首届-电气自动化系统综合应用竞赛评审标准与规程
全国高校电气类专业青年教师实践教学设计创新大赛
电气自动化系统综合应用竞赛评审标准与规程
全国高校电气类青年教师实践教学设计创新大赛旨在提升教师工程实践能力、创新创造能力、课程开发能力以及项目教学能力，助力一流课程和一流专业建设，不断提升人才培养质量。
一、参赛对象与要求
参赛对象: 全日制普通高校、高职院校从事电气、自动化、机电等相关专业的骨干教师和实验技术人员等。
参赛要求:电气自动化系统综合应用竞赛采用团队赛，每团队2人为1组，参赛学校可以专业或跨专业教师组队参赛,各校参赛团队数不限。
二、竞赛要求
综合应用竞赛参赛团队，在竞赛提供的电气自动化系统集成竞赛设备平台上，规定时间内完成某一系统电气控制的集成与软件编程调试，机电设备、零件的配置与安装，同时完成数字化软件虚拟仿真设计，系统技术文件报告撰写与汇集，制作汇报PPT，开展点评与说课等。
竞赛设备平台集成了机、电、控等主要任务，同时新增人工智能技术和智能数字化设计软件，以实现某一自动化生产线任务的设计、安装和实现的系统性、规范性。平台所采用的控制器、人机界面、变频器、伺服系统、编程软件、机器人、机器视觉、智能设施等可由企业统一提供。
三、竞赛赛程与时间
1、竞赛报名
竞赛通知发布后，选择 “综合应用”竞赛种类，组建竞赛团队，填写竞赛报名表，发至联系人。竞赛通知发出之日开始，规定时间内完成参赛报名工作，报名截止日期为2021年9月30日。
2、参赛训练
竞赛工作委员会对报名的各校参赛队伍，进行编号和参赛内容的初审；2021年10月上旬起，对报名参赛的队伍进行线上与线下培训。
3、竞赛安排
（1）初赛：2021年10月中下旬进行初赛，初赛采用线上答题方式进行，每个团队选派一名教师参加，初赛结果于赛后7日后公布，具体以通知为准。
（2）决赛：2021年12月初，具体地点以补充通知为准。
四、竞赛设备平台
1、竞赛设备
KX-X1158电气自动化系统综合应用实践平台，是基于全集成自动化控制技术及基于网络通信技术的高端教学实训系统，其集成了自动化技术领域所需要的各项技术，包括人机交互可视化技术、电气控制技术、传动控制技术、传感器技术、总线技术、机器人技术、视觉技术、AI技术等，系统将各类技术应用到仿真工业生产过程中，且实现供料、视觉检测、质检和监控等功能，实践平台可完成机、电、控、软等教学实训任务。
平台主要包含了供料单元（4套）、视觉检测暂存单元、协作机器人输送单元、矩阵单元（2套）、出货单元、PLC控制器、人机界面、伺服系统、协作机器人、行走轴、视觉系统、编程软件等模块。每个模块都是按照典型的现代工业生产现场而建造，并通过触摸屏来实现现场的控制。
通过FA软件来保证整套设备的调试和正常运行；所有模块都能通过网络总线技术、监控软件完成设备的整体数据交换与过程监控；实现整体数据的交换以及运行状态诊断；使整个生产过程中的工件高效率、精确的运动到各个工位，可以随时根据任务的不同而进行改装，此外工件的数目可以随时增减，可随时根据任务的不同可进行改装和拓展；设备按照模块化的理念，采用标准化的工业组件设计而成，可以应用与诸多工业生产过程；整套设备能够实现真正体现一个现代工业生产现场，并且可以利用设备的扩展功能实现不同产品的生产和检验。
2、产品总体参数
外形尺寸：L1500mm×W1120mm×H1300mm；
工作电源： 单相三线制 AC 220V±10% 50 Hz；
额定功耗： ≤1Kw；
环境温度： 室内、常温；
相对温度： ≤55%；
安全保护措施：具有接地保护、短路保护、漏电过载过流保护功能，安全性符合相关的国标标准，所有材质均符合环保标准。
3、配置清单
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序号 |
名称 |
主要技术指标 |
数量 |
单位 |
备注 |
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1 |
供料单元 |
功能：将不同颜色的球型工件通过旋转电机带动拨杆将物料推到料台，主要包含圆形料仓、料槽、直流减速电机、料台检测传感器等组成，采用有机玻璃制作而成。 |
4 |
套 |
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2 |
协作机器人系统 |
协作机器人本体6自由度，最大工作半径625mm,负载3kg,重量16kg,重复定位精度±0.02mm,平均功耗150W,防护等级IP54, 各个自由度运动范围及最达速度，轴1±175°·178°/s，轴2±175°·178°/s，轴3±175°·178°/s，轴4±175°·237°/s，轴5±175°·237°/s，轴6±175·237°/s°，数字输入4点，数字输出4点，输出电压24V；控制柜外形尺寸457mm*314mm*238mm,重量15kg,防护等级IP43，供电电源220VAC,支持Ethernet/Modus-RTU/TCP通讯，数字量输入8路\输出8路；示教器外观尺寸254*213*40mm,重量0.75kg,防护等级IP43，带有急停按钮。 |
1
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套 |
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3 |
软件1 |
（1）菜单栏：可以在不同面板间进行切换，选中的按钮显示浅色字体深色背景。 （2）工具栏：采用抽屉式按键，用户可以根据不同的任务需求进行选择。 （3）程序列表：采用逻辑树方式排列，显示工程文件中的每一个命令节点，便于用户阅读修改程序。 （4）运动控制：拖动运动限制滑块可以限制工程运行速度，目前只针对 Move 函数下的运行速度控制。 （5）程序操作：可以对程序列表中的命令进行操作，撤销命令、撤销恢复命令、剪切、复制、黏贴、删除。 （6）程序控制：分为开始，暂停，继续，停止和单步。 （7）属性窗口：根据菜单和工具栏中的不同选项提供不同的显示面板，可对特定的功能进行操作，显示及参数配置。 |
1
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套 |
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4 |
输送单元 |
输送单元采用伺服驱动，总长1048mm，有效行程800mm,重复定位精度±0.02，采用丝杆16-20，最快速速度1000mm/sec,(按3000r/min)，最大加减速0.5s，原点传感器1个，左右限位传感器2个，带有刻度。 |
1 |
套 |
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5 |
视觉传感器 |
品牌：信捷。 型号：控制器SP-XN620T-V210；软件：X-SGIHT STUDIO EDU；相机：SV-M130C91-1/2；光源；镜头。 |
1 |
套 |
