ZZ-2017026 通信与控制系统（高铁）集成与维护赛项题库 C卷

2017 年 “通信与控制系统（高铁）集成与维护”赛项竞赛任务书2017 年“通信与控制系统（高铁）集成与维护”赛项竞赛任务书工位_选手须知：（1）任务书共29页，如出现任务书缺页、字迹不清等问题，请及时向裁判示意，更换任务书。（2）竞赛现场提供通信与控制系统（高铁）集成与维护实训平台。（3）竞赛时间共3.5小时，包括系统安装时间、接线时间、程序设计时间、测试时间、调试时间、分析时间、答题时间和提交成果时间等，参赛团队应在3.5个小时内完成任务书规定内容。参赛选手在竞赛过程中根据任务书要求，将各系统的运行记录或程序文件存储到指定的计算机目录下，未存储到指定位置的运行记录或程序文件不得分。（4）参赛选手提交的答题卡与任务书上只能按要求填写工位号等进行识别，不得填写指定内容之外的任何识别性标记。如果出现地区、校名、人名等其他任何与竞赛队有关的识别信息，一经发现，竞赛试卷和作品作废，比赛按零分处理，并且提请大赛组委会进行处罚。（5）竞赛试卷、竞赛作品、竞赛工具、竞赛器材及竞赛材料等不得带出竞赛场地，一经发现，竞赛作品作废，比赛按零分处理，并且提请大赛组委会进行处罚。（6）参赛选手认定竞赛设备的器件有故障可提出更换，器件经现场裁判与技术支持测定完好属参赛选手误判时，每次扣该参赛队5分。（7）竞赛过程中，参赛选手要遵守操作规程，确保人身及设备安全，并接受裁判员的监督和警示。竞赛过程中由于参赛选手人为原因造成的器件损坏，不予更换。竞赛过程中由于参赛选手人为原因造成贵重器件损坏，停止该队比赛，竞赛成绩作为零分。（8）在竞赛过程中，参赛选手如有舞弊、不服从裁判判决、扰乱赛场秩序等行为，裁判长按照规定扣减相应分数。情节严重的取消竞赛资格，竞赛成绩记为零分。注意： 所有上交资料都必须存放到控制中心“D：提交资料”文件夹中，同时备份到考试提供的U盘内，在交卷时一并提交。 各任务截图必须按照要求命名。 截图使用windows自带“截图工具”进行，保存为JPEG格式。 拍照使用考试配置的摄像头进行拍照，保存为JPEG格式。 测试结果部分以答题卡结论为准，写在任务书上无效。任务一 系统安装部署（20分）（一）系统设备安装、内部配线（14分）根据提供的“技术平台接线图一”，完成PLC（可编程逻辑控制器）、EM231模拟量输入模块、直流24V正极电源接线端子和直流24V负极电源接线端子、人机交互界面、速度表、风机、报警灯、照明灯、温湿度模块、光照模块、烟雾模块、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（线槽需要自行安装）。要求如下：1.模块的安装位置正确牢固，螺丝、螺母、垫片选型正确。2.线号管与线对应正确，且字体方向一致。3.冷压端子选型合理，压制牢固。4.按照“技术平台接线图二”中的接线要求，正确选择接线端子，且线序正确，布局合理。5.在整体上，线束布局合理牢固、长短适宜、美观大方。6.提交试卷前，确保线槽盖好及机柜盖扣压完成。（二）程序下载，调试（6 分）1利用提供的USB-PPI 电缆连接电脑与PLC，使用“STEP7 Micro WIN”编程软件把“D:YooDaoPLC”目录中的“测试程序.mwp”下载到PLC 中，并运行PLC。2利用提供的miniUSB 线连接电脑与人机交互界面使用“EB8000”编程软件把“D:YooDao人机交互界面”目录中的“HMI 测试程序.mtp”下载到人机交互界面设备中，并运行。3功能测试与记录按照表1.1 动作顺序，测试开关门按钮与指示灯功能，并记录。 指示灯点亮用“1”表示，指示灯熄灭用“0”表示。表1.1 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1.2 所示动作顺序，在人机界面中查看传感器测量数据、控制执行器动作，并记录。风机转动/指示灯点亮/有烟雾用“1”表示，风机停转/指示灯熄灭/无烟雾用“0”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温度（oC）湿度（%rh）光照（Lux）照明灯报警灯风机烟雾1启动PLC2常按烟雾模块上黑色按钮 / / / / / /3进入第二界面/ / / / /4点击X1/5点击X2/6点击X3/任务二 通信配置及调试（20分）（一）平台网络配置（8分）1无线路由器的配置（4分）路由器配置连接网址：http:/192.168. 3.1 /。默认用户名为“admin”，默认管理员密码为“admin”。本地局域网络（LAN口）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，设置完毕后将带有网络名、IP 地址、无线加密方式的配置界面分别进行截图或拍照，以“图2-X”的形式命名，存放到“D:提交资料任务二”中，并在答题卡相应表格中标明其对应关系。 