资源简介

2022年全国职业院校技能大赛
中职组
液压与气动系统装调与维护赛项
任
务
书
(样题-G卷 模块2)
中国·北京
场次： 赛位号： 开始时间： 结束时间：
参赛选手须知
1.本模块任务书共8页，如出现任务书缺页、字迹不清等问题，请及时向裁判举手示意，并进行任务书的更换。
2.各参赛队应在1.5小时内完成任务书规定内容，比赛时间到，比赛结束，选手按操作规范，整理好工作现场离开比赛场地，不得延误。
3.比赛结束，选手应及时上交任务书，不得将其擅自带离比赛场地，否则按弃权处理。
4.选手提交的试卷用赛位号标识，“选手确认”部分填写所在的“赛位号”，不得写上姓名或与身份有关的信息，否则视成绩无效。
任务六、液压与气动系统回路设计或优化、典型液压回路分析（15分）
任务要求1：液压系统油路分析
某折弯机出现横梁两侧油缸不同步，左侧油缸下降时发生抖动，上升正常。
图5数控折弯机原理图
根据以上描述，回答以下问题：
问题1：图中5阀的功能是什么。
答：
问题2：12的功能是什么。
答：
问题3：14的功能是什么。
问题4：分析故障原因？
答：
任务要求2：气动系统回路设计
如图6所示为贴签装箱装置的工作示意图，辅助缸将产品压紧，然后通过A缸对产品进行贴标签，贴完后，一个一个送到B缸的推架上；当推架上有4个产品后，B缸伸出，将产品送入包装箱体中，辅助缸上升缩回。该装置的动作过程为：A缸伸出→A缸缩回→A缸伸出→A缸缩回（A缸伸出缩回达到4次后）→ B缸伸出→B缸缩回。（辅助缸动作不予考虑）
纯气动回路设计要求：
要求1：按下单一循环启动按钮后，工作流程是：A缸连续往复4次，B缸伸出，B缸缩回，结束。
要求2：按下连续循环按钮后，工作流程是：A缸连续往复4次，B缸伸出，B缸缩回，重复以上动作。
图6 贴签装箱装置工作示意图
根据以上控制要求及动作步骤，在附件4图纸中绘制纯气动回路原理图，并在对应的元件符号旁边标明具体名称。（要求采用标准的气动元件符号绘制气动原理图）。
任务要求3：电气控制回路设计
电气回路控制要求：
按照图7所示的主控回路，要求设计电气控制回路，当按下启动按钮时，实现A缸伸出→A缸缩回→A缸伸出→A缸缩回（重复4次后）→ B缸伸出→B缸缩回。设气缸行程开关是PNP型的磁感应式接近开关（不是干簧开关）。
要求：按下启动按钮，工作一个周期后停止。
图7 气动回路图
根据以上控制要求及动作步骤，在附件5图纸中绘制电气控制回路原理图。
任务七 液压知识与职业能力（5分）
1.下列哪个不是蓄能器的用途（ ）。(单选题)
A.存贮能量，辅助能源 B.吸收脉动，工作稳定 C.补偿漏损 D.调整系统压力
2.下列有关蓄能器安装不正确的是（ ）。(单选题)
A.垂直安装 B.水平安装 C.靠近振动源处安装 D.蓄能器安装处应留有一定的空间
3. 蓄能器长期停止使用时，应（）油口与压力油管之间的截止阀，保持蓄能器内的油压在充气压力以上。(单选题)
A.打开 B.关闭 C.均可以
4.液压元件安装固定时，用力要适当，防止拧紧力（）使元件变形而造成漏油或使某些零件不能动作。(单选题)
A.过小 B.均匀受力 C.过大
5.液压方向阀一般应保持轴线（ ） 。(单选题)
A.垂直安装 B.水平安装 C.垂直与水平均可以 D.倾斜安装
6.英文Emergency button的中文含义是（ ）。（单选题）
A.急停按钮 B.按钮 C.故障 D.交通灯
7.液压传动不具备过载保护功能，但其效率较高。（）（单选题）
A.该说法错误 B.该说法正确
8.服务类职位需要的能力有（）。（多选题）
A.团队合作精神 B.沟通能力 C.学习能力 D .英语水平
9.通过（）最终成就了工匠的精湛技艺。（多选题）
A.勤奋学习 B.不懈奋斗 C. 执着追求 D.长期积累
10.要打造国际品牌，必须从提升我国制造业实力入手，注重创新能力的提升。（）（单选题）
A．该说法正确 B.该说法错误
附件4
液压与气动系统回路设计或优化场次号：赛位号：液压与气动系统装调与维护赛项
附件5
液压与气动系统回路设计或优化场次号：赛位号：液压与气动系统装调与维护赛项
(
5
)2022年全国职业院校技能大赛
中职组
液压与气动系统装调与维护赛项
任
务
书
(样题-E卷 模块2)
中国·北京
场次： 赛位号： 开始时间： 结束时间：
参赛选手须知
1.本模块任务书共8页，如出现任务书缺页、字迹不清等问题，请及时向裁判举手示意，并进行任务书的更换。
2.各参赛队应在1.5小时内完成任务书规定内容，比赛时间到，比赛结束，选手按操作规范，整理好工作现场离开比赛场地，不得延误。
3.比赛结束，选手应及时上交任务书，不得将其擅自带离比赛场地，否则按弃权处理。
4.选手提交的试卷用赛位号标识，“选手确认”部分填写所在的“赛位号”，不得写上姓名或与身份有关的信息，否则视成绩无效。
任务六、液压与气动系统回路设计或优化、典型液压回路分析（15分）
任务要求1：液压系统油路分析
人造板是目前家具、装饰等行业广泛使用的材料，是当今不可替代的产品之一。其中，人造板贴面是其工序之一，就是把人造板在高温高压下，压制一定时间，以完成人造板表面花纹的固化。如图5,为某厂人造板贴面使用液压机液压回路图，其典型工作过程是：压机提升---进料（图中没有表示）---快降---慢降---加压----保压---泄压---提升。其基本原理是阀F1的电磁线圈10YV1通电，液控阀打开，电磁线圈10YV9，10YV8通电，压机开始下落，当碰到行程开关SQ2时，快降电磁线圈10YV9断电，开始慢降，当接触到SQ3时，10YV3通电，主缸开始加压，此时10YV2通电，保证了工艺要求的压力上升曲线，当压力达到电控压力表10SP2设定的上限压力时，进入保压阶段，保压时间到了之后，10YV7通电，开始了工艺所要求的小卸压，接着10YV6通电，预充阀（液控单向阀）打开，实现全部卸荷。
图5 液压机液压原理图
根据以上描述，回答以下问题：
问题1：图中10YV6电磁阀得电时，系统工作在“压机提升---快降---慢降---加压----保压---泄压---提升”的哪些阶段？
答：
问题2：当液压机提升到位后，就开始进料，如果此时，液压缸出现非正常缓慢下降故障时，导致无法进料，故障原因可能有哪些？（回答2个即可）
答：
问题3：为防止压机下降过程中，出现压力冲击，在图中F8处虚线框内画出合适的液压元件符号。
问题4：10YV1电磁线圈烧毁，则出现的故障现象是什么？
答：
问题5：10YV6电磁线圈烧毁，则出现的故障现象是什么？
答：
任务要求2：气动系统回路设计
如图6所示为贴签装箱装置的工作示意图，辅助缸将产品压紧，然后通过A缸对产品进行贴标签，贴完后，一个一个送到B缸的推架上；当推架上有4个产品后，B缸伸出，将产品送入包装箱体中，辅助缸上升缩回。该装置的动作过程为：A缸伸出→A缸缩回→A缸伸出→A缸缩回（A缸伸出缩回达到4次后）→ B缸伸出→B缸缩回。（辅助缸动作不予考虑）
纯气动回路设计要求：
要求1：按下单一循环启动按钮后，工作流程是：A缸连续往复4次，B缸伸出，B缸缩回，结束。
要求2：按下连续循环按钮后，工作流程是：A缸连续往复4次，B缸伸出，B缸缩回，重复以上动作。
图6 贴签装箱装置工作示意图
根据以上控制要求及动作步骤，在附件4图纸中绘制纯气动回路原理图，并在对应的元件符号旁边标明具体名称。（要求采用标准的气动元件符号绘制气动原理图）。
任务要求3：电气控制回路设计
电气回路控制要求：
按照图7所示的主控回路，要求设计电气控制回路，当按下启动按钮时，实现A缸伸出→A缸缩回→A缸伸出→A缸缩回（重复4次后）→ B缸伸出→B缸缩回。设气缸行程开关是PNP型的磁感应式接近开关（不是干簧开关）。
要求：按下启动按钮，工作一个周期后停止。
图7 气动回路图
根据以上控制要求及动作步骤，在附件5图纸中绘制电气控制回路原理图。
任务七 液压知识与职业能力（5分）
1.下列哪个不是蓄能器的用途（ ）。(单选题)
A.存贮能量，辅助能源 B.吸收脉动，工作稳定 C.补偿漏损 D.调整系统压力
2.下列有关蓄能器安装不正确的是（ ）。(单选题)
A.垂直安装 B.水平安装 C.靠近振动源处安装 D.蓄能器安装处应留有一定的空间
3. 蓄能器长期停止使用时，应（）油口与压力油管之间的截止阀，保持蓄能器内的油压在充气压力以上。(单选题)
A.打开 B.关闭 C.均可以
4.液压元件安装固定时，用力要适当，防止拧紧力（）使元件变形而造成漏油或使某些零件不能动作。(单选题)
A.过小 B.均匀受力 C.过大
5.液压方向阀一般应保持轴线（ ） 。(单选题)
A.垂直安装 B.水平安装 C.垂直与水平均可以 D.倾斜安装
6.英文Emergency button的中文含义是（ ）。（单选题）
A.急停按钮 B.按钮 C.故障 D.交通灯
7.液压传动不具备过载保护功能，但其效率较高。（）（单选题）
A.该说法错误 B.该说法正确
8.服务类职位需要的能力有（）。（多选题）
A.团队合作精神 B.沟通能力 C.学习能力 D .英语水平
9.通过（）最终成就了工匠的精湛技艺。（多选题）
A.勤奋学习 B.不懈奋斗 C. 执着追求 D.长期积累
10.要打造国际品牌，必须从提升我国制造业实力入手，注重创新能力的提升。（）（单选题）
A．该说法正确 B.该说法错误
附件4
液压与气动系统回路设计或优化场次号：赛位号：液压与气动系统装调与维护赛项
附件5
液压与气动系统回路设计或优化场次号：赛位号：液压与气动系统装调与维护赛项
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6
)2022年全国职业院校技能大赛
中职组
液压与气动系统装调与维护赛项
任
务
书
(样题-H卷 模块1)
中国·北京
场次： 赛位号： 开始时间： 结束时间：
参赛选手须知
1.本模块任务书共19页，如出现任务书缺页、字迹不清等问题，请及时向裁判举手示意，并进行任务书的更换。
2.各参赛队应在7小时内完成本模块任务书规定内容，比赛时间到，比赛结束，选手按操作规范，整理好工作现场离开比赛场地，不得延误。
3.比赛结束，选手应及时上交任务书，不得将其擅自带离比赛场地，否则按弃权处理。
4.选手提交的试卷用赛位号标识，“选手确认”部分填写所在的“赛位号”，不得写上姓名或与身份有关的信息，否则视成绩无效。
5.参赛选手在比赛过程中可提出设备器件更换要求。更换的器件经裁判组检测后，如为非人为损坏，由裁判根据现场情况给予补时；如人为损坏或器件正常，每次扣3分。
6．在竞赛过程中，备注项中有“”标记的，表示选手已完成该项目内容，示意裁判，在裁判的监督下测量出数值并记录测试结果，该数值只有一次测量机会，一经确定不得修改；测试结果不合格也不得修改，并作为该项目的评分依据。
7．系统开始运行时必须得到裁判的允许后，才能通电运行；若装配不完整，则不允许试运行。
8．在测量过程中，如裁判发现选手测量方法或选用工具不合理、不正确，可判定该项目未完成并不得分。
9．所有项目的监督检测时间都纳入竞赛时间，不另行增加时间。
10．未经裁判签名核实的数据都是无效数值，该项目不得分。
11. 程序必须签字确认后，才允许验证任务功能，程序一经确认不得修改。
注意：严禁在泵站运行时，手伸进传输线内调试设备！
竞赛基本要求
1.正确使用工具，操作安全规范。
2.液压和气动元件安装正确无误、系统管路连接牢固、布局美观，电路连接正确、可靠，符合行业相关标准。
3.爱惜赛场的设备和器材，尽量减少耗材的浪费。
4.保持工作台及附近区域干净整洁。
5.竞赛过程中如有异议，可向现场考评人员举手示意，不得扰乱赛场秩序。
6.遵守赛场纪律，尊重考评人员、技术支持人员，服从安排。
任务描述：
本模块通过常用液压气动元件搭建、控制程序编写与人际界面的设计，用于模拟一个完整的工业生产过程，包括上料、物料传输、物料加工、物料堆垛等典型工艺过程，通过液压执行元件的有序动作，观测设计结果。其中上料单元可以采用液动或气动元件实现，物料传输采用液压马达作为动力源，物料加工采用三个液压缸，分别模拟轧制加工、冲压加工，物料堆垛系统采用气动元件实现，堆垛机驱动动力可以采用液压动力或者电机动力（伺服电机或步进电机）。通过程序的编写模拟生产过程的真实情况，包括监控界面、操作模式（手动、自动、单周期等）、报警模式等。
任务一、液压与气动系统回路安装与调试（40分）
