2023年液壓與氣動系統(tǒng)裝調(diào)與維護(hù)賽項樣題 I卷（模塊1）

參賽選手須知1.本模塊任務(wù)書共25頁，如出現(xiàn)任務(wù)書缺頁、字跡不清等問題，請及時向裁判舉手示意，并進(jìn)行任務(wù)書的更換。2.各參賽隊?wèi)?yīng)在7小時內(nèi)完成本模塊任務(wù)書規(guī)定內(nèi)容，比賽時間到，比賽結(jié)束，選手按操作規(guī)范，整理好工作現(xiàn)場離開比賽場地，不得延誤。3.比賽結(jié)束，選手應(yīng)及時上交任務(wù)書，不得將其擅自帶離比賽場地，否則按棄權(quán)處理。4.選手提交的試卷用賽位號標(biāo)識，“選手確認(rèn)”部分填寫所在的“賽位號”，不得寫上姓名或與身份有關(guān)的信息，否則視成績無效。5.參賽選手在比賽過程中可提出設(shè)備器件更換要求。更換的器件經(jīng)裁判組檢測后，如為非人為損壞，由裁判根據(jù)現(xiàn)場情況給予補時；如人為損壞或器件正常，每次扣3分。6．在競賽過程中，備注項中有“”標(biāo)記的，表示選手已完成該項目內(nèi)容，示意裁判，在裁判的監(jiān)督下測量出數(shù)值并記錄測試結(jié)果，該數(shù)值只有一次測量機會，一經(jīng)確定不得修改；測試結(jié)果不合格也不得修改，并作為該項目的評分依據(jù)。7．系統(tǒng)開始運行時必須得到裁判的允許后，才能通電運行；若裝配不完整，則不允許試運行。8．在測量過程中，如裁判發(fā)現(xiàn)選手測量方法或選用工具不合理、不正確，可判定該項目未完成并不得分。9．所有項目的監(jiān)督檢測時間都納入競賽時間，不另行增加時間。10．未經(jīng)裁判簽名核實的數(shù)據(jù)都是無效數(shù)值，該項目不得分。11.程序必須簽字確認(rèn)后，才允許驗證任務(wù)功能，程序一經(jīng)確認(rèn)不得修改。注意：嚴(yán)禁在泵站運行時，手伸進(jìn)傳輸線內(nèi)調(diào)試設(shè)備！

競賽基本要求1.正確使用工具，操作安全規(guī)范。2.液壓和氣動元件安裝正確無誤、系統(tǒng)管路連接牢固、布局美觀，電路連接正確、可靠，符合行業(yè)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。3.愛惜賽場的設(shè)備和器材，盡量減少耗材的浪費。4.保持工作臺及附近區(qū)域干凈整潔。5.競賽過程中如有異議，可向現(xiàn)場考評人員舉手示意，不得擾亂賽場秩序。6.遵守賽場紀(jì)律，尊重考評人員、技術(shù)支持人員，服從安排。任務(wù)描述：本模塊通過常用液壓氣動元件搭建、控制程序編寫與人際界面的設(shè)計，用于模擬一個完整的工業(yè)生產(chǎn)過程，包括上料、物料傳輸、物料加工、物料堆垛等典型工藝過程，通過液壓執(zhí)行元件的有序動作，觀測設(shè)計結(jié)果。其中上料單元可以采用液動或氣動元件實現(xiàn)，物料傳輸采用液壓馬達(dá)作為動力源，物料加工采用三個液壓缸，分別模擬軋制加工、沖壓加工，物料堆垛系統(tǒng)采用氣動元件實現(xiàn)，堆垛機驅(qū)動動力可以采用液壓動力或者電機動力（伺服電機或步進(jìn)電機）。通過程序的編寫模擬生產(chǎn)過程的真實情況，包括監(jiān)控界面、操作模式（手動、自動、單周期等）、報警模式等。任務(wù)一、液壓與氣動系統(tǒng)回路安裝與調(diào)試（40分）（一）工業(yè)雙泵液壓泵站安裝與調(diào)試選手根據(jù)賽場提供的設(shè)備，采用規(guī)范的安裝及調(diào)試工藝，按任務(wù)書的要求，完成泵站的安裝及工作壓力調(diào)試。1.變量葉片泵的安裝與調(diào)試要求1：按照圖1要求，選擇對應(yīng)的液壓元件，完成變量葉片泵系統(tǒng)的安裝與調(diào)試。要求2：將限壓式變量葉片泵限壓壓力調(diào)定為4.6MPa，在表1中記錄壓力值，并舉手示意報請裁判驗證并簽字確認(rèn)。要求3：調(diào)試出變量葉片泵系統(tǒng)的輸出壓力為4.2MPa，在表1中記錄壓力值，并舉手示意報請裁判驗證并簽字確認(rèn)。