表2.1 本地局域网配置要求序号设备参数值1无线网络名SSIDguosaiS【工位号】2无线网络密钥各组可自行设置（长度在10位）3无线加密模式WPA2PSK模式、密码类型AES4路由器IP地址176.128.【工位号】.99 2平台局域网搭建（3分）在通信与控制系统（高铁）集成与维护平台中，搭建局域网，并对各终端设备的有线网络、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。分别进行截图，以“图2-X”的形式命名，存放到“D:提交资料任务二”中，并在答题卡相应表格中标明其对应关系。表2.2 按照IP 地址规划组建局域网设备设备接口IP地址备注无线路由器WIFI176.128.【工位号】.99控制中心WIFI176.128.【工位号】.3列控中心WIFI可通过DHCP自动获取3网络通信测试（1 分）在计算机“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、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，以“图2-X”的形式命名，存放到“D:提交资料任务二”中，并在答题卡相应表格中标明其对应关系。（二）列控中心配置（2 分）对列控中心进行配置（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。在控制中心计算机上对连接成功界面截图，以“图2-x”的形式命名，存放到“D:提交资料任务二”中，并在答题卡相应表格中标明其对应关系。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ttyAMA457600/列车通信ttyAMA5115200/服务器通信/自行设置8080（三）典型通信系统调试（6分）背景：高铁运行线路中，分布一些信息采集点，信息采集点采集到各个传感器数据，将数据发送至控制中心，实现各点的数据采集与监控。已知备用电脑模拟信息采集点，信息采集点通过WIFI，将数据传送给控制中心。信息采集点配备一个485通信模块，用于采集当前温湿度和光照数据，如下图2.1所示。图2.1任务：典型通信系统调试，实现信息采集点数据的采集与发送。通信协议详见“D:YooDao通信配置及调试485通信.pdf”文件。信息采集点软件详见备用电脑“D:YooDao通信配置及调试信息采集点.exe”。网络调试助手详见控制中心“D:YooDao通信配置及调试网络调试助手.exe”1. 正确配置与连接485通信模块。配置串口号、波特率，利用相关指令，建立485通信模块与信息采集点之间通信。将显示“485通信成功”字样界面截图，以“图2-X”的形式命名，存放到“D:提交资料任务二”中。2建立网络连接。（1）信息采集点作为服务器，打开信息采集点软件，正确配置信息采集点IP地址及端口号，开启服务。（2）控制中心作为客户端，打开控制中心网络调试助手，正确配置IP地址及端口号，连接服务。（3）将信息采集点软件上显示“客户端连接成功”字样界面截图，以“图2-X”的形式命名，存放到“D:提交资料任务二”中。3. 利用控制中心网络调试助手，根据自定义协议进行温湿度、光照数据的采集。将控制中心采集到数据的界面截图，以“图2-X”的形式命名，存放到“D:提交资料任务二”中。并根据通信协议，计算出实际的温度、湿度及光照值，将采集结果填写至答题卡中。（四）通信拓扑图绘制（4分）根据通信与控制系统（高铁）集成与维护实训平台功能，利用WPS2016绘制网络通信拓扑图。设备图片详见“D:YooDao通信配置及调试设备图片”。将绘制完成的通信拓扑图截图，以“图2-X”的形式命名，存放到“D:提交资料任务二”中。 任务三 故障检测及维修（25分）站点副控制台中有8路轨道继电器，每一路轨道继电器对应轨道的一个区段。当列车运行到某一区段时，对应轨道继电器触点吸合，并且对应轨道继电器指示灯点亮，代表列车在此区段。没有列车的区段，对应的轨道继电器触点断开，轨道继电器指示灯是熄灭状态。轨道继电器电路原理图、装配图及元器件清单在“D:YooDao故障检测及维修”文件夹中。（一）硬件故障检测与处理（15分）1电路板焊接（7分）根据提供的电路原理图（D:YooDao故障检测及维修轨道继电器原理图.pdf）、轨道继电器装配图和轨道继电器元器件清单把轨道继电器电路焊接完成。2电路板排故（8分）根据题干给出的逻辑关系，通过运行轨道电路的列车找出轨道继电器板的故障并完成维修，填写表3.2。表3.2 轨道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（提示：有6处故障需要维修。已知区段四继电器为低电平触发。按键控制模块功能为控制所有区段继电器全部吸合/断开。电路板排故不提供20K电阻。仔细检测出现的问题，再根据原理图进行维修。）