（一）工业双泵液压泵站安装与调试
选手根据赛场提供的设备，采用规范的安装及调试工艺，按任务书的要求，完成泵站的安装及工作压力调试。
1.变量叶片泵的安装与调试
要求1：按照图1要求，选择对应的液压元件，完成变量叶片泵系统的安装与调试。
要求2：调试出变量叶片泵的输出压力为4.4MPa，在表1中记录压力值，并举手示意报请裁判验证并签字确认。
要求3：根据要求2，变量叶片泵限压压力应 4.2MPa(填“大于”或“小于”)。
图1 变量叶片泵系统调压回路
表1 变量叶片泵的输出压力确认表
序号 泵 源 功能要求 P2（MPa） 选手确认（填赛位号） 裁判确认（签字确认） 备注
1 变量叶片泵 系统压力
2.定量柱塞泵的安装与调试
要求1：按照图2要求，选择对应的液压元件，完成定量柱塞泵系统的安装与调试。
要求2：定量柱塞泵系统采用溢流阀并联控制方式，通过电磁换向阀进行一、二级压力切换，系统回油采用冷却器冷却，根据现场液压泵站配置，将图2补充完整并进行管路搭接。
要求3：调试出定量柱塞泵输出一级压力为5.5MPa，二级压力为3.5MPa，在表2中记录压力表压力值，并举手示意报请裁判签字确认。
图2 定量柱塞泵系统调压回路
表2 定量柱塞泵的输出压力确认表
序号 泵源 功能要求 P2（MPa） 选手确认（填赛位号） 裁判确认（签字确认） 备注
1 定量柱塞泵 一级压力
2 二级压力
（二）液压系统回路搭建与调试
根据赛场所提供设备，选手按任务书各液压系统回路的要求，选择适当的液压阀，组建任务书要求的板式回路或叠加回路，完成液压系统安装与调试，注意安装及调试工艺须规范。
图3 全自动轧钢冲压模拟装置液压回路图
1.物料传输单元
本单元采用液压马达通过机械装置，带动传输系统运行，实现物料的传输。
选用叶片泵油路系统供油，物料传输单元油路系统在满足如下要求时，进行液压系统安装与调试，注意安装及调试工艺须规范。
要求1：采用电磁比例换向阀控制液压马达转动方向及转速。
要求2：液压马达具有正、反转过载保护功能。
要求3：选用现场提供的叠加式液压元件及比例液压元件，将物料传输单元液压回路在图3中补充完整，并完成物料传输单元油路系统安装与调试。
要求4：在人机界面上设计P,I,D三个参数的设置窗口。
2.双缸轧制单元
本单元采用液压双缸带动轧辊，实现物料的滚轧。
选用柱塞泵油路系统供油，双缸轧制单元油路系统在满足如下要求时，进行液压系统安装与调试，注意安装及调试工艺须规范。
要求1：换向阀采用三位四通电磁换向阀，换向阀在中位时，液压泵不卸荷，执行机构被锁紧。
要求2：液压双缸下行（或上行）到底，液压缸无杆腔（或有杆腔）可无级电控调压，且系统压力同步变化。
要求3：液压双缸下行采用进油节流调速。
要求4：液压双缸上行采用进油调速，且液压双缸上行速度基本不受负载波动影响。
要求5：选用现场提供的叠加式液压元件及比例液压元件，将双缸轧制单元液压回路在图3中补充完整，并完成双缸轧制单元油路系统安装与调试。
要求6：调试出液压双缸下行到底，无杆腔压力值为5.2MPa，上行到底，有杆腔压力为4.6MPa，压力值填入表5，并举手示意报请裁判签字确认。
3.顶料单元
选用柱塞泵油路系统供油，顶料单元油路系统在满足如下要求时，进行液压系统安装与调试，注意安装及调试工艺须规范。
要求1：换向阀采用二位四通电磁换向阀。
要求2：顶料缸仅上行到底，液压缸无杆腔压力可调，且不影响系统压力。
要求3：顶料单元液压缸上行到底后，压力继电器动作发讯。
要求4：选用现场提供的叠加式液压元件，将顶料单元液压回路在图3中补充完整，并完成顶料单元油路系统安装与调试，固定螺钉拧紧扭矩符合技术要求，扭矩值填入表5，并举手示意报请裁判签字确认。
。
要求5：已知顶料缸缸筒内径尺寸为30mm,活塞杆外径尺寸为20mm，调节相应的液压元件至顶料缸上行模拟最大举升力为2543N（忽略摩擦及自重，π取3.14），并在液压回路图3(c)中找出测压点并标注为P2，同时将液压元件调定的压力值（MPa）填入表5，并举手示意报请裁判签字确认。
要求6：调试出顶料单元液压缸上行到底后，调试出压力继电器动作压力为P2±0.5MPa，动作指示采用蜂鸣器指示，压力继电器动作结果填入表5，并举手示意报请裁判签字确认。
注：顶料缸上行到底，无杆腔压力达到P2±0.5MPa时，蜂鸣器鸣叫。
要求7：根据叠加阀在液压回路中的位置，在表3中填写出顶料单元油路系统中叠加阀名称、叠加阀型号以及画出叠加阀职能符号。
表3 叠加阀在顶料单元油路系统中的位置
3
2
1
0 叠加阀基板
叠加阀位置顺序 叠加阀名称 叠加阀型号 叠加阀职能符号
4.物料冲压单元
选用柱塞泵油路系统供油，物料冲压单元油路系统在满足如下要求时，进行液压系统安装与调试，注意安装及调试工艺须规范。
要求1：换向阀采用三位四通电磁换向阀，换向阀在中位时，液压泵不卸荷，执行机构浮动。
要求2：物料冲压单元油路系统断电时，液压缸能在任意位置可靠锁紧。
要求3：三位四通电磁换向阀电磁铁断电，液压锁保压时，冲压缸无杆腔具有负载冲击保护功能。
要求4：冲压缸仅上行到底，有杆腔压力可调且系统压力同步变化，且电磁阀失电时，有杆腔具有负载冲击保护功能。
要求5：冲压缸上行采用节流阀回油节流调速，且不受溢流阀过载保护压力调节影响。
要求6：冲压缸无杆腔压力采用压力变送器采集。
要求7：选用现场提供的叠加式液压元件，将物料冲压单元液压回路在图3中补充完整，并完成物料冲压单元油路系统安装与调试，固定螺钉拧紧扭矩符合技术要求，扭矩值填入表5，并举手示意报请裁判签字确认。
要求8：调试出冲压缸冲压到底，无杆腔过载保护压力值为4.4MPa，并在液压回路图3(d)中找出测压点并标注为P3，压力值填入表5，并举手示意报请裁判签字确认。
要求9：调试出冲压缸上行到底，有杆腔压力值为4.0MPa，并在液压回路图3(d)中找出测压点并标注为P4，压力值填入表5，并举手示意报请裁判签字确认。
要求10：已知冲压缸缸筒内径尺寸为25mm,活塞杆外径尺寸为18mm，若冲压缸上行速度为25mm/s，则冲压缸有杆腔理论进油流量为 mL/s（四舍五入，保留小数点后1位，π取3.14）。
要求11：根据叠加阀在液压回路中的位置，在表4中填写出物料冲压单元油路系统中叠加阀名称、叠加阀型号以及画出叠加阀职能符号。
表4 叠加阀在物料冲压单元油路系统中的位置
5
4
3
2
1
0 叠加阀基板
叠加阀位置顺序 叠加阀名称 叠加阀型号 叠加阀职能符号
5.液压系统单步调试记录
表5 单步调试参数与功能确认表
序号 任务 结果记录（MPa） 选手确认（填赛位号） 裁判确认（签字确认） 备注
1 液压双缸无杆腔压力
2 液压缸有杆腔压力
3 顶料缸无杆腔压力
4 冲压缸无杆腔压力
5 冲压缸有杆腔压力
序号 任务 结果记录（N.m） 选手确认（填赛位号） 裁判确认（签字确认） 备注
6 顶料单元固定螺钉拧紧扭矩
7 冲压单元固定螺钉拧紧扭矩
序号 任务 结果记录（“是”或“否”） 选手确认（填赛位号） 裁判确认（签字确认） 备注
8 压力继电器动作是否正常（填“是”或“否”）
（三）气动回路安装与调试
1.工作任务1
选手根据赛场提供的设备，采用规范的安装及调试工艺，结合气动回路系统原理图（图4），选用合理的气动阀、气缸、气管及辅件，完成气动系统回路安装与调试。
图4 气动回路系统原理图
任务要求：
根据执行部件位置，合理利用赛场提供的元件，完成气动回路的安装与调试。
排除气动回路中设置的1～2个故障，排除故障并调试完成后，将调试结果填入表6，并举手示意报请裁判签字确认（气动回路能正常运行则判定故障排除）。
表6 气动回路安装及调试确认表
序号 调试任务 气缸动作是否正常（填“是”或“否”） 选手确认（填赛位号） 裁判确认（签字确认） 备注
1 顶料气缸动作
2 推料气缸动作
3 挡料气缸动作
4 真空吸盘动作
5 双轴气缸动作
6 无杆气缸动作
2.工作任务2
任务要求2：继电器控制气动回路搭接与调试
在平台上搭接出1个采用继电器控制的双作用气缸往返动作回路。动作流程为：按下启动按钮→气缸慢速伸出→气缸伸出到位（无杆腔压力0.34MPa）→气控延时阀延时（约3s）→气控延时阀延时时间到→气缸快速排气缩回→气缸缩回到位，时间继电器延时(约3s)→时间继电器延时时间到→气缸再次伸出，动作依次往复循环。根据上述要求，搭接气动及电气控制回路，调试完成后，将调试结果填入表7，并举手示意报请裁判签字确认。
说明：允许使用工作任务1中的电磁换向阀。
表7气动回路设计功能确认表
序号 任务系统 结果记录/MPa 选手确认(填赛位号) 裁判确认（签字确认） 备注
1 气缸无杆腔压力
序号 任务系统 动作结果（填“是”或“否”） 选手确认(填赛位号) 裁判确认（签字确认） 备注
1 具有气缸往复循环动作功能
2 具有慢速伸出功能
3 具有气缸伸出到底气控延时阀延时功能
4 具有快速排气功能
5 具有气缸缩回到底时间继电器延时功能
任务二、电气控制回路连接与排故（10分）
选手根据赛场提供的设备，采用规范的安装及调试工艺，选取合适的导线和辅件，完成电气控制回路的连接，并完成各执行部件动作功能测试。
两台PLC选用控制屏模拟控制单元与挂箱（西门子或三菱）模块PLC。
工作任务1：
要求1：根据 I/O表，使用实验导线将液压电磁阀、气动电磁阀与相应控制单元的PLC输入、输出端及模拟量输入、输出端进行连接。
说明：未按照附件1或附件2（I/O分配表）接线，此项分数在程序运行验证中扣除。
要求2：实训导线、通信线的连接、插拔应符合操作规范。
要求3：挂箱面板同一接线柱最多插两层导线。
说明：任务一中继电器控制气动回路搭接与调试除外。
要求4：实训台与挂箱、阀与挂箱之间的连接导线，按不同功能分开进行捆扎，间距为80mm～100mm。
工作任务2：
要求1：根据 I/O表，完成3-4个传感器的安装、接线及调试，安装调试完成后，在表9中填写出安装调试的传感器名称，并将调试结果举手示意报请裁判签字确认。
要求2：在附件3上画出挂箱模块PLC接线图。
表9 传感器安装调试功能确认表
序号 传感器名称 调试结果是否正确（填“是”或“否”） 选手确认(填赛位号) 裁判确认（签字确认） 备注
1
2
3
4
任务三、控制系统PLC程序设计（10分）
根据现场所提供设备及工业气动元件、液压元件及赛场提供的任务书，编写 PLC控制程序，控制液压泵站、物料传输单元、双缸轧制单元、顶料单元、物料冲压单元、下料堆垛单元。把设计好的程序保存到电脑的 “D: \液压与气动系统装调与维护\赛位号\任务三 PLC程序文件夹”下。
任务要求：
要求1：程序注释
编写程序时，相应的输入、输出点及温度、位移、速度、压力、转速变量加上中文注释。
要求2：控制系统
选用控制屏上模拟控制单元PLC与挂箱（西门子或三菱）模块两台PLC组成，两台PLC须通过Modbus RTU网络通信（西门子）或N:N网络通信（三菱）进行数据交换。
要求3：模拟量信号采集及处理功能
双缸轧制单元液压双缸位移采集功能：实时监测液压双缸位置变化，并以十进制形式在地址D66（西门子VD66）中显示液压双缸伸出实时位置值,液压双缸伸出到底显示150mm,缩回到底显示0mm,误差±0.5mm。
双缸轧制单元液压双缸速度采集功能：实时监测液压双缸速度，并以十进制形式在地址D76（西门子VD76）中显示液压双缸实时速度值。
物料冲压单元液压缸位移采集功能：实时监测冲压缸位置变化，并以十进制形式在地址D86（西门子VD86）中显示冲压缸伸出实时位置值，冲压缸伸出到底显示150mm,缩回到底显示0mm,误差±0.5mm。
物料冲压单元液压缸速度采集功能：实时监测冲压缸速度，并以十进制形式在地址D96（西门子VD96）中显示冲压缸实时速度值。
物料冲压单元液压缸压力采集功能：实时监测冲压缸无杆腔压力，并以十进制形式在地址D106（西门子VD106）中显示实时压力值。与压力表示数差值±0.2MPa。
温度采集功能：实时监测油箱的温度变化，并以十进制形式在地址D116（西门子VD116）中显示当前温度值，与温度表示数偏差±1℃。
说明：三菱系统为电流信号（4～20mA），西门子系统为电压信号（1～5V）。
要求4：液压马达转速采集功能
实时监测液压马达的转速变化，以十进制形式在地址D126（西门子VD126）中显示当前转速值。
要求5：油箱温度控制功能
