-
2015
年全国高职技能大赛
“康尼杯”
风光互补发电系统安装与调试赛项
任
务书（
样题
）
选手须知
（
1
）任务书如果出现缺页、字迹不清等问题，请及时向裁判示意，进行任务书的
更换。
（
2
）竞赛内容包括系统安装、布线与接线、程序设计、测试、分析、设计、答题、
< br>焊接和提交成果。竞赛时间共
6
小时，参赛队应在规定的
时间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，
< br>将各系统的运行记录或程序文件存储到指定的
计算机的盘目录下，未存储到指定位
置的运行记录或程序文件不予给分。
（
3
）参赛选手提交的试卷不得写上姓名或与身份有关的信息，否则成绩无效。
（
4
）参赛选手认定
竞赛设备的器件有故障可提出更换，器件经现场裁判测定完好
属参赛选手误判时，每次扣
该参赛队
3
分。
（
5
）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。
（
6
）
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。
（
7
）竞赛结束时，参赛选手要清洁工位。
2015
年全国高职技能大赛“康尼
杯”风光互补发电系统安装与调试赛项任务书（样题）
一、竞赛设备描述
竞赛设备以“
KNT-WP01
型风光
互补发电实训系统”为载体，该设备由光伏供电装
置、光伏供电系统、风力供电装置、风
力供电系统、逆变与负载系统和监控系统组成，
如图
1
所示。
3
（
a
）
（
b
）
（
c
）
（
d
）
（
e
）
（
f
）
图
1
KNT-
WP01
型风光互补发电实训系统外形图
（
a
）光伏供电装置（
b
）风力供电装置（
c
）光伏供电系统
（
d
）风力供电系统（
e
）逆变与负载系统（
f
）监控系统
1
．光伏供电装置
< br>光伏供电装置主要由光伏电池组件、投射灯、光线传感器、光线传感器控制盒、水
平方向和俯仰方向运动机构、
摆杆、
摆杆减速箱、
摆杆支架、
单相交流电动机、
电容器、
直流电动机、接近开关、微动开关、底座支架等设备与器件组成。
光伏供电装置的光伏电池组件偏移方向的定义和摆杆移动方向的定义如图
2
所示，
靠近摆杆的投射灯定义为投射灯
1
（简称灯
1
）
，另
1
盏投射灯定义为投射灯
2<
/p>
（简称灯
2
）
。
型号、参数相同的
4
块光伏电池组件和光线传感器没有安装在光伏供电装置上。
2
．光伏供电系统
< br>光伏供电系统主要由光伏电源控制单元、光伏输出显示单元、触摸屏、光伏供电控
制单元、
DSP
核心单元、信号处理单元、接口单元、西门子<
/p>
S7-200 CPU226PLC
、继电
器组、蓄电池组、可调电阻、断路器、开关电源、应用软件、接线排、网孔架等组成。
光伏供电系统的光伏供电控制单元没有接线且从网孔架上拆除、西门子
< br>S7-200
2015
年全国高职技能大赛“康尼杯”
风光互补发电系统安装与调试赛项任务书（样题）
CPU22
6PLC
除了
AC220V
电源线和接
地线外，
其他接线已拆除；
继电器组接线已拆除。
图
2
光伏供电装置外形图及方向定义
3
．风力供电装置
< br>风力供电装置主要由水平轴永磁同步风力发电机、塔架和基础、测速仪、测速仪支
架、轴流风机、轴流风机支架、轴流风机框罩、单相交流电动机、电容器、风场运动机
构
箱、护栏、连杆、滚轮、万向轮、微动开关和接近开关等设备与器件组成。如图
3
所
示是风力供电装置示意图，风场运动机构箱运动方向的定义已在图中
标明。
水平轴永磁同步风力发电机由叶片、轮毂、发电机、机
舱、尾舵、侧风偏航机械传
动机构组成，除了叶片、轮毂、尾舵之外，其他部件已安装完
成。另外，测速仪没有安
装在测速仪支架上。
5
图
3
风力供电装置示意图
4
．风力供电系统
< br>风力供电系统主要由风电电源控制单元、风电输出显示单元、触摸屏、风力供电控
制单元、
DSP
控制单元、接口单元、西门子
< br>S7-200 CPU224PLC
、变频器、继电器组、
可调电阻、断路器、应用软件、开关电源、接线排、网孔架等组成。
风力供电系统的风力供电控制单元没有接线且从网孔架上拆除、西门子
S7-2
00
CPU224PLC
除了
AC2
20V
