框样式如下图所示。HighTempLowTemp图4.13报警弹框将此功能进行录像,记录整个演示过程,视频命名为“区段.winv”,存放到U盘根目录“提交资料、模块四、node-red"中。（三）智能终端应用设计学生需要打开浏览器,在浏览器地址栏输入“http:〃127.0.0.1:1880/”,根据具体要求,编写功能代码和展示各界面的效果,相关资料见内容提供包。具体要求: 131(1)欢迎界面设计在智能终端控制器中打开node-red监听。如图4.1所示。图4.1服务端打开浏览器,在浏览器内输入上图标示的地址:http：//localhost：1880/^http：//127.0.0.1：1880/t打开node-red的エ作界面。在该工作界面进行程序的编写,在“http：//localhost：1880/ui”或“http:〃127.0.0.1:1880ハIi”界面实现如下图4.2的效果,将欢迎界面拍照或截图,以“图4-2ー欢迎界面’’的形式命名,存放到U盘根目录“提交资料、模块四、node-red"中,并将图片粘贴至U盘根目录“提交资料'竞赛答题卡.doc”指定位置。.ChinaSkills图4.2欢迎界面(2)控制界面设计在“http:〃127.0.0.1:1880/”,对该布局文件进行代码编写,使UI界面实现如图4.3所示。轨道车辆位置 132区段-I区段ニ［区段二］区段四］区段五］区段六］区段七］区段ハ图4.3UI界面(3)串口连接在"http:〃localhost：188〇/'’或"http:〃127.0.0.1：188〇/”,编写代码,实现如下效果要求:在ahttp：//localhost：1880/"或"http:〃127.0.0.1：1880/",编写代码,实现如下效果要求:区间行驶模式:区间行驶模式下,列车由左向右直线行驶不经过站台,列车所在区段信号灯为红色,列车行驶的上一区段信号灯为黄色,其余区段信号灯均为绿色。以①②③为例：①当小车置于区段ー时,node-red的U!界面能显示区段号及当前灯的状态。主要界面如图4.4区段ー界面 133区间行驶模式区段一I区段二I区段三I区段四I区段五I区段大!区段七I区段A图4.4区段ー界面②当小车置于区段二时,node-red的U!界面能显示区段号及当前灯的状态。主要界面如图4.5区段二界面区间行驶模式区段二・区段三I区段四［区段五I区段六!区段七I区段ハ图4.5区段二界面③当小车置于区段三时,node-red的U!界面能显示区段号及当前灯的状态。主要界面如图4.6区段三界面。 134区间行驶模式・曰一［区/二］い”「1ヌほ・1ス用三Iw用ーI区弟セ1な白ノ、图4.6区段三界面进出站模式:①当列车行驶至区段8时,人机交互界面由“区间行驶模式’’自动切换为“进出站行驶模式”。且设有“进站”和“出站”,当小车置于区段ハ时,node-red的UI界面能显示区段号及当前灯的状态,并将形式模式变更为“进出站形式模式”。主要界面如图4.7区段ハ界面区间行驶模式3用一I区国二」、ビ二I区晒1三%ヨI3%一I叵用七I3伝ノ图4.7区段ハ界面②当小车置于区段七时,node-red的U!界面能显示区段号及当前灯的状态。主要界面如图4.8区段七界面 135区间行驶模式区段ー良1卫用ヨI—E3|Zテ三段一Iモ用セI区或ハ图4.8区段七界面③当小车置于区段六时,node-red的U!界面能显示区段号及当前灯的状态,形式模式为“进出站形式模式”如图4.9区段六界面。区段一I区段二I区段三区段ハ区段五I区段六图4.9区段六界面在点击“进站”按钮后“区段五”变为绿色。 136进出站行驶模式图4.10允许进站④当小车置于区段五时,node-red的U!界面能显示区段号及当前灯的状态,形式模式为“进出站形式模式’主要界面如图4.11区段五界面进出站行驶模式区段一［区段二I区段三图4.11区段五界面⑤当小车置于区段四时,node-red的U!界面能显示区段号及当前灯的状态,形式模式为“进出站形式模式”。