泵站启动后，油温高于30℃（达不到30℃则设定比当前温度值小1℃动作），冷却风扇启动。
要求6：泵站保护功能
油过滤器压差保护、液位低保护。当压差发讯信号断开或者液位低信号闭合时，液压泵停机。
要求7：切换功能
通过切换01控制按钮模块上的旋钮开关SA2，可以选择“手动功能”、“单周期运行功能”和“全自动运行功能”。
说明：旋钮开关SA2对应的第1个触点为一组，第2、3个触点同为另一组（自左往右）。
要求8：手动功能
将SA2旋钮开关旋至左位，进入手动功能
按钮开关SB6控制柱塞泵启、停。
按钮开关SB7控制叶片泵启、停。
按钮开关SB1控制液压马达正转。
按钮开关SB2、SB3分别控制液压双缸伸出、缩回。
按钮开关SB4、SB5分别控制冲压缸伸出、缩回。
要求9：停止功能
物料离开上料单元后，按下停止按钮SB1，则系统不会立即停止，继续完成当前物料的加工和堆垛后，停止上料，蜂鸣器以１Hz的频率提示（注：泵站与传送系统不停止）。按下启动按钮SB2后，蜂鸣器停止报警，继续上料运行。
要求10：复位功能
按下SB3按钮，系统进行复位。复位时根据各传感器是否处于初始状态，执行相应的复位动作，系统有15s的运行过程。完成后蜂鸣器以0.5Hz频率提示复位完成，3s后停止鸣叫。
要求11：故障报警功能
现场裁判任意指定选手断开液压双缸或冲压缸对应的PLC输出点，当程序运行检测到该点有输出时，延时2s，蜂鸣器报警。报警形式为每间隔2s，蜂鸣器分别以2Hz鸣叫2声（液压双缸）、3声（冲压缸），该线插上后，报警停止，继续当前动作。
说明：全自动运行中断开1个点，由裁判任意指定
要求12：急停功能
全自动运行过程中，按下01挂箱上的急停按钮QS模拟急停，叶片泵及柱塞泵不停机，柱塞泵系统切换为二级压力，液压马达、液压缸及气动缸均停止动作，真空吸盘若已吸取物料则继续保持吸取状态；急停按钮复位后，继续沿当前加工工序继续进行。
要求13：单步调试功能
SA2旋钮开关旋至中位，进入单步调试功能。每按下一次启动按钮SB2，系统工作一步（叶片泵启动开始，验证到第4步）。
要求14：全自动运行功能
SA2旋钮开关旋至右位，进入全自动运行功能。按下SB2启动按钮后，执行系统工作流程，且进行3块物料的加工。按下启动按钮SB2→叶片泵启动→延时2s→柱塞泵启动→延时2s→泵站控制阀得电→液压马达以35r/min正转→延时2s→液压双缸以25mm/s速度伸出至135mm（第2次140mm，第3次145mm）→顶料气缸伸出→延时2s→推料气缸推出物料→推料气缸到位后缩回（缩回到位，顶料气缸缩回）→冲压单元检测入料→挡料气缸伸出→冲压单元物料到位→液压双缸以30mm/s速度缩回→延时2s →顶料单元液压缸顶起物料→压力继电器发讯→冲压缸冲压→冲压缸冲压到底，压力变送器发讯→延时2s→冲压缸以25mm/s速度缩回→冲压缸缩回到位，顶料缸缩回→液压马达速度切换为55r/min→挡料气缸缩回→下料单元物料检测到位→下料单元双轴气缸伸出→双轴气缸伸出到位→真空吸盘吸取物料→延时2s→双轴气缸缩回到位→无杆气缸右移，右移到位→步进电机由原点上升至第一块物料堆垛位置→真空吸盘关闭，完成第1块物料的堆垛→步进电机退回→无杆气缸左移→无杆气缸左移到位→伺服取料机构X轴及Y轴取料伸出速度为20mm/s±1mm/s，取料缩回速度均为15mm/s±1mm/s，取回物料放入相应的料仓内→液压马达速度切换为35r/min→液压双缸伸出，继续循环顶料、出料、轧制、冲压及堆垛流程，完成剩余2块物料的加工、堆垛和物料入仓。3块物料入仓完成后，液压马达停转→蜂鸣器以1Hz频率鸣叫→变量叶片泵停止→延时2s→泵站控制阀失电→延时2s柱塞泵停止、蜂鸣器停止鸣叫。
要求15：程序确认
选手PLC程序设计完成并下载调试完成各项功能后，在表10中确认程序并举手示意报请裁判签字确认程序。
说明：程序一经确认不得修改，程序签字确认后才允许报请裁判验证表10及表11中的功能。
表10 程序确认表
程序是否确认（填“是”或“否”） 确认时间（填当前时间） 选手确认（填赛位号） 裁判确认（签字确认） 备注
要求16：功能结果记录
在表11中记录各功能执行情况，并举手示意报请裁判签字确认。
表11 PLC程序功能确认表
序号 任务要求描述 完成情况（填“是”或“否”） 选手确认（填赛位号） 裁判确认（签字确认） 备注
液压双缸位移采集功能伸出到底150mm，缩回到底0mm,误差±0.5mm
冲压缸位移采集功能伸出到底150mm，缩回到底0mm,误差±0.5mm
冲压缸压力采集功能与表压误差±0.2MPa
温度采集功能
液压马达转速采集功能
油箱温度控制功能
泵站保护功能
柱塞泵按钮开关控制
叶片泵按钮开关控制
液压马达正转按钮开关控制
液压双缸按钮开关控制
冲压缸按钮开关控制
停止功能
复位功能
故障报警功能
急停功能
单步调试功能
任务四、上位机组态（10分）
任务描述：
用设备提供的上位机组态软件MCGS设计组态界面，并与现场可编程控制器连接，实现画面监控。
要求1：建立过程变量。
要求2：设计叶片泵启、停控制功能。
要求3：设计柱塞泵启、停及压力切换控制功能。
要求4：设计液压马达转速实时曲线监控界面，并进行速度监控。
要求5：设计冲压缸位置曲线监控界面，并进行冲压缸位置监控。
要求6：设计步进电机点动控制界面，可进行步进电机速度切换并实时显步进电机转速。
在表12中记录组态功能完成情况，并举手示意报请裁判签字确认。
表12 组态设计与调试功能确认表
序号 任务要求描述 完成情况（填“是”或“否”） 选手确认（填赛位号） 裁判确认（签字确认） 备注
叶片泵启、停控制功能
柱塞泵启、停控制功能
柱塞泵压力切换控制功能
液压马达转速实时曲线
冲压缸位置实时曲线
步进电机点动控制功能
步进电机转速切换控制功能
步进电机转速显示功能
任务五、整机调试与运行（10分）
根据所提供设备并综合任务一至任务四，完成整机调试与运行。液压系统图见图3，气动系统图见图4。
任务要求：
要求1：叶片泵、柱塞泵依次能正常启动，泵站控制阀得电。
要求2：上料单元顶料气缸、推料缸能依次正常动作，物料能顺利出仓。
要求3：物料传输单元液压马达转速采用PI控制功能。
要求4： 物料传输单元液压马达转速具有35r/min-55r/min-35r/min切换功能，稳定转速误差±2r/min。
要求5：液压双缸伸出位置依次为135mm、140mm、145mm,误差±1mm。
要求6：液压双缸伸出速度25mm/s，误差±2mm/s。
要求7：液压双缸缩回速度30mm/s，误差±2mm/s。
要求8：具有顶料-冲压功能。
要求9：冲压缸缩回速度为25mm/s，误差±2mm/s。
要求10：具有物料搬运、堆垛功能，要求堆垛物料时，物料的下表面与接料台上表面间隙不得超过1cm。
要求11：伺服取料机构X轴及Y轴取料伸出速度为20mm/s±1mm/s，取料缩回速度均为15mm/s±1mm/s。
要求12：整个系统需完成3块物料入仓。
要求13: 3块物料堆垛完成后，蜂鸣器以1Hz频率鸣叫，柱塞泵停止后蜂鸣器停止鸣叫。
要求14：整套系统每个单元工作衔接流畅，不出现任何故障现象。
在表13中记录各单元运行功能，并举手示意报请裁判签字确认。
表13 整机运行与调试确认表
序号 任务要求描述 完成情况（填“是”或“否”） 选手确认（填赛位号） 裁判确认（签字确认） 备注
1 叶片泵、柱塞泵顺序启动功能
2 顶料-推料出仓功能
3 马达转速PI控制功能写出P及I的值并在程序中给裁判指出 P： I：
4 液压马达速度切换功能35r/min-55r/min-35r/min稳定转速误差±2r/min
5 双缸滚轧位置135mm,140mm,145mm误差±1mm(填滚轧位置) 滚轧位置1: mm
滚轧位置2: mm
滚轧位置3: mm
6 液压双缸伸出速度25mm/s误差±2mm/s
7 液压双缸缩回速度30mm/s误差±2mm/s
8 顶料-冲压功能
9 冲压缸缩回速度25mm/s误差±2mm/s
10 物料搬运、堆垛功能
11 伺服取料机构伸出速度20mm/s±1mm/s
12 伺服取料机构缩回速度15mm/s±1mm/s
13 入料完成3块物料 完成 块（填数字）
14 堆垛完成提醒功能
15 系统工作流畅
附件3
挂箱PLC模块接线图
场次号： 赛位号：
液压与气动系统装调与维护赛项
162022年全国职业院校技能大赛
中职组
液压与气动系统装调与维护赛项
任
务
书
(样题-A卷 模块2)
中国·北京
场次： 赛位号： 开始时间： 结束时间：
参赛选手须知
1.本模块任务书共8页，如出现任务书缺页、字迹不清等问题，请及时向裁判举手示意，并进行任务书的更换。
2.各参赛队应在1.5小时内完成任务书规定内容，比赛时间到，比赛结束，选手按操作规范，整理好工作现场离开比赛场地，不得延误。
3.比赛结束，选手应及时上交任务书，不得将其擅自带离比赛场地，否则按弃权处理。
4.选手提交的试卷用赛位号标识，“选手确认”部分填写所在的“赛位号”，不得写上姓名或与身份有关的信息，否则视成绩无效。
任务六、液压与气动系统回路设计或优化、典型液压回路分析（15分）
任务要求1：液压系统油路分析
人造板是目前家具、装饰等行业广泛使用的材料，是当今不可替代的产品之一。其中，人造板贴面是其工序之一，就是把人造板在高温高压下，压制一定时间，以完成人造板表面花纹的固化。如图5,为某厂人造板贴面使用液压机液压回路图，其典型工作过程是：压机提升---进料（图中没有表示）---快降---慢降---加压----保压---泄压---提升。其基本原理是阀F1的电磁线圈10YV1通电，液控阀打开，电磁线圈10YV9，10YV8通电，压机开始下落，当碰到行程开关SQ2时，快降电磁线圈10YV9断电，开始慢降，当接触到SQ3时，10YV3通电，主缸开始加压，此时10YV2通电，保证了工艺要求的压力上升曲线，当压力达到电控压力表10SP2设定的上限压力时，进入保压阶段，保压时间到了之后，10YV7通电，开始了工艺所要求的小卸压，接着10YV6通电，预充阀（液控单向阀）打开，实现全部卸荷。
图5 液压机液压原理图
根据以上描述，回答以下问题：
问题1：图中10YV6电磁阀得电时，系统工作在“压机提升---快降---慢降---加压----保压---泄压---提升”的哪些阶段？
答：
问题2：当液压机提升到位后，就开始进料，如果此时，液压缸出现非正常缓慢下降故障时，导致无法进料，故障原因可能有哪些？（回答2个即可）
答：
问题3：为防止压机下降过程中，出现压力冲击，在图中F8处虚线框内画出合适的液压元件符号。
问题4：10YV1电磁线圈烧毁，则出现的故障现象是什么？
答：
问题5：10YV6电磁线圈烧毁，则出现的故障现象是什么？
答：
任务要求2：气动系统回路设计
如图6所示为贴签装箱装置的工作示意图，辅助缸将产品压紧，然后通过A缸对产品进行贴标签，贴完后，一个一个送到B缸的推架上；当推架上有4个产品后，B缸伸出，将产品送入包装箱体中，辅助缸上升缩回。该装置的动作过程为：A缸伸出→A缸缩回→A缸伸出→A缸缩回（A缸伸出缩回达到4次后）→ B缸伸出→B缸缩回。（辅助缸动作不予考虑）
纯气动回路设计要求：
要求1：按下单一循环启动按钮后，工作流程是：A缸连续往复4次，B缸伸出，B缸缩回，结束。
要求2：按下连续循环按钮后，工作流程是：A缸连续往复4次，B缸伸出，B缸缩回，重复以上动作。
图6 贴签装箱装置工作示意图
根据以上控制要求及动作步骤，在附件4图纸中绘制纯气动回路原理图，并在对应的元件符号旁边标明具体名称。（要求采用标准的气动元件符号绘制气动原理图）。
任务要求3：电气控制回路设计
电气回路控制要求：
按照图7所示的主控回路，要求设计电气控制回路，当按下启动按钮时，实现A缸伸出→A缸缩回→A缸伸出→A缸缩回（重复4次后）→ B缸伸出→B缸缩回。设气缸行程开关是PNP型的磁感应式接近开关（不是干簧开关）。
要求：按下启动按钮，工作一个周期后停止。
图7 气动回路图
根据以上控制要求及动作步骤，在附件5图纸中绘制电气控制回路原理图。
任务七 液压知识与职业能力（5分）
1.为了保护关键液压元件，在其（ ）装设精滤油器；其余宜将滤油器装在低压回路管路中。(单选题)
A.后面 B.前面 C.任意
2.单向阀安装在泵的出口时，如果（ ）安装可能损坏泵或烧坏电机。(单选题)
A.反向 B.正向 C.任意