圖1變量葉片泵系統(tǒng)調(diào)壓回路表1變量葉片泵的輸出壓力確認(rèn)表序號泵源功能要求P2（MPa）選手確認(rèn)（填賽位號）裁判確認(rèn)（簽字確認(rèn)）備注1變量葉片泵限壓壓力2變量葉片泵系統(tǒng)壓力2.定量柱塞泵的安裝與調(diào)試要求1：按照圖2要求，選擇對應(yīng)的液壓元件，完成定量柱塞泵系統(tǒng)的安裝與調(diào)試。要求2：定量柱塞泵系統(tǒng)采用溢流閥并聯(lián)控制方式，通過電磁換向閥進(jìn)行一、二級壓力切換，系統(tǒng)回油采用冷卻器冷卻，根據(jù)現(xiàn)場液壓泵站配置，將圖2補充完整并進(jìn)行管路搭接。要求3：定量柱塞泵初次使用前，根據(jù)該泵使用要求，舉手示意向裁判報請合理做法。要求4：調(diào)試出定量柱塞泵輸出一級壓力為5.5MPa，二級壓力為4.0MPa，在表2中記錄壓力表壓力值，并舉手示意報請裁判簽字確認(rèn)。圖2定量柱塞泵系統(tǒng)調(diào)壓回路表2定量柱塞泵的輸出壓力確認(rèn)表序號泵源功能要求P2（MPa）選手確認(rèn)（填賽位號）裁判確認(rèn)（簽字確認(rèn)）備注1定量柱塞泵一級壓力2二級壓力（二）液壓系統(tǒng)回路搭建與調(diào)試根據(jù)賽場所提供設(shè)備，選手按任務(wù)書各液壓系統(tǒng)回路的要求，選擇適當(dāng)?shù)囊簤洪y，組建任務(wù)書要求的板式回路或疊加回路，完成液壓系統(tǒng)安裝與調(diào)試，注意安裝及調(diào)試工藝須規(guī)范。圖3全自動軋鋼沖壓模擬裝置液壓回路圖1.物料傳輸單元本單元采用液壓馬達(dá)通過機械裝置，帶動傳輸系統(tǒng)運行，實現(xiàn)物料的傳輸。選用葉片泵油路系統(tǒng)供油，物料傳輸單元油路系統(tǒng)在滿足如下要求時，進(jìn)行液壓系統(tǒng)安裝與調(diào)試，注意安裝及調(diào)試工藝須規(guī)范。要求1：采用電磁比例換向閥控制液壓馬達(dá)轉(zhuǎn)動方向及轉(zhuǎn)速。要求2：液壓油經(jīng)變量葉片泵系統(tǒng)供油給比例閥前需進(jìn)一步清潔。要求3：選用現(xiàn)場提供的疊加式液壓元件及比例液壓元件，將物料傳輸單元液壓回路在圖3中補充完整，并完成物料傳輸單元油路系統(tǒng)安裝與調(diào)試。要求4：采用PLC中的PID功能控制比例換向閥實現(xiàn)對液壓馬達(dá)的調(diào)速，采用2個按鈕開關(guān)分別控制液壓馬達(dá)轉(zhuǎn)動和液壓馬達(dá)停止動作。要求5：設(shè)計組態(tài)界面，界面帶有P、I、D三個參數(shù)的設(shè)置窗口并通過參數(shù)值修改對液壓馬達(dá)進(jìn)行速度調(diào)節(jié)。要求6：設(shè)計組態(tài)界面，界面帶有液壓馬達(dá)實時轉(zhuǎn)速顯示窗口，并帶有液壓馬達(dá)轉(zhuǎn)速設(shè)定窗口，由現(xiàn)場裁判給出液壓馬達(dá)轉(zhuǎn)速（30r/min~50r/min任意給定），誤差±3r/min。要求7：物料傳輸單元按功能要求調(diào)試完畢后，將調(diào)試結(jié)果填寫至表3，并舉手示意報請裁判簽字確認(rèn)。表3物料傳輸單元功能確認(rèn)表序號任務(wù)功能實現(xiàn)記錄（填“是”或“否”）選手確認(rèn)（填賽位號）裁判確認(rèn)（簽字確認(rèn)）備注1回路使用比例調(diào)速閥控制液壓馬達(dá)轉(zhuǎn)速2按鈕控制液壓馬達(dá)啟停3液壓馬達(dá)轉(zhuǎn)速PID控制功能4液壓馬達(dá)轉(zhuǎn)速給定功能5液壓馬達(dá)穩(wěn)定轉(zhuǎn)速在給定轉(zhuǎn)速±3r/min以內(nèi)2.雙缸軋制單元本單元采用液壓雙缸帶動軋輥，實現(xiàn)物料的滾軋。選用柱塞泵油路系統(tǒng)供油，雙缸軋制單元油路系統(tǒng)在滿足如下要求時，進(jìn)行液壓系統(tǒng)安裝與調(diào)試，注意安裝及調(diào)試工藝須規(guī)范。要求1：換向閥采用三位四通電磁換向閥，換向閥在中位時，液壓泵不卸荷，執(zhí)行機構(gòu)被鎖緊。要求2：液壓雙缸下行采用單向節(jié)流閥進(jìn)油節(jié)流調(diào)速。要求3：液壓雙缸上行采用進(jìn)油調(diào)速，且液壓雙缸上行速度基本不受負(fù)載波動影響。