主要界面如图4.12区段四界面 137进出站行驶模式三”1?；：IIIZ60II■■［ヨ二，」エ然图4.12区段四界面在点击“进站”按钮后“区段三”变为绿色。⑥当小车置于区段三时,node-red的U!界面能显示区段号及当前灯的状态,形式模式为“进出站形式模式”。主要界面如图4.13区段三界面进出站行驶模式・"Lr._lf.l&SElI区段六I"，L"图4.13区段三界面⑦当小车置于区段二时,node-red的U!界面能显示区段号及当前灯的状态,形式模式为“进出站形式模式”。主要界面如图4.14区段二界面。 138进出站行驶模式.宀I最•二|区ち・匕-1:L宀图4.14区段二界面将上述功能进行录像记录下整个演示过程,命名为“列车运行控制系统”,存放到U盘根目录”提交资料、模块四、node-red"中。(四)智能终端应用设计学生需要打开浏览器,在浏览器地址栏输入“http:〃127.0.0.1：1880/”,根据具体要求，编写功能代码和展示各界面的效果,相关资料见内容提供包。具体要求:(1)欢迎界面设计在智能终端控制器中打开node-red监听。如图4.19所示。图4.19服务端 139打开浏览器,在浏览器内输入上图标示的地址:http：//localhost：1880/http：//127.0.0.1：1880/.打开node-red的エ作界面。在该工作界面进行程序的编写,在“http：//localhost：1880/ui”或“http:〃127.0.0.1：1880/ui”界面实现如下图4.20的效果,将欢迎界面拍照或截图，以“图4-2ー欢迎界面”的形式命名,存放到U盘根目录”提交资料、模块四、node-red”中,并将图片粘贴至U盘根目录“提交资料'竞赛答题卡.doc”指定位置。ChinaSkills图4.20欢迎界面(2)控制界面设计在“http：//127.0.0.1:1880/”,对该布局文件进行代码编写,使UI界面实现如图4.2I所示,凯道信号灯连接信息轨遒电路通信服务器通信列车通信・ロ号:/dev/ttyAMA4.।也枇・•ロ号:Zd«v/nyAMA4*.蒙特率:57600-・ロ・:BWV：57600.ア・区段图4.21U!界面(3)串口连接 140在“http:〃localhost：188〇/”或“http：//127.0.0.1：1880/”,编写代码,实现如下效果要求:注:实现以下每种效果前先点击下“ー键关闭所有灯”的按钮。在在“http:〃localhost：188〇/”或"httpノ/127.0.0.1：188〇/”,编写代码,实现如下效果要求：①在智能终端控制器上分别对轨道电路通信,列车通信,服务器通信进行配置,正确配置以后，点击“连接”按钮,在UI界面跳出弹框显示“连接成功”,若配置不正确时UI界面弹框显示“连接失败”。将主要界面如图4.22设备连接酸血!连接失败!图4.22设备连接②当在智能终端控制器上对轨道电路通信,列车通信,服务器通信进行配置并显示“连接成功”后,在设备上将小车从区段ー移动至区段ハ，可将小车位置信息通过串口发送给智能终端控制器,并显示当前区段号。将上述整个系统功能进行录像记录下整个演示过程,命名为“只能中断配置系统”,存放到U盘根目录“提交资料、模块四、node-red"中。（五）智能终端应用设计选手需要打开浏览器,在浏览器地址栏输入“http:〃树莓派ip地址:1880/”,根据具体要求,编写功能代码和展示各界面的效果。1.欢迎界面设计打开node-red的工作界面,在该工作界面进行程序的编写,将URL路径设置为"ui+エ位号”,例:01号エ位访问网址为“http:〃127.0.0.1:1880/301”,其界面实现如下图4.32的效果,其中图片在“竞赛资料'模块四、智能终端应用设计”,掘下按钮可跳转至 141“http:〃127.0.0.1:1880/3”,选手需将欢迎界面（包含地址栏）拍照或截图,以“图4-3ー欢迎界面”的形式命名,存放到U盘根目录“提交资料、模 142块四、智能终端应用设计”中,并将图片粘贴至U盘根目录“提交资料、竞赛答题卡.docx”指定位置。