3.在安装液压系统回油管时，回油管插入油箱油中的一端管口应斜切45°，斜口应朝向（ ）一侧，使油不直接冲向箱底，并能散发油的热量。(单选题)
A.箱壁 B.箱底 C.任意
4.在安装液压系统油管时，用于拧紧油管的活动扳手，其受力端选择正确的是（ ）。(单选题)
A.活动端 B.固定端 C.任意端
5.在安装液压系统液压元件时，用于最终拧紧螺栓或螺母的内六角扳手，其选择正确的是（ ）受力。(单选题)
A.长端 B.短端 C.任意端
6.英文Emergency button的中文含义是（ ）（单选题）
A.急停按钮 B.按钮 C.故障 D.交通灯
7.生产类职位需要的能力（ ）。（多选题）
A.团队合作精神 B.沟通能力 C.学习能力 D.计算机应用水平
8.我国正在走向新的发展阶段，中国制造正在逐渐转型成为中国（ ）（单选题）
A.智造 B.高科技 C.经济大国 D.强国
9.通过（）最终成就了工匠的精湛技艺。（多选题）
A.勤奋学习 B.不懈奋斗 C. 执着追求 D.长期积累
10.对于制造业企业，其出路就在于通过自身成长，成为价值链上游企业，通过创新竞
争优势获取利润。（）（单选题）
A.正确 B .错误
附件4
液压与气动系统回路设计或优化场次号：赛位号：液压与气动系统装调与维护赛项
附件5
液压与气动系统回路设计或优化场次号：赛位号：液压与气动系统装调与维护赛项
(
5
)2022年全国职业院校技能大赛
中职组
液压与气动系统装调与维护赛项
任
务
书
(样题-H卷 模块2)
中国·北京
场次： 赛位号： 开始时间： 结束时间：
参赛选手须知
1.本模块任务书共10页，如出现任务书缺页、字迹不清等问题，请及时向裁判举手示意，并进行任务书的更换。
2.各参赛队应在1.5小时内完成任务书规定内容，比赛时间到，比赛结束，选手按操作规范，整理好工作现场离开比赛场地，不得延误。
3.比赛结束，选手应及时上交任务书，不得将其擅自带离比赛场地，否则按弃权处理。
4.选手提交的试卷用赛位号标识，“选手确认”部分填写所在的“赛位号”，不得写上姓名或与身份有关的信息，否则视成绩无效。
任务六、液压与气动系统回路设计或优化、典型液压回路分析（15分）
任务要求1：液压系统油路分析
利用农作物秸秆经机械粉碎筛分后所得粉末为原料，在封闭模中采用高压实施无胶模塑成形是将无胶人造板工艺与粉末冶金温压成形工艺有机结合的材料成形新技术，实现这一技术的机械设备为农作物秸秆粉末高压无胶模塑成形压机。成形压机主要动作流程为主缸带动滑块快速下行、滑块慢行加压、浮动压制、保压、泄压、主缸滑块快速回程等动作。
图5 农作物秸秆粉末高压无胶模塑成形压机液压系统原理图
元件作用：
系统的油源为变量泵4，经插件6给系统供油。插件29及其右侧相接的三位四通电磁换向阀31及两个压力阀构成电磁溢流阀，用于泵的卸荷控制和系统压力的设定。系统的执行元件为主缸和顶出缸，主缸的运动方向由插件27及其左侧相连的二位四通电磁导阀和插件28及其左侧相连的二位四通电磁导阀进行控制。顶出缸的运动方向由插件23与插件24及其左侧相连的三位四通电磁换向阀32控制。液控单向阀9用于主缸滑块快速下行时从油箱19充液。节流阀12用于调节主缸带动滑块的下行速度。插件26及其右侧相接的三位四通电磁换向阀33及两个压力阀构成背压阀，用于主缸下行时提高其运行平稳性；电接点压力表20和18分别用于主缸保压和顶出缸保压的发信装置，保压时间由电控系统的时间继电器控制；主缸泄压通过阀9实现（泄压时间由时间继电器控制）。行程开关（SQ1~SQ6）与各压力表配合，作为系统动作的主要信号源控制电磁铁的通断电，使系统完成所要求的动作。
工作原理：
滑块快速下行
当电磁铁1YA、3YA、5YA通电时，插件26和插件28开启，泵4的压力油经插件6、插件28和单向阀7进入主缸上腔，主缸及滑块在自重作用下快速下行，主缸上腔形成负压，充液油箱的油液经液控单向阀9进入主缸上腔补油，主缸下腔的油液经插件26排回油箱。插件29与其右侧下面的压力阀一起作溢流阀之用。
滑块慢下加压
当主缸滑块下行碰到行程开关SQ2时，电磁铁3YA断电，1YA、4YA、5YA通电，插件28开启，回油背压值由溢流阀26设定。泵4的压力油经插件6、28和单向阀7进入主缸上腔，主缸下腔回油经压力阀11和节流阀12排回油箱。由于主缸下腔产生背压，主缸上腔压力升高，充液阀9关闭，充液油箱停止向主缸上腔充液，滑块下移速度降低。当滑块下移接触工件后，滑块仍继续慢速下行，下行速度由节流阀12开度决定。
浮动压制
前述所述，在浮动压制时，要求顶出缸既保持一定压力，又能随着主缸滑块的下压而下降。当滑块碰到行程开关SQ3时，电磁铁1YA、4YA、5YA、10YA、12YA通电，插件28开启，电磁换向阀13切至右位，电磁换向阀17切换至左位。当主缸滑块下压时，主缸下腔的压力油经压力阀11、换向阀13进入顶出缸上腔，顶出缸活塞被迫随之下行，顶出缸下腔回油经换向阀17和阀16排回油箱，顶出缸下腔产生一定背压，且背压可调，从而建立起所需的压力。
保压
当主缸上腔压力达到预定值时，压力继电器8发信，使全部电磁铁断电，泵4经插件6、29卸荷，此时主缸进出口油路封闭，同时压力继电器向时间继电器发信号，使其开始保压延时。若主缸上腔压力在保压时间内因泄漏下降到最低值时，电接点压力表20发信，系统恢复加压状态。
泄压
当保压时间到后，外部时间继电器发信，电磁铁2YA、9YA通电，换向阀30切换至上位。压力油经阀30反向导通液控单向阀9，主缸上腔通过阀9泄压。
滑块快速回程
当主缸上腔泄压后，外部时间继电器发信，使电磁铁1YA、6YA、9YA通电，插件27开启，换向阀30切换至上位，液控单向阀9打开。泵4的压力油经插件6和27进入主缸下腔，主缸上腔回油经液控单向阀9排至油箱，滑块快速回程。
根据以上描述完成以下问题
问题1：根据元件作用描述，下面符合图中阀31三位四通电液换向阀中位机能的是（ ）
A B
C D
问题2：根据动作流程③浮动压制流程描述，在图中虚线框内补画出阀16的符号。
问题3：图中插件6的作用是什么？
答： 。
问题4：动作流程⑤泄压的作用是什么？
答： 。
问题5：泵站加载时，若使得液压油经插件23进入顶料缸无杆腔，顶料缸有杆腔液压油经液控单向阀14及插件25流回油箱，则写出下面电磁铁的得失电状态：
7YA 8YA 11YA （注：“+”表示得电，“-”表示不得电）。
任务要求2：气动系统回路设计
如图6所示为产品多次加工工序装置的工作示意图，B缸把流水线上待加工的产品夹紧，A缸进行多工序的加工，其动作过程为：
B缸伸出→A缸伸出→ A缸缩回（工序1）→A缸伸出→A缸缩回（工序2）→A缸伸出→A缸缩回（工序3）→B缸缩回。这里每次工序的工艺及刀具不予考虑。
图6 多次加工工序装置
纯气动回路设计要求：
要求1：按下单一循环启动按钮后，工作流程是：B缸伸出→A缸伸出→ A缸缩回→A缸伸出→A缸缩回→A缸伸出→ A缸缩回→B缸缩回→结束。
要求2：按下紧急停止按钮后， A缸缩回，B缸缩回。按下急停复位按钮后，恢复正常。
根据以上控制要求及动作步骤，在附件4图纸中绘制纯气动回路原理图，并在对应的元件符号旁边标明具体名称。（要求采用标准的气动元件符号绘制气动原理图）。
任务要求3：液压新技术、新工艺、新方法应用
要求：某压机是进口设备，采用插装阀控制，因为插装阀内泄严重，使得压机非正常下滑，但其他工作状态正常，为了使得设备正常工作，技术人员决定对其进行技术革新，但考虑成本，保留原来的插装阀系统，技术改造的主要方法是：在液压机提升缸的油路上，安装一个液控单向阀，当压机提升到位后，液控单向阀关闭，阻止了压机的下滑，需要下降时候，打开液控单向阀。如果你是技术人员，你的设计方案是什么。
任务七 液压知识与职业能力（5分）
1.下列哪个不是蓄能器的用途（ ）。(单选题)
A.存贮能量，辅助能源 B.吸收脉动，工作稳定 C.补偿漏损 D.调整系统压力
2.下列有关蓄能器安装不正确的是（ ）。(单选题)
A.垂直安装 B.水平安装 C.靠近振动源处安装 D.蓄能器安装处应留有一定的空间
3. 蓄能器长期停止使用时，应（）油口与压力油管之间的截止阀，保持蓄能器内的油压在充气压力以上。(单选题)
A.打开 B.关闭 C.均可以
4.液压元件安装固定时，用力要适当，防止拧紧力（）使元件变形而造成漏油或使某些零件不能动作。(单选题)
A.过小 B.均匀受力 C.过大
5.液压方向阀一般应保持轴线（ ） 。(单选题)
A.垂直安装 B.水平安装 C.垂直与水平均可以 D.倾斜安装
6.英文Emergency button的中文含义是（ ）。（单选题）
A.急停按钮 B.按钮 C.故障 D.交通灯
7.液压传动不具备过载保护功能，但其效率较高。（）（单选题）
A.该说法错误 B.该说法正确
8.服务类职位需要的能力有（）。（多选题）
A.团队合作精神 B.沟通能力 C.学习能力 D .英语水平
9.通过（）最终成就了工匠的精湛技艺。（多选题）
A.勤奋学习 B.不懈奋斗 C. 执着追求 D.长期积累
10.要打造国际品牌，必须从提升我国制造业实力入手，注重创新能力的提升。（）（单选题）
A．该说法正确 B.该说法错误
附件4
液压与气动系统回路设计或优化场次号：赛位号：液压与气动系统装调与维护赛项
附件5
液压与气动系统回路设计或优化场次号：赛位号：液压与气动系统装调与维护赛项
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液压与气动系统装调与维护赛项
任
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(样题-F卷 模块1)
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场次： 赛位号： 开始时间： 结束时间：
参赛选手须知
1.本模块任务书共22页，如出现任务书缺页、字迹不清等问题，请及时向裁判举手示意，并进行任务书的更换。
2.各参赛队应在7小时内完成本模块任务书规定内容，比赛时间到，比赛结束，选手按操作规范，整理好工作现场离开比赛场地，不得延误。
3.比赛结束，选手应及时上交任务书，不得将其擅自带离比赛场地，否则按弃权处理。
4.选手提交的试卷用赛位号标识，“选手确认”部分填写所在的“赛位号”，不得写上姓名或与身份有关的信息，否则视成绩无效。
5.参赛选手在比赛过程中可提出设备器件更换要求。更换的器件经裁判组检测后，如为非人为损坏，由裁判根据现场情况给予补时；如人为损坏或器件正常，每次扣3分。
6．在竞赛过程中，备注项中有“”标记的，表示选手已完成该项目内容，示意裁判，在裁判的监督下测量出数值并记录测试结果，该数值只有一次测量机会，一经确定不得修改；测试结果不合格也不得修改，并作为该项目的评分依据。
7．系统开始运行时必须得到裁判的允许后，才能通电运行；若装配不完整，则不允许试运行。
8．在测量过程中，如裁判发现选手测量方法或选用工具不合理、不正确，可判定该项目未完成并不得分。
9．所有项目的监督检测时间都纳入竞赛时间，不另行增加时间。
10．未经裁判签名核实的数据都是无效数值，该项目不得分。
11. 程序必须签字确认后，才允许验证任务功能，程序一经确认不得修改。
注意：严禁在泵站运行时，手伸进传输线内调试设备！
竞赛基本要求
1.正确使用工具，操作安全规范。
2.液压和气动元件安装正确无误、系统管路连接牢固、布局美观，电路连接正确、可靠，符合行业相关标准。
3.爱惜赛场的设备和器材，尽量减少耗材的浪费。
4.保持工作台及附近区域干净整洁。
5.竞赛过程中如有异议，可向现场考评人员举手示意，不得扰乱赛场秩序。
6.遵守赛场纪律，尊重考评人员、技术支持人员，服从安排。
任务描述：
本模块通过常用液压气动元件搭建、控制程序编写与人际界面的设计，用于模拟一个完整的工业生产过程，包括上料、物料传输、物料加工、物料堆垛等典型工艺过程，通过液压执行元件的有序动作，观测设计结果。其中上料单元可以采用液动或气动元件实现，物料传输采用液压马达作为动力源，物料加工采用三个液压缸，分别模拟轧制加工、冲压加工，物料堆垛系统采用气动元件实现，堆垛机驱动动力可以采用液压动力或者电机动力（伺服电机或步进电机）。通过程序的编写模拟生产过程的真实情况，包括监控界面、操作模式（手动、自动、单周期等）、报警模式等。
