2021山東省賽 第二階段-競賽任務書-“通信與控制系統(tǒng)集成與維護”賽項

2021年山東省“通信與控制系統(tǒng)集成與維護”賽項第二部分競賽任務書24/332021年山東省職業(yè)院校技能大賽“通信與控制系統(tǒng)集成與維護”賽項第二階段競賽任務書A卷工位_______________●任務結果以競賽驗收報告結論為準，寫在任務書上無效。

示意，更換任務書。。并且提請大賽組委會進行處罰。（）任務中要求提交的截圖/照片、視頻資料中都不允許出現(xiàn)本工位或者其他工位參賽選手圖像、選手姓名、校名或者其他任何識別性的標記。一經(jīng)發(fā)現(xiàn)，競賽試卷和作品作廢，比賽按零分處理，并且提請大賽組委會進行處罰。（）競賽任務書、競賽驗收報告、競賽工具、競賽器材及競賽材料等不得帶進行處罰。不予任何延時。（）競賽過程中，參賽選手要遵守安全操作規(guī)程，確保人身及設備安全，并接（）在競賽過程中，參賽選手如有舞弊、不服從裁判判決、擾亂賽場秩序為零分。特別注意：

任務五通信與控制系統(tǒng)集成設計與調(diào)試（400分）（一）項目介紹甲方委托乙方設計建設某通信與控制項目，包含監(jiān)控室、大棚采集區(qū)。大棚采集區(qū)將傳感器數(shù)據(jù)匯總給樹莓派，監(jiān)控室以wifi形式接入，監(jiān)控室電腦可通過瀏覽器遠程訪問樹莓派node-red界面，巡視大棚情況，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的監(jiān)控。系統(tǒng)拓撲如下圖所示。圖5.1系統(tǒng)拓撲功能劃分及模塊固定：主要功能分為“農(nóng)業(yè)大棚采集區(qū)”、“監(jiān)控室區(qū)”，涉及的模塊需固定在采集點上，路由器放置于控制柜上。整體功能需求：甲方要求node-red界面及人機交互界面既能顯示實時數(shù)據(jù)，又能查看歷史數(shù)據(jù)變化。node-red及人機交互界面數(shù)據(jù)以區(qū)域進行劃分，其中農(nóng)業(yè)大棚有8個采集區(qū)，一期工程先建造蘋果、香蕉、火龍果和西紅柿大棚，二期工程后期建造，但需提前設計好界面功能并核算成本，大棚與區(qū)段對應關系如下表所示：node-red每個區(qū)段所有數(shù)據(jù)需顯示在一個界面里，并以大棚名字命名。人機交互界面數(shù)據(jù)也需以大棚名字命名放置在2個界面中。溫度、濕度、光照、煙霧、照明燈數(shù)據(jù)需添加圖片，

所需素材在“競賽資料\編程素材”中。整體選型需求：甲方要求模塊選型以實現(xiàn)功能為主，兼顧成本和時間。涉及的USB轉485和USB轉CAN模塊不做任何要求。選手在進行模塊選型時參考“3.項目驗收”中驗收要求，可只選取抽測器件安裝，進行功能測試。農(nóng)業(yè)大棚采集區(qū)（所有數(shù)據(jù)需保留小數(shù)點后兩位）8個大棚對應的8個區(qū)段選用8路數(shù)字量模塊的8路輸入模擬代替，要驗證查看某個大棚時，需將8路數(shù)字量輸入端用線短接即可。每個大棚均包含一個溫濕度傳感器、一個煙霧傳感器、一個光照傳感器。項目方要求溫濕度傳感器采用CAN通信形式，煙霧傳感器輸出電壓范圍為0-10V，對光照傳感器靈敏度要求較高，需采用RS485通信形式。