要求4：液壓雙缸下行（或上行）到底，液壓缸無桿腔（或有桿腔）壓力可調(diào)，且系統(tǒng)壓力同步變化。要求5：選用現(xiàn)場提供的疊加式液壓元件，將雙缸軋制單元液壓回路在圖3中補充完整，并完成雙缸軋制單元油路系統(tǒng)安裝與調(diào)試。要求6：調(diào)試出液壓雙缸下行到底，液壓雙缸無桿腔壓力值為4.6MPa，并在液壓回路圖3(b)中找出測壓點并標(biāo)注為P1，壓力值填入表4，并舉手示意報請裁判簽字確認(rèn)。要求7：采用兩個按鈕及PLC控制液壓缸動作啟停，通過編程實現(xiàn)對液壓缸的伸出、縮回控制，液壓缸下行速度為30mm/s，誤差±2mm/s，下行到位后延時5秒，以40mm/s速度上行,誤差為±2mm/s，上行到位后停止。注：速度確認(rèn)后，二次調(diào)整速度調(diào)節(jié)閥，對應(yīng)的液壓缸伸出或縮回速度顯示變化，該速度調(diào)節(jié)得分。要求8：雙缸軋制單元按功能要求調(diào)試完畢后，將調(diào)試結(jié)果填寫至表4，并舉手示意報請裁判簽字確認(rèn)。表4雙缸軋制單元功能確認(rèn)表序號任務(wù)結(jié)果記錄（MPa）選手確認(rèn)（填賽位號）裁判確認(rèn)（簽字確認(rèn)）備注1液壓雙缸無桿腔壓力序號任務(wù)功能實現(xiàn)記錄（填“是”或“否”）選手確認(rèn)（填賽位號）裁判確認(rèn)（簽字確認(rèn)）備注2按鈕控制液壓缸動作啟停3液壓缸下行到底延時5s縮回功能4液壓缸伸出穩(wěn)定速度30mm/s誤差±2mm/s液壓缸伸出二次速度調(diào)整，速度發(fā)生變化5液壓缸縮回穩(wěn)定速度40mm/s誤差±2mm/s液壓缸縮回二次速度調(diào)整，速度發(fā)生變化要求9：根據(jù)疊加閥在液壓回路中的位置，在表5中填寫出雙缸軋制單元油路系統(tǒng)中疊加閥名稱、疊加閥型號以及畫出疊加閥職能符號。表5疊加閥在雙缸軋制單元油路系統(tǒng)中的位置43210疊加閥基板疊加閥位置順序疊加閥名稱疊加閥型號疊加閥職能符號3.頂料單元選用柱塞泵油路系統(tǒng)供油，頂料單元油路系統(tǒng)在滿足如下要求時，進(jìn)行液壓系統(tǒng)安裝與調(diào)試，注意安裝及調(diào)試工藝須規(guī)范。要求1：換向閥采用二位四通電磁換向閥。要求2：頂料缸僅上行到底，液壓缸無桿腔壓力可調(diào)，且不影響系統(tǒng)壓力。要求3：頂料單元液壓缸上行到底后，壓力繼電器動作發(fā)訊。要求4：選用現(xiàn)場提供的疊加式液壓元件，將頂料單元液壓回路在圖3中補充完整，并完成頂料單元油路系統(tǒng)安裝與調(diào)試。要求5：已知頂料缸缸筒內(nèi)徑尺寸為30mm，活塞桿外徑尺寸為20mm，調(diào)節(jié)相應(yīng)的液壓元件至頂料缸上行模擬最大舉升力為2967N（忽略摩擦及自重，π取3.14），并在液壓回路圖3(c)中找出測壓點并標(biāo)注為P2，同時將液壓元件調(diào)定的壓力值（MPa）填入表6，并舉手示意報請裁判簽字確認(rèn)。要求6：調(diào)試出頂料單元液壓缸上行到底后，調(diào)試出壓力繼電器動作壓力為P3±0.5MPa，動作指示采用蜂鳴器指示，壓力繼電器動作結(jié)果填入表6，并舉手示意報請裁判簽字確認(rèn)。注：頂料缸上行到底，無桿腔壓力達(dá)到P2±0.5MPa時，蜂鳴器鳴叫。要求7：采用點動按鈕及PLC控制頂料單元液壓缸伸出及縮回。要求8：設(shè)計組態(tài)界面，壓力繼電器動作時，設(shè)計閃爍指示燈指示。要求9：采用自鎖按鈕斷開壓力繼電器與PLC之間的線路連接，按下液壓缸上行按鈕，液壓缸上行，5s后檢測不到壓力繼電器動作信號，組態(tài)界面彈出文字“壓力繼電器故障”，按下自鎖按鈕開關(guān)，接通壓力繼電器與PLC之間連接線，文字“壓力繼電器故障”隱藏。要求10：頂料單元按功能要求調(diào)試完畢后，將調(diào)試結(jié)果填寫至表6，并舉手示意報請裁判簽字確認(rèn)。表6頂料單元功能確認(rèn)表序號任務(wù)結(jié)果記錄（MPa）選手確認(rèn)（填賽位號）裁判確認(rèn)（簽字確認(rèn)）備注1頂料缸無桿腔壓力序號任務(wù)功能實現(xiàn)記錄（填“是”或“否”）選手確認(rèn)（填賽位號）裁判確認(rèn)（簽字確認(rèn)）備注2頂料缸上行到底，壓力繼電器動作，蜂鳴器鳴叫3點動按鈕控制液壓缸伸出、縮回4壓力繼電器動作，組態(tài)指示燈閃爍5文字“壓力繼電器故障”彈出與隱藏功能要求11：根據(jù)疊加閥在液壓回路中的位置，在表7中填寫出頂料單元油路系統(tǒng)中疊加閥名稱、疊加閥型號以及畫出疊加閥職能符號。