<-->0I〇127.0.0.1:1880/301图4.32欢迎界面1.控制界面设计在“http:〃127.0.0.1:1880/”,对该布局文件进行代码编写,使U!界面实现如图4.33所示,将此界面拍照或截图,以“图4-4一列车运行控制系统”的形式命名,存放到U盘根目录“提交资料'模块四'智能终端应用设计”中,并将图片粘贴至U盘根目录“提交资料'竞赛答题卡.docx”指定位置。=列车运行控制系统轨道车辆位置区间行驶模式区民一［区位二］区段三I区段四［区粧|ヌ段六［区忌七］区段ハ图4.33U!界面2.智能终端配置系统（1）区间行驶模式区间行驶模式下,列车由左向右直线行驶不经过站台,列车所在区段信号灯为红色,列车行驶的上一区段信号灯为黄色,其余区段信号灯均为绿色。 143当小车置于区段ー时,node-red的U!界面能显示区段号及当前灯的状态。主要界面如图4.34区段ー界面区间行驶模式区段一I区段二I区段三I区段四I区段五!区段大I区段七］区段ハ图4.34区段ー界面当小车置于区段二时,node-red的U!界面能显示区段号及当前灯的状态。主要界面如图4.35区段二界面。区间行驶模式区段二!区段三I区段四［区段五I区段六!区段七I区段ハ图4.35区段二界面当小车置于区段三时,node-red的U!界面能显示区段号及当前灯的状态。主要界面如图4.36区段三界面。 144区间行驶模式・曰一［区/二］い”「1ヌほ・1ス用三Iw用ーI区弟セ1な白ノ、图4.36区段三界面(2)进出站行驶模式当列车行驶至区段八时,人机交互界面由“区间行驶模式”自动切换为”进出站行驶模式”。当小车置于区段八时,node-red的UI界面能显示区段号及当前灯的状态,并将形式模式变更为“进出站行驶模式”。主要界面如图4.37区段ハ界面逬出站行驶模式匕II:I区・四区•六”』”图4.37区段ハ界面当小车置于区段七时,node-red的U!界面能显示区段号及当前灯的状态。如图4.38区段七界面。 145逬出站行驶模式图4.38区段七界面当小车置于区段六时,node-red的U!界面能显示区段号及当前灯的状态,如图4.39区段六界面。逬出站行驶模式图4.39区段六界面在点击“进站”按钮后“区段五”变为绿色。进出站行驶模式 146当小车置于区段五时,node-red的U!界面能显示区段号及当前灯的状态,如图4.41区段五界面进出站行驶根式IIIE09IlEeAlTI78图4.41区段五界面当小车置于区段四时,node-red的U!界面能显示区段号及当前灯的状态,如图4.42区段四界面。进出站行驶模式IIIlKSHSlE&AlI图4.42区段四界面在点击“出站”按钮后“区段三”变为绿色。迸出站行睽模式856图4.43区段三变灯界面 147当小车置于区段三时,node-red的U!界面能显示区段号及当前灯的状态,如图4.44区段三界面。图4.44区段三界面当小车置于区段二时,node-red的U!界面能显示区段号及当前灯的状态,形式模式为“进出站形式模式”。主要界面如图4.45区段二界面进出站行驶模式区段二IKfiAlI；图4.45区段二界面（3）列车运行控制信号灯列控中心可将根据小车位置、运行模式、进站、出站状态变化的八个区段的信号灯状态发送至控制中心及轨道电路。表4.4通信协议列车位置数据列车定位EECC01（序列号）FF03（限速命令）00（车速）08（轨道号）0000000000000000FF变灯命令列控中心控制信号机变灯CCEE0102（轨道号）02（信号灯控制命令）00（数据位1,和轨道号对应,改变灯状态）000000000000000000FF〇〇代表关灯01代表红灯亮02代表黄灯亮03代表绿灯亮04代表全部亮 148使用摄像头对轨道电路、控制中心、列控中心信号灯状态进行录像,并保存为U盘根目录“提交资料、模块四、智能终端应用设计、视频4-7一智能终端应用设计”步骤编号操作演示步骤1在“欢迎界面”点击“转跳UI界面”按键后正常进入UI界面。