（二）应答器检测与处理（10分）轨道电路分为八个区段，每个区段配备一个应答器，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，如下图3.2所示，本图片显示的信息为列车位于区段1位置。图3.1 轨道电路区段及应答器图3.2 列车区间行驶模式下LCD界面应答器配置模块如图3.2所示，可用于检测、修改应答器中相关信息。图3.2应答器配置模块站点副控制台轨道电路区段应答器存储的状态信息设计参数如表3.3 所示。表3.3 轨道区段应答器存储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岔道隧道转弯隧道岔道转弯坡路岔道应答器配置模块与上位机通信遵循一定的数据协议，用于建立通信和应答器数据的写入，详见“D:YooDao故障检测及维修”目录中“应答器配置通信协议.xlsx”。1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，波特率和校验位未知，借助桌面上“串口调试工具”软件，测试出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答题卡中。2数据写入借助“串口调试工具”软件及“应答器配置通信协议.xlsx”文件，参看表3.3中各区段状态信息，完成对区段1-8应答器状态信息的写入。3信息验证利用桌面 “应答器查询软件”，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应答器状态信息的读取，并将区段1-8读取到的状态信息软件界面截图，将8张截图以“图3-x”的形式命名，存放到“D:提交资料任务三”中，并在答题卡相应表格中填写对应图片名称。任务四 应用设计（25分）（一）PLC程序设计（6分）1打开“STEP7 Micro WIN”编程软件，新建一个工程，命名为“人机交互通讯.mwp”，在工程中完成要求描述的程序设计，保存到“D:提交资料任务四PLC程序设计”文件夹中并下载到PLC中运行。（1分）要求： 利用从人机交互界面接收到的控制照明灯数据，控制平台上照明灯点亮与关闭。详细说明请参看“（二）人机交互界面设计”。2 背景：通信与控制系统（高铁）集成与维护实训平台上的开右侧门按钮、关右侧门按钮、右侧门开启指示灯、右侧门关闭指示灯、PLC等模块已按照任务一正确安装与接线。（4分） 打开“STEP7 Micro WIN”编程软件，新建一个工程，命名为“逻辑控制.mwp”，在工程中任务要求的程序设计，保存到“D:提交资料任务四PLC程序设计”文件夹中并下载到PLC中运行。任务：设计模拟人行道按钮控制交通灯程序；某人行道设有红、绿两盏信号灯，一般是红灯亮，路两旁各设有一个按钮分别为SF1、SF2，行人横穿街道时需要按一下按钮。4S后红灯灯灭，绿灯亮，过5S后，绿灯闪烁4次（0.5S亮，0.5S灭），然后红灯又亮。从按下按钮后到下一次红灯亮之前这一段时间内按钮不起作用。表4.1 模块对应关系题中模块名称真实模块名称按钮SF1开右侧门按钮按钮SF2关右侧门按钮红色信号灯右侧门开启指示灯绿色信号灯右侧门关闭指示灯 3根据图4.1 输入输出信号波形图，在答题卡任务四空白处编写梯形图程序。（1分）要求只使用：常开、常闭、上升沿检测、输出指令。图4.1 输入输出信号波形图（二）人机交互界面设计（10分）打开电脑桌面EB8000软件，机型选择MT(TK)6000/8000 iP/iQ/iH5 Series；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） 1.窗体界面背景设置，温度光照模拟系统窗体面背景颜色设置为white，模拟温度过高报警系统以及模拟光照调节控制系统窗体界面背景颜色设置为pink。 注意：结合4.1 PLC程序设计第（1）小题。2.设计界面，在一个窗口界面上，进行温度光照模拟系统界面设计，实现“欢迎使用”四个字依次显示，之后4个字整体显示，时间间隔0.5秒，模拟温度过高报警系统及模拟光照调节控制系统动态显示。在另一个窗口界面上，进行模拟温度过高报警系统界面设计，实现开关控制温度变化的曲线图以及温度过高报警的效果。在另一个窗口界面上，进行模拟光照调节控制系统界面设计，实现点击调节设置框里的3个按钮，实现光照值变化及显示，控制照明灯亮灭的效果。所需图片资源在D:YooDao辅助资料文件夹中。 （1）温度光照模拟系统界面设计及功能实现，温度光照模拟系统界面如图4.2-4.3所示。图4.2图4.3 （2）模拟温度过高报警系统界面设计及功能实现，初始化界面为加热状态，温度从0度开始升高，频率为每秒变化5度，当温度大于60度时，触发报警信息显示；点击开关，当前状态变为制冷，温度开始下降，频率为每秒变化5度，温度小于60时，报警信息不显示。 