电源线、接地线以及
Q0.6
、
Q0.7
、
Q1.0
< br>、
Q1.1
的接线外，其
他接线
已拆除。
5
．逆变与负载系统
逆变与负载系统主要由逆变电源控制单元、逆变输出显示单元、
DSP
核心单元、
DC-DC
升压单元、单相桥逆变单
元、变频器、三相交流电机、发光管舞台灯光模块、
警示灯、接线排、断路器、网孔架等
组成。
逆变与负载系统的接线均完成。
6
．监控系统
监控系统主要由计算机、组态软件、接线排、网孔架等组成。
二
、竞赛任务
2015
年全国高职技能大赛“康尼杯”风光互补发电系统安装与调试赛项任务书（样
题）
任务一：光伏供电装置
1
．光伏电池组件、光线传感器的安装
要求：
（
1
）将
4
块光伏电池组件正确地安装在光伏供
电装置上，紧固件不松动。
（
2
）将光线传感器安装在
4
块光伏电池组件的
中部位置，紧固件不松动。
2
．光伏
电池组件开路电压和短路电流的测量
要求：
（
1
）分别在关闭灯
1
和灯
2
、灯
1
亮、灯
1
和灯
2
亮的三种情况下，
用万用表测量
光伏供电装置中任意
1
块
光伏电池组件的开路电压和短路电流，
在表
1
< br>中记录该光伏电
池组件的开路电压值和短路电流值。
<
/p>
（
2
）将
2
块光伏电池组件串联连接。分别在关闭灯
1
和灯
2
、灯
1
亮、灯
1
和灯
2
亮的三种情况下，用万用表测量该串联连接的光伏电池组件的开路电压和短路电流，在
表
1
中记录该串联连接的光伏电池组件的开路电压值和短路电流
值。
（
3
）
将
2
块光伏电池组件并联连接。分别在关闭灯
< br>1
和灯
2
、灯
< br>1
亮、灯
1
和灯
2
亮的三种情况下，用万用表测量该并联连接的光伏电池组件的开路电压和短路
电流，在
表
1
中记录该并联连接的光伏
电池组件的开路电压值和短路电流值。
表
1
光伏电池组件开路电压和短路电流的测量数据
关闭灯
1
和灯
2
光伏电池组件
开路电压
（
V
）
1
块
2
块串联
短路电
流
（
A
）
灯
1
亮
开路电压
（
V
）<
/p>
短路电流
（
A
）
灯
1
和灯
2
亮
开路电压
（
V
）
短路电流<
/p>
（
A
）
7
2
块并联
3
．简述问题
（
1
）请根据表
1
< br>记录的光伏电池组件的开路电压值和短路电流值，简述型号和参
数相同的光伏电池
组件的串联、
并联的开路电压值和短路电流值与单块光伏电池组件开
路电压值和短路电流值之间的关系。
（
< br>2
）在实训中，同学将
KNT-WP01
型风光互补发电实训系统的
2
块光伏电池组件
并联，灯
1
和灯
2
关闭，用性能良好的万用表测量该并联光伏电池组件的输出电压值为
-2.8V
；
打开灯
1
，
用性能良好的万用表测量该并联光伏电池组件的输出电压值为
+0.7V
。
请叙述可能的原因。
4
．光伏电池组件接线
要求：
光伏电池组件的开路电压和短
路电流测量结束后，
请将
4
块光伏电池
组件并联连接，
焊接连接线并用胶带缠绕包扎。
任务二：光伏供电系统
1
．西门子
S7-200
CPU226PLC
的配置
要求：
西门子
S7-200 CPU226PLC
的输入输出配置如表
2
所示，
I0
.0
连接功能模块输出，
有关功能模块输出的描述请见任务七第
1
条第（
2
）
、
（
3
）项的
内容。
表
2
S7-200 CPU226PLC
的输入输出配置表
序号
1
2
3
输入输出
I0.0
I0.1
I0.2
功能模块输出
灯
1
按钮
灯
2
按钮
配置
序号
23
24
25
输入输出
I2.6
I2.7
Q0.0
配置
摆杆西东向限位开关
不使用
启动按钮指示灯
2015
年全国高职技能大赛“康尼杯”风光互补发电系统安装与调试赛项任务书（样题）
< br>
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
I0.3
I0.4
I0.5
I0.6
I0.7
I1.0
I1.1
I1.2
I1.3
I1.4
I1.5
I1.6
I1.7
I2.0
I2.1
I2.2
I2.3
I2.4
I2.5
东西按钮
西东按钮
停止按钮
向北按钮
向南按钮
旋转开关自动挡
启动按钮
急停按钮
向东按钮
向西按钮
光线传感器（光伏组件）向东信号
光线传感器（光伏组件）向西信号