表7疊加閥在頂料單元油路系統(tǒng)中的位置3210疊加閥基板疊加閥位置順序疊加閥名稱疊加閥型號疊加閥職能符號4.物料沖壓單元選用柱塞泵油路系統(tǒng)供油，物料沖壓單元油路系統(tǒng)在滿足如下要求時，進(jìn)行液壓系統(tǒng)安裝與調(diào)試，注意安裝及調(diào)試工藝須規(guī)范。要求1：換向閥采用三位四通電磁換向閥，換向閥在中位時，執(zhí)行機構(gòu)浮動。要求2：物料沖壓單元油路系統(tǒng)斷電時，液壓缸能在任意位置可靠鎖緊。要求3：沖壓缸下行采用單向節(jié)流閥回油節(jié)流調(diào)速。要求4：沖壓缸僅下行到底，液壓缸無桿腔壓力可調(diào)且不影響系統(tǒng)壓力。要求5：三位四通電磁換向閥電磁鐵斷電，液壓鎖保壓時，沖壓缸有桿腔具有負(fù)載沖擊保護(hù)功能，且不影響沖壓缸下行無級調(diào)速（要求4）。要求6：沖壓缸具有保壓-泄壓功能，保壓/泄壓功能由二位三通電磁換向閥控制液控單向閥X口進(jìn)行切換。要求7：選用現(xiàn)場提供的板式及插裝式液壓元件，將物料沖壓單元液壓回路在圖3中補充完整，并完成物料沖壓單元油路系統(tǒng)安裝與調(diào)試。要求8：調(diào)試出沖壓缸下行到底，無桿腔壓力值為3.8MPa，并在液壓回路圖3(d)中找出測壓點并標(biāo)注為P3，壓力值填入表8，并舉手示意報請裁判簽字確認(rèn)。要求9：調(diào)試出沖壓缸沖壓上行到底，有桿腔過載保護(hù)壓力值為4.2MPa，并在液壓回路圖3(d)中找出測壓點并標(biāo)注為P4，壓力值填入表8，并舉手示意報請裁判簽字確認(rèn)。要求10：采用點動按鈕及PLC控制液壓缸伸出-斷電保壓-泄壓-縮回，并將液壓缸實時位置的變化處理為液壓缸實時速度。要求11：設(shè)計組態(tài)界面，帶有液壓缸實時速度顯示窗口及實時速度曲線，通過調(diào)節(jié)相應(yīng)的液壓元件，調(diào)節(jié)液壓缸伸出速度為35mm/s，誤差為±2mm/s。注：速度確認(rèn)后，二次調(diào)整速度調(diào)節(jié)閥，對應(yīng)的液壓缸伸出速度顯示變化，該速度調(diào)節(jié)得分。要求12：物料沖壓單元按功能要求調(diào)試完畢后，將調(diào)試結(jié)果填寫至表8，并舉手示意報請裁判簽字確認(rèn)。表8物料沖壓單元功能確認(rèn)表序號任務(wù)結(jié)果記錄（MPa）選手確認(rèn)（填賽位號）裁判確認(rèn)（簽字確認(rèn)）備注1沖壓缸無桿腔壓力2沖壓缸有桿腔壓力序號任務(wù)功能實現(xiàn)記錄（填“是”或“否”）選手確認(rèn)（填賽位號）裁判確認(rèn)（簽字確認(rèn)）備注3點動按鈕控制液壓缸伸出-斷電保壓-泄壓-縮回功能4沖壓缸速度窗口顯示速度功能5沖壓缸速度顯示曲線6液壓缸伸出穩(wěn)定速度35mm/s誤差±2mm/s液壓缸伸出二次速度調(diào)整，速度發(fā)生變化要求13：已知油管內(nèi)徑尺寸為8mm，沖壓缸缸筒內(nèi)徑尺寸為25mm，活塞桿外徑尺寸為18mm，若沖壓缸下行速度為35mm/s，則進(jìn)油管液壓油平均流速為m/s（四舍五入，保留小數(shù)點后2位，π取3.14）。（三）氣動回路安裝與調(diào)試1.工作任務(wù)1選手根據(jù)賽場提供的設(shè)備，采用規(guī)范的安裝及調(diào)試工藝，結(jié)合氣動回路系統(tǒng)原理圖（圖4），選用合理的氣動閥、氣缸、氣管及輔件，完成氣動系統(tǒng)回路安裝與調(diào)試。圖4氣動回路系統(tǒng)原理圖任務(wù)要求：要求1：根據(jù)執(zhí)行部件位置，合理利用賽場提供的元件，完成氣動回路的安裝與調(diào)試。要求2：采用點動按鈕及PLC控制無桿氣缸左移、右移動作。要求3：設(shè)計組態(tài)畫面，畫面顯示無桿氣缸右移時間和左移時間，要求無桿氣缸右移時間為4s，左移時間為3s，時間誤差均為±0.5s。