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6 |
矩阵模块单元 |
矩阵底板尺寸300*450*10mm，带有4个定位销孔，带有2个拉手，矩阵数列是6*8，单点内孔大小35mm,中心点间距为45mm，共有48点可编辑数据、彩色图型等。 |
2 |
套 |
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7 |
人机界面单元 |
人机界面单元包含触摸屏、通信线缆、触摸屏支架、气动按钮SB1、停止按钮SB2、急停开关e-stop。触摸屏尺寸：7”(800*480) 。 品牌：台达；型号：DOP107DV。 软件：DOP-Soft |
1 |
套 |
二选一 |
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人机界面单元包含触摸屏、通信线缆、触摸屏支架、气动按钮SB1、停止按钮SB2、急停开关e-stop。触摸屏尺寸：7”(800*480)。 品牌：信捷；型号：TGM765S-ET。 软件：touchuwin |
1 |
套 |
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8 |
PLC |
品牌：台达；型号：DVP48ES300T。 软件：IS-PSoft |
1 |
套 |
二选一 |
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品牌：信捷；型号：XDH-60T4-E。 软件：XDPPro |
1 |
套 |
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9 |
伺服 |
品牌：台达；型号：ASD-B3-0721-L，ECM-B3M-C20807RS1。 |
1 |
套 |
二选一 |
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品牌：信捷；型号：DS5C1-20P7-PTA，MS6H-80CS30B1-20P7 |
1 |
套 |
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10 |
工具 |
内六角9件套1套，一字螺丝刀3寸1把，十字螺丝刀3寸1把，一字螺丝刀小号1把，十字螺丝刀小号1把，万用表1个，斜口钳1把，压线钳1把，尖嘴钳1把、剥线钳1把。 |
1 |
套 |
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11 |
气泵 |
气泵，静音。 |
1 |
套 |
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12 |
工作台 |
工作台外形尺寸1500mm x 1120mm x 800mm。 |
1 |
套 |
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13 |
电气 |
漏电开关1个、空气开关4个、保险盒（丝）4位、五孔电源插座1个、开关电源1个、中间继电器、接线端子1套、接线模组16个、接地端子1个、号码管1套、线槽1套、电线1套、C45导轨1套。 |
1 |
套 |
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14 |
气动 |
气泵1台、油水分离器1套、气管1套、三通1套。 |
1 |
套 |
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15 |
资料 |
手册 |
1 |
套 |
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五、评审标准与规程
综合应用竞赛评审由自动化生产线的安装与调试，数字化设计3D虚拟仿真、课程教学方案设计与答辩等三部分组成，其中“课程教学方案设计与答辩”为附加比赛项目。
（一）生产线的安装与调试（70%）
根据指定任务完成机械装配、电气安装、编程等，依据功能正确性、安全可靠性、布局合理性、操作规范性等综合考虑。
1、竞赛时间：4小时。
2、主要知识技能点
①系统规划设计任务；
②设备安装与电气连接任务；
③可编程控制器的编程调试任务；
④触摸屏及网络通讯编程与调试任务；
⑤步进电机、变频器、伺服驱动器的参数设置与调试任务；
⑥工业机器人应用任务；
⑦系统优化和功能提升任务。
3、评分表
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生产线的安装与调试评分表 |
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评分项目 |
评分主要观测点 |
配分 |
得分 |
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机械装配 30分 |
1、零件安装部位正确，每处不正确扣2分，直到扣完为止。 |
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2、各部件安装合理，每处不合理扣2分，直到扣完为止。 |
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3、气路连接正确，捆扎规范，如有漏气、不规范等，每处不合理扣2分，直到扣完为止。 |
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电气安装 20分 |
1、电气接线正确，捆扎规范，每处不正确或不规范扣2分，直到扣完为止。 |
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2、传感器等安装正确合理，每处不正确、不合理扣2分，直到扣完为止。 |
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编程与调试 40分 |
1、功能正确，符合任务要求。缺失一功能或不符合要求扣5分，直到扣完为止。 |
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2、不能实现正常运行，但可完成简单操作，最高给15分。 |
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安全规范 10分 |
1、选手需穿着工作服、绝缘工作鞋等，不符规定每处扣1分，扣完为止。 |
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2、操作规范，不规范扣2分 |
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3、带电操作，一次扣2分 |