大棚與監(jiān)控室最遠距離超過1公里，每個大棚系統(tǒng)架構如圖所示：監(jiān)控室區(qū)界面同步顯示當前每個大棚傳感器采集的溫濕度、煙霧及光照數(shù)據(jù)?？刂埔螅?）采集點用給定的設備模擬實現(xiàn)，選手可將所有的傳感器和控制器安裝在現(xiàn)場所提供的黑色網(wǎng)孔板上。（2）8路數(shù)字量某一輸入點接通時，對應人機交互界面及node-red界面對應大棚名稱顯示并點亮，才可以顯示實時數(shù)據(jù)，如點亮的大棚不在人機交互界面所顯示的界面，則自動跳轉至該界面。（3）控制柜上設有按鈕4只（2紅、2綠），指示燈4只（2紅、2綠）及人機交互界面。=1\*GB3①按下左側綠色按鈕，將當前大棚溫度數(shù)值以表格形式保存，第二次按下左側綠色按鈕，可追加至表格，……如此重復操作并記錄保存數(shù)值（數(shù)值記錄保存位置選手自主確定），每次按下按鈕后按鈕下方指示燈快速閃爍3次，數(shù)值保存并顯示。=2\*GB3②按下右側綠色按鈕，將當前大棚濕度數(shù)值以坐標曲線形式保存，第二次按下右側綠色按鈕，可追加至曲線，……如此重復操作并記錄保存。每次按下按鈕后按鈕下方指示燈快速閃爍3次，數(shù)值保存并顯示。=3\*GB3③按下左側紅色按鈕，將當前大棚煙霧數(shù)值以表格形式保存，第二次按下左側紅色按鈕，可追加至表格，……如此重復操作并記錄保存數(shù)值（數(shù)值記錄保存位置選手自主確定）。每次按下按鈕后按鈕下方指示燈快速閃爍3次，數(shù)值保存并顯示。=4\*GB3④按下右側紅色按鈕，將當前大棚煙霧數(shù)值以坐標曲線形式保存，第二次按下右側紅色按鈕，可追加至曲線，……如此重復操作并記錄保存。每次按下按鈕后按鈕下方指示燈快速閃爍3次，數(shù)值保存并顯示。⑤同時按下兩只紅色按鈕，可將農(nóng)業(yè)大棚采集區(qū)的所有采集實時數(shù)據(jù)及歷史數(shù)據(jù)清零，清零后，控制柜所有指示燈點亮1S后熄滅，再過1S后才可以重新采集顯示，以檢驗所有傳感器穩(wěn)定性。器件安裝及布線要求（1）甲方要求信號輸入線用藍色線，線號編號以“I”開頭自行編碼；信號輸出線用綠色線，線號編號以“Q”開頭自行編碼；24V電源線正極用紅色線，線號編號以“V”開頭自行編碼；24V電源線負極用黑色線，線號編號以“G”開頭自行編碼；485通信A、B端及CAN通信H、L接線端接線分別用綠色和藍色線。（2）控制柜220V電源入線已安裝到位。選手依據(jù)現(xiàn)場提供線材自主設計線路實現(xiàn)功能要求。（3）控制柜斷路器可切斷后續(xù)控制所有器件電源。緊急制動按鈕需控制24V通斷，可對PLC及觸摸屏緊急停電；鑰匙開關需控制24V通斷，鑰匙由管理員保存，日常處于關閉狀態(tài)，開通時對PLC及觸摸屏上電實現(xiàn)輔助監(jiān)控及控制要求。（4）器件安裝要求布局美觀大方，走線要求科學合理。采集點實物安裝參照“3.項目驗收”中驗收要求，可只安裝抽測器件，安裝區(qū)域示例如下圖5-2、5-3所示。圖5-2采集點示例圖圖5-3控制室/柜示例實物圖（二）項目驗收內(nèi)容根據(jù)要求填寫項目驗收報告，并將設計的系統(tǒng)拓撲圖、平臺接線照片、硬件選型表等資料存放到目錄“提交資料\模塊五”中。