要求4：設(shè)計組態(tài)畫面，畫面顯示無桿氣缸實時動畫，要求無桿氣缸實時動畫與實際氣缸動作速度一致。注：允許動畫短時間滯后。要求5：氣動回路要求調(diào)試完畢后，將調(diào)試結(jié)果填寫至表9，并舉手示意報請裁判簽字確認(rèn)。表9氣動回路安裝及調(diào)試確認(rèn)表序號調(diào)試任務(wù)氣缸動作是否正常（填“是”或“否”）選手確認(rèn)（填賽位號）裁判確認(rèn)（簽字確認(rèn)）備注1頂料氣缸動作2推料氣缸動作3擋料氣缸動作4真空吸盤動作5雙軸氣缸動作6無桿氣缸動作序號任務(wù)功能實現(xiàn)記錄（填“是”或“否”）選手確認(rèn)（填賽位號）裁判確認(rèn)（簽字確認(rèn)）備注7點動按鈕控制無桿氣缸動作8無桿氣缸實時動畫9組態(tài)實時顯示無桿氣缸右移時間4s±0.5s10組態(tài)實時顯示無桿氣缸左移時間3s±0.5s2.工作任務(wù)2任務(wù)要求：繼電器控制氣動回路搭接與調(diào)試在平臺上搭接出一個采用繼電器控制的雙作用氣缸往返動作回路。動作流程為：按下啟動按鈕→氣缸慢速伸出→氣缸伸出到位（無桿腔壓力0.36MPa）→延時繼電器延時（約3s）→延時繼電器延時時間到→氣缸快速排氣縮回→氣缸縮回到位，氣控延時閥延時→氣控延時時間到(約3s)→氣缸再次伸出，動作依次往復(fù)循環(huán)。根據(jù)上述要求，搭接氣動及電氣控制回路，調(diào)試完成后，將調(diào)試結(jié)果填入表10，并舉手示意報請裁判簽字確認(rèn)。說明：允許使用工作任務(wù)1中的電磁換向閥。表10氣動回路設(shè)計功能確認(rèn)表序號任務(wù)系統(tǒng)結(jié)果記錄/MPa選手確認(rèn)(填賽位號)裁判確認(rèn)（簽字確認(rèn)）備注1氣缸無桿腔壓力序號任務(wù)系統(tǒng)動作結(jié)果（填“是”或“否”）選手確認(rèn)(填賽位號)裁判確認(rèn)（簽字確認(rèn)）備注2具有氣缸往復(fù)循環(huán)動作功能3具有慢速伸出功能4具有氣缸伸出到底時間繼電器延時功能5具有快速排氣縮回功能6具有氣缸縮回到底氣控延時閥延時功能任務(wù)二、電氣控制回路連接與排故（10分）選手根據(jù)賽場提供的設(shè)備，采用規(guī)范的安裝及調(diào)試工藝，選取合適的導(dǎo)線和輔件，完成電氣控制回路的連接，并完成各執(zhí)行部件動作功能測試。3臺PLC選用控制屏模擬控制單元、掛箱（西門子或三菱）模塊PLC和物料分揀倉儲單元PLC。工作任務(wù)1：要求1：根據(jù)I/O表，使用實驗導(dǎo)線將液壓電磁閥、氣動電磁閥與相應(yīng)控制單元的PLC輸入、輸出端及模擬量輸入、輸出端進(jìn)行連接。說明：未按照附件1（I/O分配表）接線，此項分?jǐn)?shù)在程序運行驗證中扣除。要求2：實訓(xùn)導(dǎo)線、通信線的連接、插拔應(yīng)符合操作規(guī)范。要求3：掛箱面板同一接線柱最多插兩層導(dǎo)線。說明：任務(wù)一中繼電器控制氣動回路搭接與調(diào)試除外。要求4：實訓(xùn)臺與掛箱、閥與掛箱之間的連接導(dǎo)線，按不同功能分開進(jìn)行捆扎，間距為80mm～100mm。工作任務(wù)2：要求1：根據(jù)I/O表，完成3-4個傳感器的安裝、接線及調(diào)試，安裝調(diào)試完成后，在表12中填寫出安裝調(diào)試的傳感器位置名稱，并將調(diào)試結(jié)果舉手示意報請裁判簽字確認(rèn)。要求2：在附件2上畫出掛箱模塊PLC接線圖。表12傳感器安裝調(diào)試功能確認(rèn)表序號傳感器位置名稱調(diào)試結(jié)果是否正確（填“是”或“否”）選手確認(rèn)(填賽位號)裁判確認(rèn)（簽字確認(rèn)）備注1234任務(wù)三、控制系統(tǒng)PLC程序設(shè)計（10分）根據(jù)現(xiàn)場所提供設(shè)備及工業(yè)氣動元件、液壓元件及賽場提供的任務(wù)書，編寫PLC控制程序，控制液壓泵站、物料傳輸單元、雙缸軋制單元、頂料單元、物料沖壓單元、下料堆垛單元、物料分揀倉儲單元。把設(shè)計好的程序保存到電腦的“D:\液壓與氣動系統(tǒng)裝調(diào)與維護(hù)\賽位號\任務(wù)三PLC程序文件夾”下。