光线传感器（光伏组件）向北信号
光线传感器（光伏组件）向南信号
摆杆接近开关垂直限位
光伏组件向东、向西限位开关
光伏组件向北限位开关
光伏组件向南限位开关
摆杆东西向限位开关
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
Q0.1
Q0.2
Q0.3
Q0.4
Q0.5
Q0.6
Q0.7
Q1.0
Q1.1
Q1.2
Q1.3
Q1.4
Q1.5
Q1.6
Q1.7
1M
2M
1L
2L
向东按钮指示灯
向西按钮指示灯
向北按钮指示灯
向南按钮指示灯
灯
< br>1
按钮指示灯、
KA7
线圈
灯
2
按钮指示灯
、
KA8
线圈
东西按钮指示灯
西东按钮指示灯
停止按钮指示灯
继电器
KA3
线圈
继电器
KA4
线圈
继电器
KA5
线圈
继电器
KA6
线圈
< br>继电器
KA1
线圈
继电器
KA2
线圈
0V
0V
DC24V
DC24V
2
．绘制
S7-200
CPU226
输入输出接口图
依据表
2
定义的
PLC
的输入输出配置，请在图
4
上绘制
S
7-200
CPU226
输入输出
接
口图。
要求：
9
（
1
）
S7-200
CPU226
输入的有关端口分别画出按钮、开关、传感器等符号图形，
注明各按钮、开关、传感器的去向。
（
2
）输出的有关端口分别画出所接的指示灯、继电器线圈等符号图形，注明
各指
示灯、继电器线圈的去向。
（<
/p>
3
）输出接口图中相关继电器要反映互锁关系。
< br>
3
．西门子
S7-200
CPU226PLC
的布线与接线
要求：
根据表
2
西门子
S7-200
CPU226PLC
的配置，完成西门子
S7-200 CPU
226PLC
的布
线与接线，接线的线径和颜色要求见表
3
。比赛工位提供了设备出厂时的线标套管，接
线的线标套管号码与表
2
要求一致。
在进行西门子
S7-200 CPU226PLC
的布线与接线
时，
不改变光伏供电控制单元的按钮、旋钮、急停按钮的功能。
201
5
年全国高职技能大赛“康尼杯”风光互补发电系统安装与调试赛项任务书（样题）
1
1
图
4
绘制
S7-200
CPU226
输入输出接口图
表
3 S7-200
CPU226PLC
接线的线径和颜色要求
序号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
起始端
L1
N
GND
1M
2M
1L
2L
3L
I0.0
I0.1
I0.2
I0.3
I0.4
I0.5
I0.6
I0.7
I1.0
I1.1
I1.2
I1.3
I1.4
结束端
接线排
L
接线排
N
线型
0.75mm
< br>2
红色
0.75mm
2
黑色
序号
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
起始端
I2.0
I2.1
I2.2
I2.3
I2.4
I2.5
I2.6
I2.7
Q0.0
Q0.1
Q0.2
Q0.3
Q0.4
Q0.5
Q0.6
Q0.7
Q1.0
Q1.1
Q1.2
Q1.3
Q1.4
结束端
略
略
略
略
略
略
略
略
略
略
略
略
略
略
略
略
略
略
略
略
线型
0.3mm
2
蓝色
0.3mm
2
蓝色
0.3mm
2
蓝色
0.3mm
2
蓝色
0.
3mm
2
蓝色
0.3mm
2
蓝色
0.3mm
2
蓝色
0.3mm
2
蓝色
0.3mm
2
蓝色
0.3mm
2
蓝色
0.3mm
2<
/p>
蓝色
0.3mm
2
蓝色
0.3mm
2
蓝色
0.3mm
2
蓝色
0.3mm<
/p>
2
蓝色
0.3
mm
2
蓝色
0.3mm
2
蓝色
< br>0.3mm
2
蓝色
0.3mm
2
蓝色
0.3mm
2
蓝色
接线排
PE
0.75mm
2
黄绿色
略
略
略
略
略
略
略
略
略
略
略
略
略
略
略
略
略
略
0.3mm
2
白色
0.3mm
2
白色
0.3mm
2
红色
0.3mm
2
红色
0.3mm
2
红色
0.3mm
2
蓝色
0.3mm
2
蓝色
0.3mm
2
蓝色
0.3mm
2<
/p>
蓝色
0.3mm
2
蓝色
0.3mm
2
蓝色
0.3mm
2
蓝色
0.3mm<
/p>
2
蓝色
0.3
mm
2
蓝色
0.3mm