任务一、液压与气动系统回路安装与调试（40分）
（一）工业双泵液压泵站安装与调试
选手根据赛场提供的设备，采用规范的安装及调试工艺，按任务书的要求，完成泵站的安装及工作压力调试。
1.变量叶片泵的安装与调试
要求1：按照图1要求，选择对应的液压元件，完成变量叶片泵系统的安装与调试。
要求2：将限压式变量叶片泵限压压力调定为4.6MPa，在表1中记录压力值，并举手示意报请裁判验证并签字确认。
要求3：调试出变量叶片泵系统的输出压力为4.0MPa，在表1中记录压力值，并举手示意报请裁判验证并签字确认。
图1 变量叶片泵系统调压回路
表1 变量叶片泵的输出压力确认表
序号 泵 源 功能要求 P2（MPa） 选手确认（填赛位号） 裁判确认（签字确认） 备注
1 变量叶片泵 限压压力
2 变量叶片泵 系统压力
2.定量柱塞泵的安装与调试
要求1：按照图2要求，选择对应的液压元件，完成定量柱塞泵系统的安装与调试。
要求2：定量柱塞泵系统采用溢流阀并联控制方式，通过电磁换向阀进行一、二级压力切换，系统回油采用冷却器冷却，根据现场液压泵站配置，将图2补充完整并进行管路搭接。
要求3：定量柱塞泵初次使用前，根据该泵使用要求，举手示意向裁判报请合理做法。
要求4：调试出定量柱塞泵输出一级压力为5.5MPa，二级压力为4.0MPa，在表2中记录压力表压力值，并举手示意报请裁判签字确认。
图2 定量柱塞泵系统调压回路
表2 定量柱塞泵的输出压力确认表
序号 泵源 功能要求 P2（MPa） 选手确认（填赛位号） 裁判确认（签字确认） 备注
1 定量柱塞泵 一级压力
2 二级压力
（二）液压系统回路搭建与调试
根据赛场所提供设备，选手按任务书各液压系统回路的要求，选择适当的液压阀，组建任务书要求的板式回路或叠加回路，完成液压系统安装与调试，注意安装及调试工艺须规范。
图3 模拟装置液压回路图
1.物料传输单元
本单元采用液压马达通过机械装置，带动传输系统运行，实现物料的传输。
选用叶片泵油路系统供油，物料传输单元油路系统在满足如下要求时，进行液压系统安装与调试，注意安装及调试工艺须规范。
要求1：采用电磁比例换向阀控制液压马达转动方向及转速。
要求2：液压油经变量叶片泵系统供油给比例阀前需进一步清洁。
要求3：选用现场提供的叠加式液压元件及比例液压元件，将物料传输单元液压回路在图3中补充完整，并完成物料传输单元油路系统安装与调试。
要求4：采用PLC中的PID功能控制比例换向阀实现对液压马达的调速，采用2个按钮开关分别控制液压马达转动和液压马达停止动作。
要求5：设计组态界面，界面带有P、I、D三个参数的设置窗口并通过参数值修改对液压马达进行速度调节。
要求6：设计组态界面，界面带有液压马达实时转速显示窗口，并带有液压马达转速设定窗口，由现场裁判给出液压马达转速（30r/min~50r/min任意给定），误差±3r/min。
要求7：物料传输单元按功能要求调试完毕后，将调试结果填写至表3，并举手示意报请裁判签字确认。
表3 物料传输单元功能确认表
序号 任务 功能实现记录（填“是”或“否”） 选手确认（填赛位号） 裁判确认（签字确认） 备注
1 回路使用比例调速阀控制液压马达转速
2 按钮控制液压马达启停
3 液压马达转速PID控制功能
4 液压马达转速给定功能
5 液压马达稳定转速在给定转速±3r/min以内
2.双缸轧制单元
本单元采用液压双缸带动轧辊，实现物料的滚轧。
选用柱塞泵油路系统供油，双缸轧制单元油路系统在满足如下要求时，进行液压系统安装与调试，注意安装及调试工艺须规范。
要求1：换向阀采用三位四通电磁换向阀，换向阀在中位时，液压泵不卸荷，执行机构被锁紧。
要求2：液压双缸下行采用单向节流阀进油节流调速。
要求3：液压双缸上行采用进油调速，且液压双缸上行速度基本不受负载波动影响。
要求4：液压双缸下行（或上行）到底，液压缸无杆腔（或有杆腔）压力可调，且系统压力同步变化。
要求5：选用现场提供的叠加式液压元件，将双缸轧制单元液压回路在图3中补充完整，并完成双缸轧制单元油路系统安装与调试。
要求6：调试出液压双缸下行到底，液压双缸无杆腔压力值为4.6MPa，并在液压回路图3(b)中找出测压点并标注为P1，压力值填入表4，并举手示意报请裁判签字确认。
要求7：采用两个按钮及PLC控制液压缸动作启停，通过编程实现对液压缸的伸出、缩回控制，液压缸下行速度为30mm/s，误差±2mm/s，下行到位后延时5秒，以40mm/s速度上行,误差为±2mm/s，上行到位后停止。
注：速度确认后，二次调整速度调节阀，对应的液压缸伸出或缩回速度显示变化，该速度调节得分。
要求8：双缸轧制单元按功能要求调试完毕后，将调试结果填写至表4，并举手示意报请裁判签字确认。
表4 双缸轧制单元功能确认表
序号 任务 结果记录（MPa） 选手确认（填赛位号） 裁判确认（签字确认） 备注
1 液压双缸无杆腔压力
序号 任务 功能实现记录（填“是”或“否”） 选手确认（填赛位号） 裁判确认（签字确认） 备注
2 按钮控制液压缸动作启停
3 液压缸下行到底延时5s缩回功能
4 液压缸伸出稳定速度30mm/s误差±2mm/s
液压缸伸出二次速度调整，速度发生变化
5 液压缸缩回稳定速度40mm/s误差±2mm/s
液压缸缩回二次速度调整，速度发生变化
要求9：根据叠加阀在液压回路中的位置，在表5中填写出双缸轧制单元油路系统中叠加阀名称、叠加阀型号以及画出叠加阀职能符号。
表5 叠加阀在双缸轧制单元油路系统中的位置
4
3
2
1
0 叠加阀基板
叠加阀位置顺序 叠加阀名称 叠加阀型号 叠加阀职能符号
3.顶料单元
选用柱塞泵油路系统供油，顶料单元油路系统在满足如下要求时，进行液压系统安装与调试，注意安装及调试工艺须规范。
要求1：换向阀采用二位四通电磁换向阀。
要求2：顶料缸仅上行到底，液压缸无杆腔压力可调，且不影响系统压力。
要求3：顶料单元液压缸上行到底后，压力继电器动作发讯。
要求4：选用现场提供的叠加式液压元件，将顶料单元液压回路在图3中补充完整，并完成顶料单元油路系统安装与调试。
要求5：已知顶料缸缸筒内径尺寸为30mm，活塞杆外径尺寸为20mm，调节相应的液压元件至顶料缸上行模拟最大举升力为2967N（忽略摩擦及自重，π取3.14），并在液压回路图3(c)中找出测压点并标注为P2，同时将液压元件调定的压力值（MPa）填入表6，并举手示意报请裁判签字确认。
要求6：调试出顶料单元液压缸上行到底后，调试出压力继电器动作压力为P3±0.5MPa，动作指示采用蜂鸣器指示，压力继电器动作结果填入表6，并举手示意报请裁判签字确认。
注：顶料缸上行到底，无杆腔压力达到P2±0.5MPa时，蜂鸣器鸣叫。
要求7：采用点动按钮及PLC控制顶料单元液压缸伸出及缩回。
要求8：设计组态界面，压力继电器动作时，设计闪烁指示灯指示。
要求9：采用自锁按钮断开压力继电器与PLC之间的线路连接，按下液压缸上行按钮，液压缸上行，5s后检测不到压力继电器动作信号，组态界面弹出文字“压力继电器故障”，按下自锁按钮开关，接通压力继电器与PLC之间连接线，文字“压力继电器故障”隐藏。
要求10：顶料单元按功能要求调试完毕后，将调试结果填写至表6，并举手示意报请裁判签字确认。
表6 顶料单元功能确认表
序号 任务 结果记录（MPa） 选手确认（填赛位号） 裁判确认（签字确认） 备注
1 顶料缸无杆腔压力
序号 任务 功能实现记录（填“是”或“否”） 选手确认（填赛位号） 裁判确认（签字确认） 备注
2 顶料缸上行到底，压力继电器动作，蜂鸣器鸣叫
3 点动按钮控制液压缸伸出、缩回
4 压力继电器动作，组态指示灯闪烁
5 文字“压力继电器故障”弹出与隐藏功能
要求11：根据叠加阀在液压回路中的位置，在表7 中填写出顶料单元油路系统中叠加阀名称、叠加阀型号以及画出叠加阀职能符号。
表7 叠加阀在顶料单元油路系统中的位置
3
2
1
0 叠加阀基板
叠加阀位置顺序 叠加阀名称 叠加阀型号 叠加阀职能符号
4.物料冲压单元
选用柱塞泵油路系统供油，物料冲压单元油路系统在满足如下要求时，进行液压系统安装与调试，注意安装及调试工艺须规范。
要求1：换向阀采用三位四通电磁换向阀，换向阀在中位时，执行机构浮动。
要求2：物料冲压单元油路系统断电时，液压缸能在任意位置可靠锁紧。
要求3：冲压缸下行采用单向节流阀回油节流调速。
要求4：冲压缸仅下行到底，液压缸无杆腔压力可调且不影响系统压力。
要求5：三位四通电磁换向阀电磁铁断电，液压锁保压时，冲压缸有杆腔具有负载冲击保护功能，且不影响冲压缸下行无级调速（要求4）。
要求6：冲压缸具有保压-泄压功能，保压/泄压功能由二位三通电磁换向阀控制液控单向阀X口进行切换。
要求7：选用现场提供的板式及插装式液压元件，将物料冲压单元液压回路在图3中补充完整，并完成物料冲压单元油路系统安装与调试。
要求8：调试出冲压缸下行到底，无杆腔压力值为3.8MPa，并在液压回路图3(d)中找出测压点并标注为P3，压力值填入表8，并举手示意报请裁判签字确认。
要求9：调试出冲压缸冲压上行到底，有杆腔过载保护压力值为4.2MPa，并在液压回路图3(d)中找出测压点并标注为P4，压力值填入表8，并举手示意报请裁判签字确认。
要求10：采用点动按钮及PLC控制液压缸伸出-断电保压-泄压-缩回，并将液压缸实时位置的变化处理为液压缸实时速度。
要求11：设计组态界面，带有液压缸实时速度显示窗口及实时速度曲线，通过调节相应的液压元件，调节液压缸伸出速度为35mm/s，误差为±2mm/s。
注：速度确认后，二次调整速度调节阀，对应的液压缸伸出速度显示变化，该速度调节得分。
要求12：物料冲压单元按功能要求调试完毕后，将调试结果填写至表8，并举手示意报请裁判签字确认。
表8 物料冲压单元功能确认表
序号 任务 结果记录（MPa） 选手确认（填赛位号） 裁判确认（签字确认） 备注
1 冲压缸无杆腔压力
2 冲压缸有杆腔压力
序号 任务 功能实现记录（填“是”或“否”） 选手确认（填赛位号） 裁判确认（签字确认） 备注
3 点动按钮控制液压缸伸出-断电保压-泄压-缩回功能
4 冲压缸速度窗口显示速度功能
5 冲压缸速度显示曲线
6 液压缸伸出稳定速度35mm/s误差±2mm/s
液压缸伸出二次速度调整，速度发生变化
要求13：已知油管内径尺寸为8mm，冲压缸缸筒内径尺寸为25mm，活塞杆外径尺寸为18mm，若冲压缸下行速度为35mm/s，则进油管液压油平均流速为 m/s（四舍五入，保留小数点后2位，π取3.14）。
（三）气动回路安装与调试
1.工作任务1
选手根据赛场提供的设备，采用规范的安装及调试工艺，结合气动回路系统原理图（图4），选用合理的气动阀、气缸、气管及辅件，完成气动系统回路安装与调试。
图4 气动回路系统原理图
任务要求：
要求1：根据执行部件位置，合理利用赛场提供的元件，完成气动回路的安装与调试。
要求2：采用点动按钮及PLC控制无杆气缸左移、右移动作。
要求3：设计组态画面，画面显示无杆气缸右移时间和左移时间，要求无杆气缸右移时间为4s，左移时间为3s，时间误差均为±0.5s。
要求4：设计组态画面，画面显示无杆气缸实时动画，要求无杆气缸实时动画与实际气缸动作速度一致。
注：允许动画短时间滞后。
要求5：气动回路要求调试完毕后，将调试结果填写至表9，并举手示意报请裁判签字确认。
表9 气动回路安装及调试确认表
序号 调试任务 气缸动作是否正常（填“是”或“否”） 选手确认（填赛位号） 裁判确认（签字确认） 备注
1 顶料气缸动作
2 推料气缸动作
3 挡料气缸动作
4 真空吸盘动作
5 双轴气缸动作
6 无杆气缸动作
序号 任务 功能实现记录（填“是”或“否”） 选手确认（填赛位号） 裁判确认（签字确认） 备注
7 点动按钮控制无杆气缸动作
8 无杆气缸实时动画
9 组态实时显示无杆气缸右移时间4s±0.5s
10 组态实时显示无杆气缸左移时间3s±0.5s
2.工作任务2
任务要求：继电器控制气动回路搭接与调试
在平台上搭接出一个采用继电器控制的双作用气缸往返动作回路。动作流程为：按下启动按钮→气缸慢速伸出→气缸伸出到位（无杆腔压力0.36MPa）→延时继电器延时（约3s）→延时继电器延时时间到→气缸快速排气缩回→气缸缩回到位，气控延时阀延时→气控延时时间到(约3s)→气缸再次伸出，动作依次往复循环。根据上述要求，搭接气动及电气控制回路，调试完成后，将调试结果填入表10，并举手示意报请裁判签字确认。