1.系統(tǒng)拓撲圖&接線照片（1）系統(tǒng)拓撲圖要求將PLC、人機交互界面、路由器、交換機、按鈕指示燈、樹莓派以及所有所選分項清單模塊繪制在拓撲圖上。拓撲圖分為：控制柜、采集點、樹莓派三部分，三部分用實線方框圈出并標注名稱，模塊統(tǒng)一采用方框+名稱的形式，傳感器需要標注地址號，PLC、人機交互界面和樹莓派需要標注IP地址。拓撲圖之間的連線樣式不做要求，需要標注出通信方式，例如：485、WIFI、CAN、網(wǎng)絡、直連。485通信、CAN通信需要將波特率標注在連線上。將繪制完成的拓撲圖存放在“提交資料”中，并粘貼至驗收報告指定位置。（2）系統(tǒng)接線照片按照“布線要求”中的規(guī)范，將控制柜和采集點接線拍照?？刂乒窈筒杉c分開拍攝，命名為“系統(tǒng)接線圖-采集點”“系統(tǒng)接線圖-控制柜”。將拍攝的照片存放在“提交資料”中，并粘貼至驗收報告指定位置。2.硬件選型控制柜/室和采集點可能用到的模塊及價格參考“競賽資料\模塊五\模塊報價.pdf”。驗收報告指定位置有模塊清單，將需要用到的模塊后面打對勾并標明使用數(shù)量，并最終計算出所用模塊的成本綜合，填寫至驗收報告表格指定位置。（注意：任務書上作答無效。標紅項為必選項，成本均為虛擬報價，與實際銷售價無關。）項目驗收（300分）注：本項目驗收采用抽測式，數(shù)據(jù)切換驗收過程蘋果大棚抽測溫度數(shù)據(jù)，香蕉大棚抽測濕度數(shù)據(jù)、火龍果大棚抽測煙霧數(shù)據(jù)，西紅柿大棚抽測光照數(shù)據(jù)。對應視頻拍攝也僅拍攝抽測項目即可。（1）數(shù)據(jù)切換（30分）=1\*GB3①按下左側綠色按鈕，將當前大棚溫度數(shù)值以表格形式保存，第二次按下左側綠色按鈕，可追加至表格，……如此重復操作并記錄保存數(shù)值，數(shù)值保存并顯示成功后按鈕下方指示燈快速閃爍3次（按鈕按下，按鈕指示燈熄滅）。=2\*GB3②按下右側綠色按鈕，將當前大棚濕度數(shù)值以曲線圖形式保存，第二次按下右側綠色按鈕，可追加至曲線，……如此重復操作并記錄保存數(shù)值，數(shù)值保存并顯示成功后按鈕下方指示燈快速閃爍3次（按鈕按下，按鈕指示燈熄滅）。=3\*GB3③按下左側紅色按鈕，將當前大棚煙霧數(shù)值以表格形式保存，第二次按下左側紅色按鈕，可追加至表格，……如此重復操作并記錄保存數(shù)值，數(shù)值保存并顯示成功后按鈕下方指示燈快速閃爍3次（按鈕按下，按鈕指示燈熄滅）。=4\*GB3④按下右側紅色按鈕，將當前大棚煙霧數(shù)值以曲線圖形式保存，第二次按下右側紅色按鈕，可追加至曲線，……如此重復操作并記錄保存數(shù)值，數(shù)值保存并顯示成功后按鈕下方指示燈快速閃爍3次（按鈕按下，按鈕指示燈熄滅）。⑤同時按下兩只紅色按鈕，可將農(nóng)業(yè)大棚采集區(qū)的所有采集實時數(shù)據(jù)及歷史數(shù)據(jù)清零，清零后，控制柜所有指示燈點亮1S后熄滅，再過1S后才可以重新采集顯示，以檢驗所有傳感器穩(wěn)定性。