2将小车从区段一推至区段ハ,每个区段暂停2秒以上,录制轨道电路及控制中心每个区段信号灯变化,列控中心界面显示区段号及信号灯变化。3将小车从区段八推至区段六,每个区段暂停2秒以上,录制轨道电路及控制中心每个区段信号灯变化,列控中心界面显示区段号及信号灯变化。4小车位于区段六时点击“进站”按钮,区段五变绿，录制轨道电路及控制中心每个区段信号灯变化,列控中心界面显示区段号及信号灯变化。5将小车从区段六推至区段四,每个区段暂停2秒以上,录制轨道电路及控制中心每个区段信号灯变化，列控中心界面显示区段号及信号灯变化。6小车位于区段四时点击“出站”按钮,区段三变绿,录制轨道电路及控制中心每个区段信号灯变化,列控中心界面显示区段号及信号灯变化。7将小车从区段四运行至区段二，每个区段暂停2秒以上,录制轨道电路及控制中心每个区段信号灯变化，列控中心界面显示区段号及信号灯变化。 149模块五通信与控制系统集成设计与调试模块57(-)项目需求某通信与控制项目,需要获取某列车车厢温度、湿度、光照度等信息,实现车厢报警等功能,监控室大屏可以实时监控列车车厢状态。利用给定的模块和工具,完成系统拓扑图设计、硬件选型、线路设计、布线与调试、可视化内容设计,最终实现温度、湿度、光照度数据的监测,列车车厢报警功能。(二)项目验收内容根据要求填写项目验收报告,并将设计的系统拓扑图、硬件选型表、线路设计图等资料进行提交并保存到指定位置。最终验收针对以下几个方面:(1)监控界面功能完整度。监控界面应包括当前温度、湿度、光照度显示及报警灯控制功能,数值显示清晰直观,按钮方便点击。所有功能排版整齐。(50分)(2)采集的温度值在给定温度范围上下浮动不超过3ヒ,精度精确到小数点后两位。(50分)(3)采集的湿度值在给定湿度范围上下浮动不超过5%,精度精确到小数点后两位。(50分)(4)釆集的光照度在给定的范围内,精度精确到个位,且光照值能随着遮挡光照传感器进行数据变化,有遮挡物时光照值变小,无遮挡物时光照值变大。(50分)(5)报警灯可以通过智能控制终端进行开关操作,智能控制终端界面显示报警灯状态,且开关三次无操作不灵情况发生。(50分)(6)安装布线エ艺。根据设计的接线图,对选择的模块、智能终端、线槽进行安装并接线。(50分)注意:模块的安装位置正确牢固,螺丝、螺母、垫片选型正确;线号管 150与线对应正确;冷压端子选型合理,压制牢固;正确选择接线端子,且线序正确,布局合理；在整体上,线束布局合理牢固、长短适宜、美观大方;提交试卷前,确保线槽盖好。（7）过程规范性,安装过程遵守操作规范。（10分）（8）选型要考虑项目成本,每种模块会有功能、价格等方面的区别（见配套项目资料）。需要根据项目要求从提供的温湿度传感器、光照传感器、传感器电路板、控制电路板、智能控制终端、通信线进行选型。（30分）（9）项目时间，在完成项目要求的前提下，用时越短越好。（50分）（10）技术资料完整性。技术资料应包含系统拓扑图、硬件选型表、线路设计图、智能控制终端源代码等。（10分）模块5-2（一）项目需求甲方单位委托乙方单位设计建设某通信与控制项目,包含监控室、备用监控室、采集点。采集点将传感器数据汇总给树莓派,监控室电脑通过网络在浏览器端远程访问树莓派node-red界面,实现数据的监控。备用监控室以wifi形式接入,辅助监控整个系统。系统拓扑如下图所示。图5.1系统拓扑系统功能划分及模块固定:主要功能分为“农业大棚采集区”、“池塘区”、“监控室区”、“备用监控室区”四大板块,“农业大棚采集区”、“池塘区”、“监控室区”涉及的模块需固定在采集点上,路由器放置于竞赛エ位中提供的控制柜上。 151整体功能需求:甲方要求node-red界面及人机交互界面既能显示实时数据,又能查看历史数据变化。node-red及人机交互界面数据以区域进行划分,分为“农业大棚采集区”、“池塘区”、“监控室区”三大板块。