2
蓝色
< br>0.3mm
2
蓝色
0.3mm
2
蓝色
0.3mm
2
蓝色
2015
年全国高职技能大赛“康尼杯”风光互补发电系统安装
与调试赛项任务书（样题）
22
23
24
I1.5
I1.6
I1.7
略
略
略
0.3mm
2
蓝色
0.3mm
2
蓝色
0.3mm
2
蓝色
46
47
48
Q1.5
Q1.6
Q1.7
略
略
略
0.3mm
2
蓝色
0.3mm
2
蓝色
0.3mm
2
蓝色
4
．光伏供电控制单元的安装、布线与接线
要求：
（
1
）将光伏供电控制单元安装在光伏供电系统的网孔架上，紧固件不松动。
（
2
）
完成光伏供电控制单元的布线与接线。
光伏供电控制单元与
DC24V
电源有关
的接线线径、颜色、线标套管的要求见表<
/p>
4
。
表
4
光伏供电控制单元与
DC24V
电源有关的接线的线径和颜色要求
< br>
序号
1
2
起始端
DT5.1
DT6.6
结束端
略
略
线型
<
/p>
0.3mm
2
红色
0.3mm
2
白色
5
．继电器组的配置、布线与接线
要求：
（
1
）继电器
KA1
、
KA2
用于摆杆偏转电机的控制，继电器
KA3
、
KA4
用于光伏组
件东
西方向偏转电机的控制，继电器
KA5
、
KA6
用于光伏组件南北方向偏转电机的控
制，继电器
KA7
用于投射灯
1
的控制，继电器
KA8
用于投射灯
2<
/p>
的控制。
（
2
）正确布线与接线，
K01-K20
套
管号码是继电器组用于硬件互锁标记。
6
．光伏电池组件跟踪光源的
PLC
程序设计与测试
要求：
（
1
）光伏供电控制单元的选择开关有两个状态，选择开关拨向手动控制状
态时，
S7-200 CPU226PLC
可以进行灯
1
和灯
2
状态控制、光
伏电池组件跟踪光源、摆杆运动
1
3
的手动控制。选择开关拨向自动控制状态时，按下启动按钮，
S
7-200 CPU226PLC
执行
光伏电池组件跟踪光源的
自动控制程序。
（
2
）
S7-200 CPU226PLC
处在手动控制状
态时，
按下向东按钮，
向东按钮的指示灯
亮，光伏电池组件向东偏转。在光伏电池组件向东偏转的过程中，再次按下向东按钮或
按下停止按钮或按下急停按钮时，
向东按钮的指示灯熄灭，
光伏
电池组件停止偏转运动。
光伏电池组件向东偏转处于限位位置时，向东按钮的指示灯熄灭
，光伏电池组件停止偏
转运动。
如果
按下向西按钮，向西按钮的指示灯亮，光伏电池组件向西偏转。在光伏电池组
件向西偏转
的过程中，再次按下向西按钮或按下停止按钮或按下急停按钮时，向西按钮
的指示灯熄灭
，光伏电池组件停止偏转运动。光伏电池组件向西偏转处于限位位置时，
向西按钮的指示
灯熄灭，光伏电池组件停止偏转运动。
光伏电池组件向东偏转
和向西偏转在程序上采取互锁关系。
向北按钮和向南按钮的
作用
与向东按钮和向西按钮的功能相同，
光伏电池组件向北偏转和向南偏转在程序上采
取互锁关系。
（
3
）
S7-200
CPU226PLC
处在手动控制状态时，按下灯
1
按钮或灯<
/p>
2
按钮，灯
1
按
钮或灯
2
按钮的指示灯亮，灯
1
或灯
2
亮。再次按下灯
1
按钮或灯
2
按钮或按下停止
按钮或按下急停按钮时，灯
1
按钮指示灯或灯
2
按钮指示灯熄灭，灯
1
或灯
2
熄灭。
（
4
）
S7-20
0 CPU226PLC
处在手动控制状态时，
按下东西按钮，
东西按钮指示灯亮，
摆杆由东向西方向移动。在摆杆由东向西方
向移动的过程中，再次按下东西按钮或按下
停止按钮或按下急停按钮时，东西按钮的指示
灯熄灭，摆杆停止运动。摆杆由东向西方
向移动经过垂直位置到达限位位置时（也可能不
经过垂直位置而到达限位位置）
，东西
按钮的指示灯熄灭，摆杆
停止移动。
如果按下西东按钮，西东按钮的指示灯亮，摆杆由
西向东方向移动。在摆杆由西向
东方向移动的过程中，再次按下西东按钮或按下停止按钮
或按下急停按钮时，西东按钮
指示灯熄灭，摆杆停止运动。摆杆由西向东方向移动经过垂
直位置到达限位位置时（也
可能不经过垂直位置而到达限位位置）
，西东按钮的指示灯熄灭，摆杆停止移动。
摆杆由东向西方
向运动和由西向东方向运动在程序上采取互锁关系。
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