说明：允许使用工作任务1中的电磁换向阀。
表10气动回路设计功能确认表
序号 任务系统 结果记录/MPa 选手确认(填赛位号) 裁判确认（签字确认） 备注
1 气缸无杆腔压力
序号 任务系统 动作结果（填“是”或“否”） 选手确认(填赛位号) 裁判确认（签字确认） 备注
2 具有气缸往复循环动作功能
3 具有慢速伸出功能
4 具有气缸伸出到底时间继电器延时功能
5 具有快速排气缩回功能
6 具有气缸缩回到底气控延时阀延时功能
任务二、电气控制回路连接与排故（10分）
选手根据赛场提供的设备，采用规范的安装及调试工艺，选取合适的导线和辅件，完成电气控制回路的连接，并完成各执行部件动作功能测试。
两台PLC选用控制屏模拟控制单元与挂箱（西门子或三菱）模块PLC。
工作任务1：
要求1：根据 I/O表，使用实验导线将液压电磁阀、气动电磁阀与相应控制单元的PLC输入、输出端及模拟量输入、输出端进行连接。
说明：未按照附件1或附件2（I/O分配表）接线，此项分数在程序运行验证中扣除。
要求2：实训导线、通信线的连接、插拔应符合操作规范。
要求3：挂箱面板同一接线柱最多插两层导线。
要求4：实训台与挂箱、阀与挂箱之间的连接导线，按不同功能分开进行捆扎，间距为80mm～100mm。
工作任务2：
要求1：根据 I/O表，完成3-4个传感器的安装、接线及调试，安装调试完成后，在表12中填写出安装调试的传感器位置名称，并将调试结果举手示意报请裁判签字确认。
要求2：在附件3上画出挂箱模块PLC接线图。
表12 传感器安装调试功能确认表
序号 传感器位置名称 调试结果是否正确（填“是”或“否”） 选手确认(填赛位号) 裁判确认（签字确认） 备注
1
2
3
4
任务三、控制系统PLC程序设计（10分）
根据现场所提供设备及工业气动元件、液压元件及赛场提供的任务书，编写 PLC控制程序，控制液压泵站、物料传输单元、双缸轧制单元、顶料单元、物料冲压单元、下料堆垛单元。把设计好的程序保存到电脑的 “D: \液压与气动系统装调与维护\赛位号\任务三 PLC程序文件夹”下。
任务要求：
要求1：程序注释
编写程序时，相应的数字量输入、输出点及液压油温度、液压双缸位移、冲压缸位移、液压双缸速度、冲压缸速度、冲压缸无杆腔压力、液压马达转速变量加上中文注释。
要求2：控制系统
选用控制屏上模拟控制单元PLC与挂箱（西门子或三菱）模块两台PLC组成，两台PLC须通过Modbus RTU网络通信（西门子）或N:N网络通信（三菱）进行数据交换。
要求3：模拟量信号采集及处理功能
双缸轧制单元液压双缸位移采集功能：实时监测液压双缸位置变化，并以十进制形式在地址D66（西门子VD66）中显示液压双缸伸出实时位置值,液压双缸伸出到底显示150mm,缩回到底显示0mm，误差±0.5mm。
双缸轧制单元液压双缸速度采集功能：实时监测液压双缸速度，并以十进制形式在地址D76（西门子VD76）中显示液压双缸实时速度值。
物料冲压单元液压缸位移采集功能：实时监测冲压缸位置变化，并以十进制形式在地址D86（西门子VD86）中显示冲压缸伸出实时位置值，冲压缸伸出到底显示150mm，缩回到底显示0mm，误差±0.5mm。
物料冲压单元液压缸速度采集功能：实时监测冲压缸速度，并以十进制形式在地址D96（西门子VD96）中显示冲压缸实时速度值。
物料冲压单元液压缸压力采集功能：实时监测冲压缸无杆腔压力，并以十进制形式在地址D106（西门子VD106）中显示实时压力值。与压力表示数偏差±0.2MPa。
温度采集功能：实时监测油箱的温度变化，并以十进制形式在地址D116（西门子VD116）中显示当前温度值，与温度表示数偏差±1℃。
说明：三菱系统为电流信号（4～20mA），西门子系统为电压信号（1～5V）。
要求4：液压马达转速采集功能
实时监测液压马达的转速变化，以十进制形式在地址D126（西门子VD126）中显示当前转速值。
要求5：泵站保护功能
油过滤器压差保护、液位低保护。当压差发讯信号断开或者液位低信号闭合时，液压泵顺序停机。
要求6：切换功能
通过切换01控制按钮模块上的旋钮开关SA1，可以选择“单步运行功能”、和“全自动运行功能”。
要求7：单步运行功能
按下按钮开关SB1顶料气缸伸出，再次按下按钮开关SB1，顶料气缸缩回。
按下按钮开关SB2推料气缸伸出，再次按下按钮开关SB2，推料气缸缩回。
按下按钮开关SB3挡料气缸伸出，再次按下按钮开关SB3，挡料气缸缩回。
按下按钮开关SB4双轴气缸伸出，再次按下按钮开关SB4，双轴气缸缩回。
按下按钮开关SB5无杆气缸右移，再次按下按钮开关SB5，无杆气缸左移。
要求8：全自动运行功能
暂停功能
全自动运行过程中，按下按钮开关SB4时，系统当前动作暂停，再次按下按钮开关SB4时，动作继续运行。
注：可通过暂停按钮暂停系统继续动作，来进行当前要求数据的验证。
停止功能
物料离开上料单元后，按下停止按钮SB1，则系统不会立即停止，继续完成当前物料的加工和堆垛后，停止上料，蜂鸣器以１Hz的频率提示（注：泵站与传送系统不停止）。按下启动按钮SB2后，蜂鸣器停止报警，继续上料运行。
复位功能
按下SB3按钮，系统进行复位。复位时根据各传感器是否处于初始状态，执行相应的复位动作，系统有15s的运行过程。完成后蜂鸣器以0.5Hz频率提示复位完成，3s后停止鸣叫。
故障报警功能
现场裁判任意指定选手断开双轴气缸或无杆气缸对应的PLC输出点，当程序运行检测到该点有输出时，延时2s，蜂鸣器报警。报警形式为每间隔2s，蜂鸣器分别以2Hz鸣叫2声（双轴气缸）、3声（无杆气缸），该线插上后，报警停止，继续当前动作。
说明：全自动运行中断开1个点，由裁判任意指定。
急停功能
全自动运行过程中，在真空吸盘吸取物料后，双轴气缸缩回时，按下01挂箱上的急停按钮QS模拟急停，液压马达、液压缸及气缸、步进电机均停止动作，真空吸盘继续保持吸取状态；急停按钮复位后，继续沿当前加工工序继续进行。
全自动运行功能
按下启动按钮SB2→叶片泵启动→延时2s→柱塞泵启动→延时2s→泵站控制阀得电→液压马达以35r/min正转→延时2s→液压双缸以25mm/s速度伸出至135mm（第2次140mm，第3次145mm）→顶料气缸伸出→延时2s→推料气缸推出物料→推料气缸到位后缩回（缩回到位，顶料气缸缩回）→冲压单元检测入料→挡料气缸伸出→冲压单元物料到位→液压双缸以30mm/s速度缩回→延时2s →顶料单元液压缸顶起物料→压力继电器发讯→冲压缸以30mm/s速度冲压→冲压缸冲压到底→换向阀断电保压5s→泄压2s→冲压缸缩回→冲压缸缩回到位，顶料缸缩回→液压马达速度切换为55r/min→挡料气缸缩回→下料单元物料检测到位→下料单元双轴气缸伸出→双轴气缸伸出到位→真空吸盘吸取物料→延时2s→双轴气缸缩回到位→无杆气缸右移，右移到位→步进电机由原点上升至第一块物料堆垛位置→真空吸盘关闭，完成第1块物料的堆垛→步进电机退回→无杆气缸左移→无杆气缸左移到位→液压马达速度切换为35r/min→液压双缸伸出，继续循环顶料、出料、轧制、冲压及堆垛流程，完成剩余2块物料的加工和堆垛。3块物料堆垛完成后，液压马达停转→蜂鸣器以1Hz频率鸣叫→变量叶片泵停机→延时2s→泵站控制阀失电→延时2s柱塞泵停机、蜂鸣器停止鸣叫。
要求9：程序确认
选手PLC程序设计完成并下载调试完成各项功能后，在表13中确认程序并举手示意报请裁判签字确认程序。
说明：程序一经确认不得修改，程序签字确认后才允许报请裁判验证表14、表15及表16中的功能。
表13 程序确认表
程序是否确认（填“是”或“否”） 确认时间（填当前时间） 选手确认（填赛位号） 裁判确认（签字确认） 备注
要求10：功能结果记录
在表14中记录各功能执行情况，并举手示意报请裁判签字确认。
表14 PLC程序功能确认表
序号 任务要求描述 完成情况（填“是”或“否”） 选手确认（填赛位号） 裁判确认（签字确认） 备注
文件夹名称及程序保存位置正确
程序注释（填两台PLC所有注释总数） 注释总计 个
液压双缸位移采集功能伸出到底150mm，缩回到底0mm,误差±0.5mm
冲压缸位移采集功能伸出到底150mm，缩回到底0mm,误差±0.5mm
冲压缸压力采集功能与表压偏差±0.2MPa
温度采集功能与温度表示数偏差±1℃
液压马达转速采集功能
泵站保护功能
顶料气缸单步运行功能
推料气缸单步运行功能
挡料气缸单步运行功能
双轴气缸单步运行功能
无杆气缸单步运行功能
暂停功能系统动作流程的暂停与继续
停止功能
复位功能
故障报警功能
急停功能按下急停吸盘继续吸取物料，复位后继续动作
任务四、上位机组态（10分）
任务描述：
用设备提供的上位机组态软件MCGS设计组态界面，并与现场可编程控制器连接，实现画面监控。
要求1：建立主页面。
要求2：设计系统界面。
要求3：设计定量柱塞泵点动启、停控制功能。
要求4：设计液压马达转速实时曲线监控界面，并进行速度监控。
要求5：设计冲压缸无杆腔压力实时曲线监控界面，并进行冲压缸无杆腔压力监控。
要求6：设计步进电机点动控制界面，可进行步进电机速度切换并实时显步进电机转速。
要求7：设计密码登录界面，密码为111，密码输入错误弹出“密码错误，请重新输入”，密码输入正确，进入步进电机点动控制界面。
要求8：设计故障报警功能，当设备故障时，采用指示灯动画闪烁表示故障状态。
在表15中记录组态功能完成情况，并举手示意报请裁判签字确认。
表15 组态设计与调试功能确认表
序号 任务要求描述 完成情况（填“是”或“否”） 选手确认（填赛位号） 裁判确认（签字确认） 备注
变量叶片泵启、停点动控制功能
定量柱塞泵启、停点动控制功能
液压马达转速曲线实时显示功能
冲压缸无杆腔压力曲线实时显示功能
步进电机点动控制功能
步进电机转速切换控制功能
步进电机转速显示功能
密码错误弹出提示功能
密码正确进入步进电机点动控制界面
故障报警时，指示灯闪烁功能
任务五、整机调试与运行（10分）
根据所提供设备并综合任务一至任务四，完成整机调试与运行。液压系统图见图3，气动系统图见图4。
任务要求：
要求1：叶片泵、柱塞泵依次能正常启动，泵站控制阀得电。
要求2：上料单元顶料气缸、推料缸能依次正常动作，物料能顺利出仓。
要求3： 物料传输单元液压马达转速具有35r/min-55r/min-35r/min切换功能，稳定转速误差±3r/min。
要求4：液压双缸伸出位置依次为135mm、140mm、145mm，误差±1mm。
要求5：液压双缸伸出速度25mm/s，误差±2mm/s。
要求6：液压双缸缩回速度30mm/s，误差±2mm/s。
要求7：具有顶料-冲压功能。
要求8：冲压缸伸出到底，具有保压5s-泄压功能。
要求9：冲压缸冲压速度为30mm/s，误差±2mm/s。
要求10：具有物料搬运、堆垛功能，要求堆垛物料时，物料的下表面与接料台上表面间隙不得超过1cm。
要求11：整个系统需完成3块物料堆垛。
要求12: 3块物料堆垛完成后，蜂鸣器以1Hz频率鸣叫，柱塞泵停止后蜂鸣器停止鸣叫。
要求13：整套系统每个单元工作衔接流畅，不出现任何故障现象。
要求14：设计组态界面，组态界面包含液压马达转速显示框、双缸位置显示框、双缸速度显示框、冲压缸位置显示框、冲压缸速度显示框，显示要求中要验证的数据。
注：组态界面数显框功能不能实现则通过监控PLC程序进行数据验证。
在表16中记录各单元运行功能，并举手示意报请裁判签字确认。
表16 整机运行与调试确认表
序号 任务要求描述 完成情况（填“是”或“否”） 选手确认（填赛位号） 裁判确认（签字确认） 备注
1 叶片泵、柱塞泵顺序启动功能
2 顶料-推料出仓功能
3 液压马达速度切换功能35r/min-55r/min-35r/min稳定转速误差±3r/min
4 双缸滚轧位置135mm,140mm,145mm误差±1mm(填滚轧位置) 滚轧位置1: mm
滚轧位置2: mm
滚轧位置3: mm
5 液压双缸伸出速度25mm/s误差±2mm/s
6 液压双缸缩回速度30mm/s误差±2mm/s
7 顶料-冲压功能
8 冲压缸保压5s-泄压功能
9 冲压缸伸出速度30mm/s误差±2mm/s
10 物料搬运、堆垛功能
11 堆垛完成3块物料 完成 块（填数字）
12 堆垛完成提醒功能
13 系统工作流畅