node-red所有数据需显示在一个界面里,同一板块数据需集中放置一起,并以板块名字命名。人机交互界面三大板块数据需放置在三个界面中,温度、湿度、光照、烟雾、照明灯数据需添加图片,所需素材在“竞赛资料、编程素材”中。所需模块资料在“竞赛资料、模块资料”中。整体选型需求:甲方要求模块选型以实现功能为主,兼顾成本和时间。涉及的USB转485和USB转CAN模块不做任何要求。1.农业大棚采集区（所有数据需保留小数点后两位）a）农业大棚和监控室直线距离200111,实际布线距离400m,甲方要求传感器采用CAN通信采集温湿度,温湿度数据显示在node-red界面和人机交互界面;另外,需要将湿度数据通过NB-I0T发送到云端,现场前后左右提供的大屏上会实时显示当前上传的数据,设备编号对应各エ位号,下图所示为设备2按照要求上传数据之后的界面显示。NB-I0T通信配置参看“NB-I0T模块配置要求.pdf”设第123456789ifie1001興成套气湿度0506070809更新时间2021-06-2213:44:19MM40.97至气jg度14空气遍15空气湿度16重气痴7空气験18更新时间当旗!值ifi务19202123232425图5-1NB-IOT云端数据b）为不影响农作物产量以及防止大棚内发生意外,甲方要求实时检测大棚内烟雾的浓度值,且单模块需预留不少于三个接口连接其他设备,浓度值以实际输出电压值表示,单位（V）oc）因光照值是农作物进行光合作用的重要原料,所以光照强度也是必不可少的采集指标,甲方没有对其进行具体要求。1.池塘区（数据需保留小数点后一位）a）有四个池塘,其中前三个已安装到位,并已按从小到大的顺序固定地址编号1-3,现需要采集最后一个池塘中8个位置的水温,甲方要求最后一个池塘地址编号为4。地址为4的池塘距离采集室直线距离800m,布线距离1100m,甲方在验收时,只测试采集控制器上第三个通道是否可以采集水温即可。 1521.监控室区a）采集控制室需要安装烟雾传感器,甲方要求采集有无烟雾报警的状态即可,但传感器需有自检功能,且通信方式为485输出。报警状态在node-red界面上采用弹窗形式,在人机交互界面上采用图片形式,所需图片位于U盘根目录、竞赛资料、编程素材。b）为保证监控区楼道的照明感应灯能正常使用,需要在走廊添加光照传感器,且甲方要求光照数据使用WiFi进行数据传输,光照临界值为lOOOLux,灯的状态需显示在node-red及人机交互界面。node-red用按钮控件来显示灯的状态,白色表示亮灯,黑色表示灭灯;人机交互界面用图标显示灯的状态,所需图片位于U盘根目录、竞赛资料、编程素材。2.备用监控室区备用监控室配备一台电脑（无WIFI功能）,但甲方要求备用监控室需利用wifi转串口设备,实现无线接入整个系统,来辅助监控池塘区水温数据。在备用监控室电脑打开串口调试助手,数据格式字符型,每隔1S收到发来的温度,例如当前水温为25.13℃,串口助手接收到的数据为“25.13℃”,接收数据需要带单位。3.控制要求（1）采集点用给定的设备模拟实现,选手可将所有的传感器和控制器安装在现场所提供的黑色网孔板上。（2）人机交互界面需要显示当前大棚温度、湿度、光照、烟雾数据、池塘水温及监控室的烟雾、灯状态。（3）控制柜上设有按钮4只（2红、2绿）,指示灯4只（2红、2绿）。要求实现以下功能。①按下一次左侧第一只绿色按钮,将当前水温数值以表格形式保存（水温表格）,第二次按下左侧第一只绿色按钮,可追加至表格,……如此重复操作并记录保存数值（数值记录保存位置选手自主确定）,数值保存并显示成功后此按钮下方的指示灯快速闪烁3次。②右侧第ー只绿色按钮2秒内快速按下2次,可显示/关闭水温表格及水温历史数据折线图画面,显示每次采集记录保存的数值。