任務(wù)要求：要求1：程序注釋編寫程序時，相應(yīng)的數(shù)字量輸入、輸出點及液壓油溫度、液壓雙缸位移、沖壓缸位移、液壓雙缸速度、沖壓缸速度、沖壓缸無桿腔壓力、液壓馬達(dá)轉(zhuǎn)速變量加上中文注釋。要求2：控制系統(tǒng)選用控制屏上模擬控制單元PLC、掛箱（西門子或三菱）模塊和物料分揀倉儲單元3臺PLC組成，3臺PLC須通過ModbusRTU網(wǎng)絡(luò)通信（西門子）或N:N網(wǎng)絡(luò)通信（三菱）進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。要求3：模擬量信號采集及處理功能雙缸軋制單元液壓雙缸位移采集功能：實時監(jiān)測液壓雙缸位置變化，并以十進(jìn)制形式在地址D66（西門子VD66）中顯示液壓雙缸伸出實時位置值,液壓雙缸伸出到底顯示150mm,縮回到底顯示0mm，誤差±0.5mm。雙缸軋制單元液壓雙缸速度采集功能：實時監(jiān)測液壓雙缸速度，并以十進(jìn)制形式在地址D76（西門子VD76）中顯示液壓雙缸實時速度值。物料沖壓單元液壓缸位移采集功能：實時監(jiān)測沖壓缸位置變化，并以十進(jìn)制形式在地址D86（西門子VD86）中顯示沖壓缸伸出實時位置值，沖壓缸伸出到底顯示150mm，縮回到底顯示0mm，誤差±0.5mm。物料沖壓單元液壓缸速度采集功能：實時監(jiān)測沖壓缸速度，并以十進(jìn)制形式在地址D96（西門子VD96）中顯示沖壓缸實時速度值。物料沖壓單元液壓缸壓力采集功能：實時監(jiān)測沖壓缸無桿腔壓力，并以十進(jìn)制形式在地址D106（西門子VD106）中顯示實時壓力值。與壓力表示數(shù)偏差±0.2MPa。溫度采集功能：實時監(jiān)測油箱的溫度變化，并以十進(jìn)制形式在地址D116（西門子VD116）中顯示當(dāng)前溫度值，與溫度表示數(shù)偏差±1℃。說明：三菱系統(tǒng)為電流信號（4～20mA），西門子系統(tǒng)為電壓信號（1～5V）。要求4：液壓馬達(dá)轉(zhuǎn)速采集功能實時監(jiān)測液壓馬達(dá)的轉(zhuǎn)速變化，以十進(jìn)制形式在地址D126（西門子VD126）中顯示當(dāng)前轉(zhuǎn)速值。要求5：泵站保護(hù)功能油過濾器壓差保護(hù)、液位低保護(hù)。當(dāng)壓差發(fā)訊信號斷開或者液位低信號閉合時，液壓泵順序停機。要求6：切換功能通過切換01控制按鈕模塊上的旋鈕開關(guān)SA1，可以選擇“單步運行功能”、和“全自動運行功能”。要求7：單步運行功能按下按鈕開關(guān)SB1頂料氣缸伸出，再次按下按鈕開關(guān)SB1，頂料氣缸縮回。按下按鈕開關(guān)SB2推料氣缸伸出，再次按下按鈕開關(guān)SB2，推料氣缸縮回。按下按鈕開關(guān)SB3擋料氣缸伸出，再次按下按鈕開關(guān)SB3，擋料氣缸縮回。按下按鈕開關(guān)SB4雙軸氣缸伸出，再次按下按鈕開關(guān)SB4，雙軸氣缸縮回。按下按鈕開關(guān)SB5無桿氣缸右移，再次按下按鈕開關(guān)SB5，無桿氣缸左移。要求8：全自動運行功能暫停功能全自動運行過程中，按下按鈕開關(guān)SB4時，系統(tǒng)當(dāng)前動作暫停，再次按下按鈕開關(guān)SB4時，動作繼續(xù)運行。注：可通過暫停按鈕暫停系統(tǒng)繼續(xù)動作，來進(jìn)行當(dāng)前要求數(shù)據(jù)的驗證。停止功能物料離開上料單元后，按下停止按鈕SB1，則系統(tǒng)不會立即停止，繼續(xù)完成當(dāng)前物料的加工和堆垛后，停止上料，蜂鳴器以１Hz的頻率提示（注：泵站與傳送系統(tǒng)不停止）。按下啟動按鈕SB2后，蜂鳴器停止報警，繼續(xù)上料運行。復(fù)位功能按下SB3按鈕，系統(tǒng)進(jìn)行復(fù)位。復(fù)位時根據(jù)各傳感器是否處于初始狀態(tài)，執(zhí)行相應(yīng)的復(fù)位動作，系統(tǒng)有15s的運行過程。完成后蜂鳴器以0.5Hz頻率提示復(fù)位完成，3s后停止鳴叫。故障報警功能現(xiàn)場裁判任意指定選手?jǐn)嚅_雙軸氣缸或無桿氣缸對應(yīng)的PLC輸出點，當(dāng)程序運行檢測到該點有輸出時，延時2s，蜂鳴器報警。報警形式為每間隔2s，蜂鳴器分別以2Hz鳴叫2聲（雙軸氣缸）、3聲（無桿氣缸），該線插上后，報警停止，繼續(xù)當(dāng)前動作。