点击温度光照模拟系统界面“模拟温度过高报警系统”，进入模拟温度过高报警系统界面，初始化界面如图4.4所示，报警以及制冷界面如图4.5所示。图4.4图4.5（3）模拟光照调节控制系统界面设计及功能实现，设置3个调节设置按钮，点击自动调节按钮，光照亮度自范围（01000）内周期循环变化，光照亮度指示与控制区，显示变化的光照值，当当前光照值小于500时，照明灯点亮，大于500时，照明灯熄灭，再次点击自动调节按钮，光照值停止变化，照明灯保持当前状态不变；点击向上微调按钮，每次点击变化100，当当前光照值大于500时，照明灯点亮，点击向上微调按钮，每次点击变化100，当当前光照值小于500时，照明灯熄灭。点击温度光照模拟系统界面“模拟光照调节控制系统”，进入模拟光照调节控制系统界面，初始化界面如图4.6所示。图4.6 点击自动调节按钮，光照亮度指示区，光照值开始变化，自动调节实现，当当前光照值大于500时，照明灯点亮，小于500时，照明灯熄灭的效果。再次点击自动调节按钮，光照值停止变化，照明灯状态保持不变。如图4.7-4.8所示。图4.7图4.8 每次点击向上微调按钮，光照值递加100，光照值小于500时，照明灯点亮，光照值大于500时，照明灯熄灭。如图4.9所示。图4.9 每次点击向下微调按钮，光照值递减100，光照值大于500时，照明灯熄灭，光照值小于500时，照明灯点亮。如图4.10所示。图4.10 3.界面完成设计后，保存文件位于D:提交资料任务四人机交互界面文件夹中，文件名称为“工位号”，通过miniUSB线将程序下载到人机交互界面上。使用人机交互界面进行演示。（三）移动客户端应用设计（9分）将D:YooDaoAndroid目录下“温度自动化APP”项目的功能代码完善，根据具体要求，完善展示各界面的效果（注：考生所有拍照的图片按照图一，图二.往下命名，除了图一拍至电脑上，其它都拍至列控中心或控制中心。图片保存到D:提交资料任务四Android程序设计，拍照完毕以后请不要删掉列空中心上的APP）。 具体的要求：（1）将 “温度自动化APP” 项目导入eclipse中，拍照并且保存。（2） 在package com.yoodao.train包中找到WelcomeActivity类，在layout文件夹里找到WelcomeActivity对应的布局文件welcome.xml，并在布局里完善代码实现如图4.11的效果(左上角的Logo图的名称为logo2.png)：图4.11并且在WelcomeActivity类里实现点击图片跳转到ChuanKouActivity的界面效果的代码,拍照列空中心上的效果图并保存（0.5分）。（3）在package com.yoodao.train包中找到ChuanKouActivity类，ChuanKouActivity的界面，效果图如下：图4.12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，能够实现连接，在列控中心拍照并保存配置完以后的效果图。（4）点击链接，跳转到WenDuActivity界面，在package com.yoodao.train包中找到WenDuActivity.java类，它对应的布局文件是activity_wen_du.xml。对布局文件activity_wen_du.xml根据图4.13所示进行代码编写：图4.13其中温度传感器单位的颜色为#ff0000，温度计的图片名是wendu_80.png，俩个白色有棱角的背景文件名是biankuang.xml，报警效果图的图片是danale_cloud_new_bell.png，电风扇是一个动态集合图片的xml文件，里面包括的图片有，airfan01.png，airfan02.png，airfan03.png，airfan04.png，airfan05.png。在列空中心上拍照没有输入报警设定值和点击“点击报警”按钮之前的效果图并保存。（5）根据完成的activity_wen_du.xml布局，在WenDuActivity完成代码实现以下效果：1.在控制中心上点击按钮“发送车内数据给列空中心”以后，列空中心上能够显示温度传感器的温度。2.设置报警温度值，如果设定值低于传感器温度的温度值，点击”点击报警”按钮，报警效果图俩张图片不停的切换，另一张图片是danale_cloud_icon_bell.png，然后电风扇动画效果，动画效果用安卓的帧动画完成。反之静态不变恢复图4.13所示的效果，拍照列空中心上的两张效果图并保存（注：动画效果要拍与静态不一样的图）。同样点击按钮时打开通知，如果设定值低于传感器温度的温度值，通知内容变为“好热啊”，反之变为“好凉快”，效果图为4.14： 图4.14图片的名称logo.png，通知代码用NotificationCompat来写。拍照保存两张效果图。3.点击按钮“页面跳转”实现跳转。（6）跳转到TestLieKongActi