③按下左侧第一只红色按钮,可将农业大棚采集区的人机界面实时数值清零,清零后,按钮下方指示灯点亮!S后熄灭,再过1S后オ可以重新采集④按下右侧第一只红色按钮,可将农业大棚采集区的人机界面所有实时数据及历史数据清零,清零后,控制柜所有指示灯点亮1S后熄灭,再过1S后ォ可以重新采集显示,以检验所有传感器稳定性。6,布线要求 153(1)甲方要求信号输入线用蓝色线,线号编号以“I”开头自行编码;信号输出线用绿色线,线号编号以“Q”开头自行编码;24V电源线正极用红色线,线号编号以“V”开头自行编码;24V电源线负极用黑色线,线号编号以“G”开头自行编码;485通信A、B端及CAN通信H、L接线端接线分别用绿色和蓝色线。(2)控制柜220V电源入线已安装到位。选手依据现场提供线材自主设计线路实现功能要求。(3)控制柜断路器可切断后续控制所有器件电源。紧急制动按钮需控制24V通断,可对PLC及触摸屏紧急停电;钥匙开关需控制24V通断,钥匙由管理员保存,日常处于关闭状态,开通时对PLC及触摸屏上电实现辅助监控及控制要求。(4)器件安装要求布局美观大方,走线要求科学合理。采集点实物安装示例图如下图5-2、5-3所示。串口服务器、模拟树莓派及触摸屏量、数字量图5-2采集点示例图 15424V―电源可24V正端子^24V负端制图5-3控制室/柜示例实物图（二）项目验收内容根据要求填写项目验收报告,并将设计的系统拓扑图、平台接线图、硬件选型表等资料存放到目录“提交资料”中。1.系统拓扑图&接线图（1）系统拓扑图要求将PLC、人机交互界面、路由器、交换机、按钮指示灯、树莓派以及所有所选分项清单模块绘制在拓扑图上。拓扑图分为:控制柜、采集点、备用监控室三大部分,三部分用实线方框圈出并标注名称,模块统ー采用方框+名称的形式,传感器需要标注地址号,PLC、人机交互界面和树莓派需要标注IP地址。拓扑图之间的连线样式不做要求,需要标注出通信方式,例如:485、WIFI、CAN、网络、直连。485通信、CAN通信需要将波特率标注在连线上。将绘制完成的拓扑图存放在“提交资料”中,并粘贴至验收报告指定位置。（2）系统接线图按照“6.布线要求”中的规范,绘制控制柜和采集点接线图。要求涉及拨码开关的模块,将拨码开关状态绘制在接线图中,如下图所示为从左到右数第1个脚拨至ON时的状态。控制柜和采集点分开绘制,命名为“系统接线图ー采集点”“系统接线图ー控制柜”。将绘制完成的接线图存放在“提交资料”中,并粘贴至验收报告指定位置。模块图片素材参看“竞赛资料、模块图片”。ョ蒔評;由ラミニ々@@硬@@@@@@@@@@ 155图5-4拨码开关样例2,硬件选型控制柜/室和采集点可能用到的模块及价格参考“竞赛资料、模块报价.pdf”。验收报告指定位置有模块清单,将需要用到的模块后面打对勾并标明使用数量,并最终计算出所用模块的成本综合,填写至验收报告表格指定位置。（注意:任务书上作答无效。标红项为必选项,成本均为虚拟报价,与实际销售价无关。）3.项目验收（1）数据切换①按下一次左侧第一只绿色按钮,将当前水温数值以表格形式保存（水温表格）,第二次按下左侧第一只绿色按钮,可追加至表格,……如此重复操作并记录保存数值（数值记录保存位置选手自主确定）,数值保存并显示成功后此按钮下方的指示灯快速闪烁3次。②右侧第ー只绿色按钮2秒内快速按下2次,可显示/关闭水温表格及水温历史数据折线图画面,显示每次采集记录保存的数值。③按下左侧第一只红色按钮,可将农业大棚采集区的人机界面实时数值清零,清零后,按钮下方指示灯点亮!S后熄灭,再过1S后オ可以重新采集④按下右侧第一只红色按钮,可将农业大棚采集区的人机界面所有实时数据及历史数据清零,清零后,控制柜所有指示灯点亮is后熄灭,再过1S后ォ可以重新采集显示,以检验所有传感器稳定性。按照验收报告要求进行视频录制,以“视频5Tー数据切换”命名,保存到“提交资料”中。（2）界面功能完整度监控室大屏界面应包括当前大棚内温度、湿度、光照度及烟雾数值、池塘水温、采集控制室烟雾及光照感应灯状态,数值显示清晰直观,不超量程,没有负值,人机交互界面除实现上述功能外,还可模拟控制室/柜的按钮及指示灯、按钮方便点击,所有功能排版整齐。