14 组态界面数据显示框数据显示个数（共5个） 组态数据显示 个（填数字）
附件3
挂箱PLC模块接线图
场次号： 赛位号：
液压与气动系统装调与维护赛项
122022年全国职业院校技能大赛
中职组
液压与气动系统装调与维护赛项
任
务
书
(样题-C卷 模块2)
中国·北京
场次： 赛位号： 开始时间： 结束时间：
参赛选手须知
1.本模块任务书共8页，如出现任务书缺页、字迹不清等问题，请及时向裁判举手示意，并进行任务书的更换。
2.各参赛队应在1.5小时内完成任务书规定内容，比赛时间到，比赛结束，选手按操作规范，整理好工作现场离开比赛场地，不得延误。
3.比赛结束，选手应及时上交任务书，不得将其擅自带离比赛场地，否则按弃权处理。
4.选手提交的试卷用赛位号标识，“选手确认”部分填写所在的“赛位号”，不得写上姓名或与身份有关的信息，否则视成绩无效。
任务六、液压与气动系统回路设计或优化、典型液压回路分析（15分）
任务要求1：液压系统油路分析
3500kN抽真空平板硫化机主要用于各类橡胶模型制品及非模型制品的压制成型，也可用于压制各类热固性塑料及发泡性橡胶制品。该设备为典型的三梁四柱下压上顶式结构，亦即由上横梁、下机座、活动平台、立柱及主、辅液压缸等组成。机器工作时，主缸柱塞自上向下运行合模，压制成型，设备具有动模块快速下降、慢速压制、保压以及顶出等功能，生产效率较高。
图5 3500kN抽真空平板硫化机液压系统原理图
元件作用：
该设备的液压系统由主油路和控制油路两部分组成，二者的油源分别为电动机M1驱动的变量泵6和M2驱动的定量泵7，主泵6为压力补偿变量泵，其最高压力由先导式溢流阀9设定，工作压力通过溢流阀10调整；控制泵的压力由溢流阀8设定并由压力表21显示。
系统的执行元件为主液压缸（以下简称主缸）25和顶出液压缸（以下简称辅缸）26，二者的运动方向分别由三位四通电液换向阀11和4控制，泵7向三位四通电液换向阀4、三位四通电液换向阀11及液控单向阀18提供控制压力油。主缸发信及保压分别由压力继电器13和单向阀14控制；主缸保压后泄压及期间主泵的低压循环由外控顺序阀15和充液阀16控制；单向阀17作用主缸慢速压制时的背压阀；液控单向阀18用作主缸快速下行和上行时主缸有杆腔油液的通断控制；阀20作主缸安全保护之用且压力可调。辅缸无杆腔最高压力由先导式溢流阀2设定，工作压力由溢流阀3调整。
工作原理：
主缸快速下行
电磁铁1YA、5YA、6YA通电，电液换向阀11切换至左位、电磁换向阀19及电磁换向阀22切换至右位，主泵6输出最大流量，其压力油经电液换向阀11（左位）、单向阀14进入主缸无杆腔，高位油箱经充液阀16向无杆腔自重充液补油，有杆腔回油经液控单向阀18分两路排至油箱，一路从插件12排至油箱，另一路从电液换向阀11（左位）、电液换向阀4（中位）排至油箱。
主缸慢速压制
当主缸活塞杆快速下行至挡铁碰到限位开关SQ2时，使电磁铁5YA、6YA断电，电磁换向阀19、22复至左位，此时主缸活塞杆转为慢速压制阶段，主缸无杆腔压力增大，泵6流量减小，充液阀16关闭。主缸无杆腔进油路流动线路与快速下行相同，有杆腔回油经背压阀17、电液换向阀11（左位）及电液换向阀4（中位）排至油箱。
主缸保压
当主缸活塞杆慢速下行压制使主缸上腔压力上升至压力继电器13的设定值时，电磁铁1YA断电使电液换向阀11复位至中位，单向阀14关闭，主缸进入保压阶段，泵6卸荷。
主缸泄压回程
电磁铁2YA通电使电液换向阀11切换至右位，主泵6的压力油经电液换向阀11（右位）、液控单向阀18进入主缸有杆腔，同时反向导通充液阀16对主缸无杆腔泄压。泄压期间，泵6的压力油经外控顺序阀15卸荷（低压循环），随之，阀15关闭，主缸上腔回油经充液阀16挤至高位油箱24。
主缸停止
当主缸活塞杆回程至挡铁压下极限开关SQ1时，电磁铁2YA断电，主缸回程停止。
辅缸顶出
当阀11处于中位时，压力油经阀11的M型中位进入控制辅缸动作的电液换向阀4，电磁铁3YA通电使电液换向阀4切换至左位。主泵6的压力油经电液换向阀11（中位）、电液换向阀4（左位）进入辅缸无杆腔，有杆腔回油经电液换向阀4（左位）排至油箱，辅缸顶出工件。
辅缸退回
电磁铁4YA通电，使电液换向阀4切换至右位，泵6的压力油经电液换向阀11（中位）、电液换向阀4（右位）进入辅缸有杆腔，无杆腔回油经电液换向阀4（右位）排至油箱，辅缸退回。
根据以上描述完成以下问题
问题1：根据元件作用描述，下面符合图中阀4三位四通电液换向阀中位机能的是（ ）
A B
C D
问题2：根据元件作用描述，在图中虚线框内补画出阀20的符号。
问题3：在①主缸快速下行动作过程中，高位油箱向主缸无杆腔充油的原因是什么？
答：
。
问题4：动作流程④主缸泄压的作用是什么？
答： 。
问题5：根据以上描述，在表17中填写出3500kN抽真空平板硫化机液压系统电磁铁得失电表（“+”表示得电，“-”表示失电）
表17 3500kN抽真空平板硫化机液压系统电磁铁得失电表
工况 电磁铁状态
1YA 2YA 3YA 4YA 5YA 6YA
电机启动
主缸快速下行
主缸慢速压制
主缸保压
主缸泄压回程
主缸回程停止
辅缸顶出
辅缸退回
停止等待
任务要求2：气动系统回路设计
如图6所示为产品多次加工工序装置的工作示意图，B缸把流水线上待加工的产品夹紧，A缸进行多工序的加工，其动作过程为：
B缸伸出→A缸伸出→ A缸缩回（工序1）→A缸伸出→A缸缩回（工序2）→A缸伸出→A缸缩回（工序3）→B缸缩回。这里每次工序的工艺及刀具不予考虑。
图6 多次加工工序装置
纯气动回路设计要求：
要求1：按下单一循环启动按钮后，工作流程是：B缸伸出→A缸伸出→ A缸缩回→A缸伸出→A缸缩回→A缸伸出→ A缸缩回→B缸缩回→结束。
要求2：按下紧急停止按钮后， A缸缩回，B缸缩回。按下急停复位按钮后，恢复正常。
根据以上控制要求及动作步骤，在附件4图纸中绘制纯气动回路原理图，并在对应的元件符号旁边标明具体名称。（要求采用标准的气动元件符号绘制气动原理图）。
任务要求3：请说出下图是什么液压元件，并说明各部分的名称。
任务七 液压知识与职业能力（5分）
1.在液压系统参数调整后，应将液压阀调节螺栓上锁紧螺母（ ），以防止调整好参数变动。(单选题)
A.锁紧 B.放松 C.没有限制
2.压力继电器的调定压力一般应（ ）供油压力的0.3～0.5MPa。(单选题)
A.高于 B.低于 C.没有限制
3.在安装液压系统回油管时，回油管插入油箱油中的一端管口应斜切45°，斜口应朝向（ ）一侧，使油不直接冲向箱底，并能散发油的热量。(单选题)
A.箱壁 B.箱底 C.任意
4.在液压系统的工作压力调整中，溢流阀阀口大小合理调整方式是（ ）。(单选题)
A.阀口由大到小 B.阀口由小到大 C.任意
5.在冲压缸工作速度调整中，节流阀阀口大小合理调整方式是（ ）。(单选题)
A.阀口由大到小 B.阀口由小到大 C.任意
6.英文Emergency button的中文含义是（ ）。（单选题）
A.急停按钮 B.按钮 C.故障 D.交通灯
7.以下属于工匠精神独特的价值取向的是（ ）。(多选题)
A.追求极致的技术取向 B.寻物求美的审美取向
C.勤学实干的实践取向 D.体知生命的人文取向
8.弘扬工匠精神，如何培养对工作的热爱？（ ）(多选题)
A.主动发现工作的价值和意义 B.立足长远，把工作当做事业来做
C.视工作为一种荣耀，并在工作中不断收获荣耀 D.尊重自己的选择，无论主动还是被动
9.通过（ ）最终成就了工匠的精湛技艺。（多选题）
A.勤奋学习 B.不懈奋斗 C. 执着追求 D.长期积累
10.以下技巧中，有助于达到说服效果的有（ ）。（多选题）
A．以自我为中心 B.换位思考 C.先理解对方 D.针锋相对
附件4
液压与气动系统回路设计或优化场次号：赛位号：液压与气动系统装调与维护赛项
(
1
)2022年全国职业院校技能大赛
中职组
液压与气动系统装调与维护赛项
任
务
书
(样题-D卷 模块2)
中国·北京
场次： 赛位号： 开始时间： 结束时间：
参赛选手须知
1.本模块任务书共8页，如出现任务书缺页、字迹不清等问题，请及时向裁判举手示意，并进行任务书的更换。
2.各参赛队应在1.5小时内完成任务书规定内容，比赛时间到，比赛结束，选手按操作规范，整理好工作现场离开比赛场地，不得延误。
3.比赛结束，选手应及时上交任务书，不得将其擅自带离比赛场地，否则按弃权处理。
4.选手提交的试卷用赛位号标识，“选手确认”部分填写所在的“赛位号”，不得写上姓名或与身份有关的信息，否则视成绩无效。
任务六、液压与气动系统回路设计或优化、典型液压回路分析（15分）
任务要求1：液压系统油路分析
3500kN抽真空平板硫化机主要用于各类橡胶模型制品及非模型制品的压制成型，也可用于压制各类热固性塑料及发泡性橡胶制品。该设备为典型的三梁四柱下压上顶式结构，亦即由上横梁、下机座、活动平台、立柱及主、辅液压缸等组成。机器工作时，主缸柱塞自上向下运行合模，压制成型，设备具有动模块快速下降、慢速压制、保压以及顶出等功能，生产效率较高。
图5 3500kN抽真空平板硫化机液压系统原理图
元件作用：
该设备的液压系统由主油路和控制油路两部分组成，二者的油源分别为电动机M1驱动的变量泵6和M2驱动的定量泵7，主泵6为压力补偿变量泵，其最高压力由先导式溢流阀9设定，工作压力通过溢流阀10调整；控制泵的压力由溢流阀8设定并由压力表21显示。
系统的执行元件为主液压缸（以下简称主缸）25和顶出液压缸（以下简称辅缸）26，二者的运动方向分别由三位四通电液换向阀11和4控制，泵7向三位四通电液换向阀4、三位四通电液换向阀11及液控单向阀18提供控制压力油。主缸发信及保压分别由压力继电器13和单向阀14控制；主缸保压后泄压及期间主泵的低压循环由外控顺序阀15和充液阀16控制；单向阀17作用主缸慢速压制时的背压阀；液控单向阀18用作主缸快速下行和上行时主缸有杆腔油液的通断控制；阀20作主缸安全保护之用且压力可调。辅缸无杆腔最高压力由先导式溢流阀2设定，工作压力由溢流阀3调整。
工作原理：
主缸快速下行
电磁铁1YA、5YA、6YA通电，电液换向阀11切换至左位、电磁换向阀19及电磁换向阀22切换至右位，主泵6输出最大流量，其压力油经电液换向阀11（左位）、单向阀14进入主缸无杆腔，高位油箱经充液阀16向无杆腔自重充液补油，有杆腔回油经液控单向阀18分两路排至油箱，一路从插件12排至油箱，另一路从电液换向阀11（左位）、电液换向阀4（中位）排至油箱。
主缸慢速压制
当主缸活塞杆快速下行至挡铁碰到限位开关SQ2时，使电磁铁5YA、6YA断电，电磁换向阀19、22复至左位，此时主缸活塞杆转为慢速压制阶段，主缸无杆腔压力增大，泵6流量减小，充液阀16关闭。主缸无杆腔进油路流动线路与快速下行相同，有杆腔回油经背压阀17、电液换向阀11（左位）及电液换向阀4（中位）排至油箱。
主缸保压
当主缸活塞杆慢速下行压制使主缸上腔压力上升至压力继电器13的设定值时，电磁铁1YA断电使电液换向阀11复位至中位，单向阀14关闭，主缸进入保压阶段，泵6卸荷。
主缸泄压回程
电磁铁2YA通电使电液换向阀11切换至右位，主泵6的压力油经电液换向阀11（右位）、液控单向阀18进入主缸有杆腔，同时反向导通充液阀16对主缸无杆腔泄压。泄压期间，泵6的压力油经外控顺序阀15卸荷（低压循环），随之，阀15关闭，主缸上腔回油经充液阀16挤至高位油箱24。
主缸停止
当主缸活塞杆回程至挡铁压下极限开关SQ1时，电磁铁2YA断电，主缸回程停止。
辅缸顶出
当阀11处于中位时，压力油经阀11的M型中位进入控制辅缸动作的电液换向阀4，电磁铁3YA通电使电液换向阀4切换至左位。主泵6的压力油经电液换向阀11（中位）、电液换向阀4（左位）进入辅缸无杆腔，有杆腔回油经电液换向阀4（左位）排至油箱，辅缸顶出工件。
辅缸退回
电磁铁4YA通电，使电液换向阀4切换至右位，泵6的压力油经电液换向阀11（中位）、电液换向阀4（右位）进入辅缸有杆腔，无杆腔回油经电液换向阀4（右位）排至油箱，辅缸退回。
根据以上描述完成以下问题
问题1：根据元件作用描述，下面符合图中阀4三位四通电液换向阀中位机能的是（ ）
A B
C D
问题2：根据元件作用描述，在图中虚线框内补画出阀20的符号。
问题3：在①主缸快速下行动作过程中，高位油箱向主缸无杆腔充油的原因是什么？