（2）界面功能完整度（20分）監(jiān)控室大屏界面應包括當前大棚內(nèi)溫度、濕度、光照度及煙霧數(shù)值控件及歷史數(shù)據(jù)控件（蘋果大棚抽測溫度數(shù)據(jù)，香蕉大棚抽測濕度數(shù)據(jù)、火龍果大棚抽測煙霧數(shù)據(jù)，西紅柿大棚抽測光照數(shù)據(jù)，其他數(shù)據(jù)不做要求。），數(shù)值顯示清晰直觀，不超量程，沒有負值，人機交互界面除實現(xiàn)上述功能外，還可模擬控制室/柜的按鈕及指示燈、按鈕方便點擊，所有功能排版整齊。采集數(shù)據(jù)以圖像的形式顯示且既能查看歷史數(shù)據(jù)變化，又能查看當前數(shù)據(jù)；界面顯示要區(qū)分采集位置和傳感器模塊類型。（3）溫度數(shù)據(jù)采集（50分）溫度值在正常范圍內(nèi)即可。（4）濕度數(shù)據(jù)采集（50分）濕度值在正常范圍內(nèi)即可。（5）光照數(shù)據(jù)采集（50分）光照值在正常范圍內(nèi)即可，監(jiān)控室區(qū)需根據(jù)實際光照值控制感應燈狀態(tài)。（6）煙霧數(shù)值（50分）煙霧值在正常范圍內(nèi)即可，監(jiān)控室區(qū)可獲取煙霧狀態(tài)。視頻錄制時不能露臉，需用紙筒過渡嘴吹向煙霧傳感器。0-10V煙霧傳感器采集電壓為9.98446V，請計算煙霧濃度值10分（單位ppm）。（7）安裝布線工藝（50分）根據(jù)設計的接線圖，對選擇的模塊、智能終端、線槽進行安裝并接線。注意：模塊的安裝位置正確牢固，螺絲、螺母、墊片選型正確；線號管與線對應正確；冷壓端子選型合理，壓制牢固；正確選擇接線端子，且線序正確，布局合理；在整體上，線束布局合理牢固、長短適宜、美觀大方；提交試卷前，確保線槽蓋好。4.職業(yè)素養(yǎng)（10分）過程規(guī)范性，安裝過程遵守操作規(guī)范。5.成本核算（30分）選型要考慮項目成本，每種模塊會有功能、價格等方面的區(qū)別。將選擇的模塊在紙質的模塊報價選型表上打√并進行總價計算，在滿足功能要求的基礎上，成本低者分值高。功能完成的前提下，最終得分=(基準成本/實際項目成本)×30。基準成本為所有功能完成的隊伍中，使用的最低成本。功能沒完成者得0分。6.時間核算（50分）項目完成后，可向裁判申請?zhí)崆敖Y束比賽，根據(jù)所用項目時間進行核算。在完成項目要求的前提下，用時越短者分值高。在功能完成的前提下，最終得分=(基準時間/實際完成時間)×50。基準時間為所有功能完成的隊伍中，使用的最短完成時間。功能沒完成者得0分。7.技術資料完整性（10分）技術資料應包含接線圖、電子版的系統(tǒng)拓撲圖、電子版的驗收報告、源代碼及錄制視頻。接線圖、拓撲圖、驗收報告需轉為PDF。視頻以“視頻5-1-數(shù)據(jù)切換”、“視頻5-2-數(shù)據(jù)采集”保存至“提交資料”。附錄一攝像頭使用方法步驟（一）拍照使用方法1.電腦插上USB攝像頭→雙擊打開桌面AMCap漢化版程序→攝像頭對準需要拍照的地方，旋轉攝像頭前面的金屬圓框調(diào)整焦距。2.固定攝像頭并按下鍵盤Ctrl+L（或者直接按下攝像頭上方的黑色按鈕進行拍照）。3.拍照保存的圖片默認是桌面，再根據(jù)題目要求把照片放到相應的位置即可。注意：為了防止拍照時候手的抖動造成圖片模糊，建議先固定攝像頭再按下鍵盤Ctrl+L快捷鍵完成拍照。（二）錄像使用方法1.電腦插上USB攝像頭→雙擊打開桌面AMCap漢化版程序；在“捕捉→壓縮→視頻質量”里設置所錄視頻的大小，設置成“最低”；攝