說明：全自動運行中斷開1個點，由裁判任意指定。急停功能全自動運行過程中，在真空吸盤吸取物料后，雙軸氣缸縮回時，按下01掛箱上的急停按鈕QS模擬急停，液壓馬達(dá)、液壓缸及氣缸、步進(jìn)電機均停止動作，真空吸盤繼續(xù)保持吸取狀態(tài)；急停按鈕復(fù)位后，繼續(xù)沿當(dāng)前加工工序繼續(xù)進(jìn)行。全自動運行功能按下啟動按鈕SB2→葉片泵啟動→延時2s→柱塞泵啟動→延時2s→泵站控制閥得電→液壓馬達(dá)以35r/min正轉(zhuǎn)→延時2s→液壓雙缸以25mm/s速度伸出至135mm（第2次140mm，第3次145mm）→頂料氣缸伸出→延時2s→推料氣缸推出物料→推料氣缸到位后縮回（縮回到位，頂料氣缸縮回）→沖壓單元檢測入料→擋料氣缸伸出→沖壓單元物料到位→液壓雙缸以30mm/s速度縮回→延時2s→頂料單元液壓缸頂起物料→壓力繼電器發(fā)訊→沖壓缸以30mm/s速度沖壓→沖壓缸沖壓到底→換向閥斷電保壓5s→泄壓2s→沖壓缸縮回→沖壓缸縮回到位，頂料缸縮回→液壓馬達(dá)速度切換為55r/min→擋料氣缸縮回→下料單元物料檢測到位→下料單元雙軸氣缸伸出→雙軸氣缸伸出到位→真空吸盤吸取物料→延時2s→雙軸氣缸縮回到位→無桿氣缸右移，右移到位→步進(jìn)電機由原點上升至第一塊物料堆垛位置→真空吸盤關(guān)閉，完成第1塊物料的堆垛，物料分揀倉儲單元進(jìn)行物料分揀入倉→步進(jìn)電機退回→無桿氣缸左移→無桿氣缸左移到位→液壓馬達(dá)速度切換為35r/min→液壓雙缸伸出，繼續(xù)循環(huán)頂料、出料、軋制、沖壓及堆垛流程，完成剩余2塊物料的加工和堆垛。3塊物料堆垛完成后，液壓馬達(dá)停轉(zhuǎn)→蜂鳴器以1Hz頻率鳴叫→變量葉片泵停機→延時2s→泵站控制閥失電→延時2s柱塞泵停機、蜂鳴器停止鳴叫。圖5物料分揀倉儲要求要求9：程序確認(rèn)選手PLC程序設(shè)計完成并下載調(diào)試完成各項功能后，在表13中確認(rèn)程序并舉手示意報請裁判簽字確認(rèn)程序。說明：程序一經(jīng)確認(rèn)不得修改，程序簽字確認(rèn)后才允許報請裁判驗證表14、表15及表16中的功能。表13程序確認(rèn)表程序是否確認(rèn)（填“是”或“否”）確認(rèn)時間（填當(dāng)前時間）選手確認(rèn)（填賽位號）裁判確認(rèn)（簽字確認(rèn)）備注要求10：功能結(jié)果記錄在表14中記錄各功能執(zhí)行情況，并舉手示意報請裁判簽字確認(rèn)。表14PLC程序功能確認(rèn)表序號任務(wù)要求描述完成情況（填“是”或“否”）選手確認(rèn)（填賽位號）裁判確認(rèn)（簽字確認(rèn)）備注文件夾名稱及程序保存位置正確程序注釋（填兩臺PLC所有注釋總數(shù)）注釋總計個液壓雙缸位移采集功能伸出到底150mm，縮回到底0mm,誤差±0.5mm沖壓缸位移采集功能伸出到底150mm，縮回到底0mm,誤差±0.5mm沖壓缸壓力采集功能與表壓偏差±0.2MPa溫度采集功能與溫度表示數(shù)偏差±1℃液壓馬達(dá)轉(zhuǎn)速采集功能泵站保護(hù)功能頂料氣缸單步運行功能推料氣缸單步運行功能擋料氣缸單步運行功能雙軸氣缸單步運行功能無桿氣缸單步運行功能暫停功能系統(tǒng)動作流程的暫停與繼續(xù)停止功能復(fù)位功能故障報警功能急停功能按下急停吸盤繼續(xù)吸取物料，復(fù)位后繼續(xù)動作任務(wù)四、上位機組態(tài)（10分）任務(wù)描述：用設(shè)備提供的上位機組態(tài)軟件MCGS設(shè)計組態(tài)界面，并與現(xiàn)場可編程控制器連接，實現(xiàn)畫面監(jiān)控。要求1：建立過程變量。要求2：設(shè)計變量葉片泵點動啟、?？刂乒δ堋Ｒ?：設(shè)計定量柱塞泵點動啟、?？刂乒δ堋Ｒ?：設(shè)計液壓馬達(dá)轉(zhuǎn)速實時曲線監(jiān)控界面，并進(jìn)行速度監(jiān)控。要求5：設(shè)計沖壓缸無桿腔壓力實時曲線監(jiān)控界面，并進(jìn)行沖壓缸無桿腔壓力監(jiān)控。要求6：設(shè)計步進(jìn)電機點動控制界面，可進(jìn)行步進(jìn)電機速度切換并實時顯步進(jìn)電機轉(zhuǎn)速。要求7：設(shè)計密碼登錄界面，密碼為111，密碼輸入錯誤彈出“密碼錯誤，請重新輸入”，密碼輸入正確，進(jìn)入步進(jìn)電機點動控制界面。