采集数据以图像的形式显 156示且既能查看历史数据变化,又能查看当前数据;报警信息以弹窗形式进行显示;界面显示要区分采集位置和传感器模块类型。(3)温度数据采集数据采集分数占比如下表所示,温度值在正常范围内即可。表5T温度数据采集分数占比区域设备分值农业大棚采集区node-red5分人机交互界面5分池塘区node-red10分人机交互界面10分备用监控区串口助手20分(4)湿度数据采集数据采集分数占比如下表所示,湿度值在正常范围内即可。表5-2湿度数据采集分数占比区域设备分值农业大棚采集区node-red15分人机交互界面15分NB-I0T服务端20分(5)光照数据采集数据采集分数占比如下表所示,光照值在正常范围内即可,监控室区需根据实际光照值控制感应灯状态。表5-3光照度数据采集分数占比区域设备分值农业大棚采集区node-red15分人机交互界面15分监控室区node-red10分人机交互界面10分(6)烟雾数值数据采集分数占比如下表所示,烟雾值在正常范围内即可,监控室区可获取烟雾状态。表5-4烟雾数据采集分数占比区域设备分值农业大棚采集区node-red10分人机交互界面10分监控室区node-red10分 157人机交互界面10分若为0-5V烟雾传感器采集电压为4.99223V,0-10V烟雾传感器采集电压为9.98446V,请计算烟雾浓度值10分（单位ppm）。按照验收报告要求进行视频录制,以“视频5-2ー数据采集”命名,保存到“提交资料”中。（7）安装布线エ艺根据设计的接线图,对选择的模块、智能终端、线槽进行安装并接线。注意:模块的安装位置正确牢固,螺丝、螺母、垫片选型正确;线号管与线对应正确;冷压端子选型合理,压制牢固;正确选择接线端子,且线序正确,布局合理；在整体上,线束布局合理牢固、长短适宜、美观大方；提交试卷前,确保线槽盖好。3.过程规范性过程规范性,安装过程遵守操作规范。4.成本核算选型要考虑项目成本,每种模块会有功能、价格等方面的区别。将选择的模块在纸质的模块报价选型表上打ノ并进行总价计算,在满足功能要求的基础上,成本低者分值高。在功能完成的前提下,最终得分=（基准成本/实际项目成本）X30。基准成本为所有功能完成的队伍中,使用的最低成本数。功能没完成者得0分。5.时间核算项目完成后,可向裁判申请提前结束比赛,根据所用项目时间进行核算。在完成项目要求的前提下,用时越短者分值高。在功能完成的前提下,最终得分=（基准时间/实际完成时间）X50。基准时间为所有功能完成的队伍中,使用的最短完成时间。功能没完成者得0分。6.技术资料完整性技术资料应包含电子版的设备接线图、电子版的系统拓扑图、电子版的验收报告、源代码（node-red为json后缀，PLC为smart后缀,人机交互界面为emtp后缀）及录制视频。电子版接线图、拓扑图、验收报告需转为PDF〇视频以“视频5-1ー数据切换”、“视频5-2ー数据采集”保存至“提交资料”文件夹中。模块六职业素养（-）模块6-1工作报告模块ー、系统安装部署 158任务要求简单描述操作设置记录实施结果（填写“任务完成”或“任务未完成”,注:任务未完成需描述原因）模块二、通信配置及调试任务要求简单描述操作设置记录实施结果（填写“任务完成”或“任务未完成”,注:任务未完成需描述原因）模块三、故障检测及维修任务要求简单描述 159操作设置记录实施结果（填写“任务完成”或“任务未完成”,注:任务未完成需描述原因）模块四、控制系统应用设计任务要求简单描述操作设置记录实施结果（填写“任务完成”或“任务未完成”,注:任务未完成需描述原因）（二）模块6-2现场管理及安全1.操作安全规范;2.文明竞赛,服从管理; 1601.エ位环境整洁、卫生;2.拧螺丝时需要戴绝缘手套;3.参赛队要做到工作井然有序、不跨区操作;4.电路板焊接维修需配戴防静电手环。
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