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合 计 |
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（二）课程的教学方案设计与答辩（30%）
根据生产线的安装与调试和数字化设计3D虚拟仿真的内容，设计课程教学方案。
1、答辩时间：15分钟。
其中，点评与说课时间为10分钟，回答问题5分钟。
2、内容组成
①课程基本信息，包含课程名称、课程性质、授课对象、前后续课程等。
②本课程的教学内容、教学手段、教学方法、组织形式、教学资源、评价方法等。
③点评“学生”在完成“生产线的安装与调试”和“数字化设计3D虚拟仿真”两个教学项目的情况。
④本课程授课的主要创新点，如何体现“课程思政”、“两性一度”等。
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课程教学方案设计与答辩评分表 |
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评分项目 |
评分主要观测点 |
配分 |
得分 |
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教学内容 (30分) |
1、教学内容能充分贴合综合应用或数字化设计与仿真；课程思政体现的要素等。 |
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2、重点突出，重点、难点、关键点清晰，条理清楚。 |
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3、有层次、有梯度，充分体现“两性一度”。 |
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教学设计 (20分) |
1、教学方法新颖，有创新。 |
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2、教学组织合理，可操作性强。 |
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2、教学资源运用合理。 |
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授课说课 (30分) |
1、PPT设计充分展示教学内容。 |
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2、PPT制作表现力强，吸引力强。 |
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3、说课语言精练、表达准确，言简意赅，易于听懂。 |
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点评学生 (10分) |
能客观评价“学生”完成项目情况，准确分析教与学中存在问题，明确改进措施和方法。 |
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回答问题 |
回答问题流畅、正确。 |
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合计 |
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（三）数字化设计3D虚拟仿真（附加10%）
借助数字化设计软件（Process Simulate），完成某一产品选型、设计、调试、仿真，要求设计规范、功能满足设计要求、仿真与设计一致，达到虚实结合。
1、竞赛时间：3小时
2、竞赛内容组成
①能够根据工艺要求对生产线设备模型合理分类，对模型关节进行约束和定义，对相对运动部件建立主从关系及运动限制；
②能使用时序方式进行仿真验证工艺设计的合理性；
③能根据工艺要求设置机器人工件坐标系及其运动路径；
④能对机器人的运动轨迹、速度进行优化和仿真；
⑤能将机器人程序从仿真环境导出并导入到机器人中验证仿真设计路径；
⑥能验证工艺工序可达性；
⑦能够完成基于真实PLC和数字产线的虚拟调试工作的能力。
3、有关说明
①竞赛任务原则上采用标准库元件进行设计与仿真；
②如果参赛队伍自己建元件（库），将给予加分；
③数字化设计软件（Process Simulate）可由承办单位提供。
4、评分表(10%)
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数字化设计3D虚拟仿真评分表 |
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评分项目 |
评分主要观测点 |
配分 |
得分 |
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模型基本设置 （10分） |
1、模型的合理选择、导入、定义、分类，每处不正确扣1分，直到扣完为止。 |
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2、建立机械运动关系，每处不合理扣1分，直到扣完为止。 |
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模型搭建及仿真 （40分） |
1、模型中设备本体、机器人的坐标系、夹具的定义设置，每处不正确扣2分，直到扣完为止。 |
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2、程序编写，虚拟状态演示，功能正确，符合任务要求。缺失一功能或不符合要求扣3分，直到扣完为止。 |
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虚拟现实调试（40分） |
1、物理设备与虚拟设备实现同步调试，功能正确，符合任务要求。缺失一功能或不符合要求扣3分，直到扣完为止。 |
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2、不能实现正常运行，但可完成简单操作，最高给15分。 |
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自建模型元件 （10分） |
1、参赛队伍除使用标准库元件外，自建模型（元件）3个，并正确使用。 |
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2、自建模型（元件）达到5个及以上，并能正确使用。 |
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合 计 |
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六、其它
大赛未尽事宜，由竞赛组委会负责解答。