要求8：設(shè)計故障報警功能，當(dāng)設(shè)備故障時，采用指示燈動畫閃爍表示故障狀態(tài)。在表15中記錄組態(tài)功能完成情況，并舉手示意報請裁判簽字確認(rèn)。表15組態(tài)設(shè)計與調(diào)試功能確認(rèn)表序號任務(wù)要求描述完成情況（填“是”或“否”）選手確認(rèn)（填賽位號）裁判確認(rèn)（簽字確認(rèn)）備注變量葉片泵啟、停點動控制功能定量柱塞泵啟、停點動控制功能液壓馬達(dá)轉(zhuǎn)速曲線實時顯示功能沖壓缸無桿腔壓力曲線實時顯示功能步進(jìn)電機點動控制功能步進(jìn)電機轉(zhuǎn)速切換控制功能步進(jìn)電機轉(zhuǎn)速顯示功能密碼錯誤彈出提示功能密碼正確進(jìn)入步進(jìn)電機點動控制界面故障報警時，指示燈閃爍功能任務(wù)五、整機調(diào)試與運行（10分）根據(jù)所提供設(shè)備并綜合任務(wù)一至任務(wù)四，完成整機調(diào)試與運行。液壓系統(tǒng)圖見圖3，氣動系統(tǒng)圖見圖4。任務(wù)要求：要求1：葉片泵、柱塞泵依次能正常啟動，泵站控制閥得電。要求2：上料單元頂料氣缸、推料缸能依次正常動作，物料能順利出倉。要求3：物料傳輸單元液壓馬達(dá)轉(zhuǎn)速具有35r/min-55r/min-35r/min切換功能，穩(wěn)定轉(zhuǎn)速誤差±3r/min。要求4：液壓雙缸伸出位置依次為135mm、140mm、145mm，誤差±1mm。要求5：液壓雙缸伸出速度25mm/s，誤差±2mm/s。要求6：液壓雙缸縮回速度30mm/s，誤差±2mm/s。要求7：具有頂料-沖壓功能。要求8：沖壓缸伸出到底，具有保壓5s-泄壓功能。要求9：沖壓缸沖壓速度為30mm/s，誤差±2mm/s。要求10：具有物料搬運、堆垛功能，要求堆垛物料時，物料的下表面與接料臺上表面間隙不得超過1cm。要求11：整個系統(tǒng)需完成3塊物料堆垛。要求12:3塊物料堆垛完成后，蜂鳴器以1Hz頻率鳴叫，柱塞泵停止后蜂鳴器停止鳴叫。要求13：整套系統(tǒng)每個單元工作銜接流暢，不出現(xiàn)任何故障現(xiàn)象。要求14：設(shè)計組態(tài)界面，組態(tài)界面包含液壓馬達(dá)轉(zhuǎn)速顯示框、雙缸位置顯示框、雙缸速度顯示框、沖壓缸位置顯示框、沖壓缸速度顯示框，顯示要求中要驗證的數(shù)據(jù)。注：組態(tài)界面數(shù)顯框功能不能實現(xiàn)則通過監(jiān)控PLC程序進(jìn)行數(shù)據(jù)驗證。在表16中記錄各單元運行功能，并舉手示意報請裁判簽字確認(rèn)。表16整機運行與調(diào)試確認(rèn)表序號任務(wù)要求描述完成情況（填“是”或“否”）選手確認(rèn)（填賽位號）裁判確認(rèn)（簽字確認(rèn)）備注1葉片泵、柱塞泵順序啟動功能2頂料-推料出倉功能3液壓馬達(dá)速度切換功能35r/min-55r/min-35r/min穩(wěn)定轉(zhuǎn)速誤差±3r/min4雙缸滾軋位置135mm,140mm,145mm誤差±1mm(填滾軋位置)滾軋位置1:mm滾軋位置2:mm滾軋位置3:mm5液壓雙缸伸出速度25mm/s誤差±2mm/s6液壓雙缸縮回速度30mm/s誤差±2mm/s7頂料-沖壓功能8沖壓缸保壓5s-泄壓功能9沖壓缸伸出速度30mm/s誤差±2mm/s10物料搬運、堆垛功能11堆垛完成3塊物料完成塊（填數(shù)字）12堆垛完成提醒功能13系統(tǒng)工作流暢14組態(tài)界面數(shù)據(jù)顯示框數(shù)據(jù)顯示個數(shù)（共5個）組態(tài)數(shù)據(jù)顯示個（填數(shù)字）附件1掛箱主機I/O分配表(三菱/西門子)序號注釋輸入地址序號注釋輸出地址1頂料氣缸/停止按鈕SB1X0I0.019液壓雙缸縮回Y0Q0.02推料氣缸/啟動按鈕SB2X1I0.120液壓雙缸伸出Y1Q0.13擋料氣缸/復(fù)位按鈕SB3X2I0.221液壓頂料缸Y2Q0.24雙軸氣缸/暫停按鈕SB4X3I0.322液壓沖壓缸伸出Y3Q0.35無桿氣缸SB5X4I0.423液壓沖壓缸縮回Y4Q0.46切換開關(guān)SA2-1X5I0.524泵站控制閥Y5Q0.57切換開關(guān)SA2-2X6I0.625