答：
。
问题4：动作流程④主缸泄压的作用是什么？
答： 。
问题5：根据以上描述，在表17中填写出3500kN抽真空平板硫化机液压系统电磁铁得失电表（“+”表示得电，“-”表示失电）
表17 3500kN抽真空平板硫化机液压系统电磁铁得失电表
工况 电磁铁状态
1YA 2YA 3YA 4YA 5YA 6YA
电机启动
主缸快速下行
主缸慢速压制
主缸保压
主缸泄压回程
主缸回程停止
辅缸顶出
辅缸退回
停止等待
任务要求2：气动系统回路设计
如图6所示为产品多次加工工序装置的工作示意图，B缸把流水线上待加工的产品夹紧，A缸进行多工序的加工，其动作过程为：
B缸伸出→A缸伸出→ A缸缩回（工序1）→A缸伸出→A缸缩回（工序2）→A缸伸出→A缸缩回（工序3）→B缸缩回。这里每次工序的工艺及刀具不予考虑。
图6 多次加工工序装置
纯气动回路设计要求：
要求1：按下单一循环启动按钮后，工作流程是：B缸伸出→A缸伸出→ A缸缩回→A缸伸出→A缸缩回→A缸伸出→ A缸缩回→B缸缩回→结束。
要求2：按下紧急停止按钮后， A缸缩回，B缸缩回。按下急停复位按钮后，恢复正常。
根据以上控制要求及动作步骤，在附件4图纸中绘制纯气动回路原理图，并在对应的元件符号旁边标明具体名称。（要求采用标准的气动元件符号绘制气动原理图）。
任务七 液压知识与职业能力（5分）
1.为了保护关键液压元件，在其（ ）装设精滤油器；其余宜将滤油器装在低压回路管路中。(单选题)
A.后面 B.前面 C.任意
2.单向阀安装在泵的出口时，如果（ ）安装可能损坏泵或烧坏电机。(单选题)
A.反向 B.正向 C.任意
3.在安装液压系统回油管时，回油管插入油箱油中的一端管口应斜切45°，斜口应朝向（ ）一侧，使油不直接冲向箱底，并能散发油的热量。(单选题)
A.箱壁 B.箱底 C.任意
4.在安装液压系统油管时，用于拧紧油管的活动扳手，其受力端选择正确的是（ ）。(单选题)
A.活动端 B.固定端 C.任意端
5.在安装液压系统液压元件时，用于最终拧紧螺栓或螺母的内六角扳手，其选择正确的是（ ）受力。(单选题)
A.长端 B.短端 C.任意端
6.英文Emergency button的中文含义是（ ）（单选题）
A.急停按钮 B.按钮 C.故障 D.交通灯
7.生产类职位需要的能力（ ）。（多选题）
A.团队合作精神 B.沟通能力 C.学习能力 D.计算机应用水平
8.我国正在走向新的发展阶段，中国制造正在逐渐转型成为中国（ ）（单选题）
A.智造 B.高科技 C.经济大国 D.强国
9.通过（）最终成就了工匠的精湛技艺。（多选题）
A.勤奋学习 B.不懈奋斗 C. 执着追求 D.长期积累
10.对于制造业企业，其出路就在于通过自身成长，成为价值链上游企业，通过创新竞
争优势获取利润。（）（单选题）
A.正确 B .错误
附件4
液压与气动系统回路设计或优化场次号：赛位号：液压与气动系统装调与维护赛项
(
5
)2022年全国职业院校技能大赛
中职组
液压与气动系统装调与维护赛项
任
务
书
(样题-A卷 模块1)
中国·北京
场次： 赛位号： 开始时间： 结束时间：
参赛选手须知
1.本模块任务书共19页，如出现任务书缺页、字迹不清等问题，请及时向裁判举手示意，并进行任务书的更换。
2.各参赛队应在7小时内完成本模块任务书规定内容，比赛时间到，比赛结束，选手按操作规范，整理好工作现场离开比赛场地，不得延误。
3.比赛结束，选手应及时上交任务书，不得将其擅自带离比赛场地，否则按弃权处理。
4.选手提交的试卷用赛位号标识，“选手确认”部分填写所在的“赛位号”，不得写上姓名或与身份有关的信息，否则视成绩无效。
5.参赛选手在比赛过程中可提出设备器件更换要求。更换的器件经裁判组检测后，如为非人为损坏，由裁判根据现场情况给予补时；如人为损坏或器件正常，每次扣3分。
6．在竞赛过程中，备注项中有“”标记的，表示选手已完成该项目内容，示意裁判，在裁判的监督下测量出数值并记录测试结果，该数值只有一次测量机会，一经确定不得修改；测试结果不合格也不得修改，并作为该项目的评分依据。
7．系统开始运行时必须得到裁判的允许后，才能通电运行；若装配不完整，则不允许试运行。
8．在测量过程中，如裁判发现选手测量方法或选用工具不合理、不正确，可判定该项目未完成并不得分。
9．所有项目的监督检测时间都纳入竞赛时间，不另行增加时间。
10．未经裁判签名核实的数据都是无效数值，该项目不得分。
11. 程序必须签字确认后，才允许验证任务功能，程序一经确认不得修改。
注意：严禁在泵站运行时，手伸进传输线内调试设备！
竞赛基本要求
1.正确使用工具，操作安全规范。
2.液压和气动元件安装正确无误、系统管路连接牢固、布局美观，电路连接正确、可靠，符合行业相关标准。
3.爱惜赛场的设备和器材，尽量减少耗材的浪费。
4.保持工作台及附近区域干净整洁。
5.竞赛过程中如有异议，可向现场考评人员举手示意，不得扰乱赛场秩序。
6.遵守赛场纪律，尊重考评人员、技术支持人员，服从安排。
任务描述：
本模块通过常用液压气动元件搭建、控制程序编写与人际界面的设计，用于模拟一个完整的工业生产过程，包括上料、物料传输、物料加工、物料堆垛等典型工艺过程，通过液压执行元件的有序动作，观测设计结果。其中上料单元可以采用液动或气动元件实现，物料传输采用液压马达作为动力源，物料加工采用三个液压缸，分别模拟轧制加工、冲压加工。物料堆垛系统采用气动元件实现，堆垛机驱动动力可以采用液压动力或者电机动力（伺服电机或步进电机）。通过程序的编写模拟生产过程的真实情况，包括监控界面、操作模式（手动、自动、单周期等）、报警模式等。
任务一、液压与气动系统回路安装与调试（40分）
（一）工业双泵液压泵站安装与调试
选手根据赛场提供的设备，采用规范的安装及调试工艺，按任务书的要求，完成泵站的安装及工作压力调试。
1.变量叶片泵的安装与调试
要求1：按照图1要求，选择对应的液压元件，完成变量叶片泵系统的安装与调试。
要求2：调试出变量叶片泵的输出压力为4.2MPa，在表1中记录压力值，并举手示意报请裁判验证并签字确认。
要求3：液压系统中高压过滤器上的压差发讯器发讯压力值为 MPa。
图1 变量叶片泵系统调压回路
表1 变量叶片泵的输出压力确认表
序号 泵 源 功能要求 P2（MPa） 选手确认（填赛位号） 裁判确认（签字确认） 备注
1 变量叶片泵 系统压力
2.定量柱塞泵的安装与调试
要求1：按照图2要求，选择对应的液压元件，完成定量柱塞泵系统的安装与调试。
要求2：定量柱塞泵系统采用溢流阀并联控制方式，通过电磁换向阀进行一、二级压力切换，系统回油采用冷却器冷却，根据现场液压泵站配置，将图2补充完整并进行管路搭接。
要求3：调试出定量柱塞泵输出一级压力为5.5MPa，二级压力为3.5MPa，在表2中记录压力表压力值，并举手示意报请裁判签字确认。
图2 定量柱塞泵系统调压回路
表2 定量柱塞泵的输出压力确认表
序号 泵源 功能要求 P2（MPa） 选手确认（填赛位号） 裁判确认（签字确认） 备注
1 定量柱塞泵 一级压力
2 二级压力
（二）液压系统回路搭建与调试
根据赛场所提供设备，选手按任务书各液压系统回路的要求，选择适当的液压阀，组建任务书要求的板式回路或叠加回路，完成液压系统安装与调试，注意安装及调试工艺须规范。
图3模拟装置液压回路图
1.物料传输液压回路设计安装
本单元采用液压马达通过机械装置，带动传输系统运行，实现物料的传输。
选用叶片泵油路系统供油，物料传输单元油路系统在满足如下要求时，进行液压系统安装与调试，注意安装及调试工艺须规范。
要求1：换向阀采用三位四通电磁换向阀，换向阀在中位时，液压泵卸荷，液压马达浮动。
要求2：液压马达具有正、反转过载保护功能。
要求3：液压马达正反转转速采用比例调速阀控制。
要求4：选用现场提供的板式液压元件及比例液压元件，设计物料传输单元液压回路，并在图3中画出，并完成物料传输单元油路系统安装与调试。
要求5：采用一个按钮实现对液压马达速度的无极调速，用PLC实现。
2.物料的双缸轧制加工单元
本单元采用液压双缸带动轧辊，实现物料的滚轧加工。因为满足轧制受力平衡，需要双缸加工。
选用柱塞泵油路系统供油，双缸轧制单元油路系统在满足如下要求时，进行液压系统安装与调试，注意安装及调试工艺须规范。
要求1：换向阀采用三位四通电磁换向阀，换向阀在中位时，液压泵不卸荷，执行机构浮动。
要求2：双缸轧制单元油路系统断电时，液压缸能在任意位置可靠锁紧。
要求3：液压双缸下行（或上行）到底，液压缸无杆腔（或有杆腔）压力可调，且不影响系统压力。
要求4：液压双缸下行采用进油调速，且液压双缸下行速度基本不受负载波动影响。
要求5：液压双缸上行采用进油节流调速。
要求6：选用现场提供的板式及插装式液压元件，将双缸轧制单元液压回路在图3中补充完整，并完成双缸轧制单元油路系统安装与调试。
要求7：调试出液压双缸下行到底，无杆腔压力值为4.6MPa，并在液压回路图3(b)中找出测压点并标注为P1，压力值填入表5，并举手示意报请裁判签字确认。
要求8：采用PLC，通过编程控制实现液压缸的快速下行与慢速下行，下行到位后延时5秒后快速上行到位停止。设计一个停止按钮，一个启动按钮。
3.顶料单元
选用柱塞泵油路系统供油，顶料单元油路系统在满足如下要求时，进行液压系统安装与调试，注意安装及调试工艺须规范。
要求1：换向阀采用二位四通电磁换向阀。
要求2：顶料缸仅上行到底，无杆腔压力可调且系统压力同步变化。
要求3：顶料单元液压缸上行到底后，压力继电器动作发讯。
要求4：选用现场提供的叠加式液压元件，将顶料单元液压回路在图3中补充完整，并完成顶料单元油路系统安装与调试，固定螺钉拧紧扭矩符合技术要求，扭矩值填入表5，并举手示意报请裁判签字确认。
要求5：已知顶料缸缸筒内径尺寸为30mm,活塞杆外径尺寸为20mm，调节相应的液压元件至顶料缸上行模拟最大举升力为3109N（忽略摩擦及自重，π取3.14），并在液压回路图3(c)中找出测压点并标注为P2，同时将液压元件调定的压力值（MPa）填入表5，并举手示意报请裁判签字确认。
要求6：调试出顶料单元液压缸上行到底后，调试出压力继电器动作压力为P2±0.5MPa，动作指示采用蜂鸣器指示，压力继电器动作结果填入表5，并举手示意报请裁判签字确认。
注：顶料缸上行到底，无杆腔压力达到P2±0.5MPa时，蜂鸣器鸣叫。
要求7：根据叠加阀在液压回路中的位置，在表3中填写出顶料单元油路系统中叠加阀名称、叠加阀型号以及画出叠加阀职能符号。
表3 叠加阀在顶料单元油路系统中的位置
3
2
1
0 叠加阀基板
叠加阀位置顺序 叠加阀名称 叠加阀型号 叠加阀职能符号
4.物料冲压单元
选用柱塞泵油路系统供油，物料冲压单元油路系统在满足如下要求时，进行液压系统安装与调试，注意安装及调试工艺须规范。
要求1：换向阀采用三位四通电磁换向阀，换向阀在中位时，各油口均不通。
要求2：冲压缸仅下行到底，液压缸无杆腔压力可调，且不影响系统压力。
要求3：冲压缸仅上行到底，液压缸有杆腔压力可调，且系统压力同步变化。
要求4：冲压缸下行采用节流阀回油节流调速。
要求5：冲压缸无杆腔压力采用压力变送器采集。
要求6：选用现场提供的叠加式液压元件，将物料冲压单元液压回路在图3中补充完整，并完成物料冲压单元油路系统安装与调试，固定螺钉拧紧扭矩符合技术要求，扭矩值填入表5，并举手示意报请裁判签字确认。
要求7：调试出冲压缸下行到底，无杆腔压力值为4.2MPa，并在液压回路图3(d)中找出测压点并标注为P3，压力值填入表5，并举手示意报请裁判签字确认。
要求8：调试出冲压缸上行到底，有杆腔压力值为3.8MPa，并在液压回路图3(d)中找出测压点并标注为P4，压力值填入表5，并举手示意报请裁判签字确认。
要求9：已知冲压缸缸筒内径尺寸为25mm,活塞杆外径尺寸为18mm，若冲压缸下行速度为25mm/s，则冲压缸无杆腔理论进油流量为 mL/s（四舍五入，保留小数点后1位，π取3.14）。
要求10：根据叠加阀在液压回路中的位置，在表4中填写出物料冲压单元油路系统中叠加阀名称、叠加阀型号以及画出叠加阀职能符号。
表4 叠加阀在物料冲压单元油路系统中的位置
4
3
2
1
0 叠加阀基板
叠加阀位置顺序 叠加阀名称 叠加阀型号 叠加阀职能符号
5.液压系统单步调试记录
表5 单步调试参数与功能确认表
序号 任务 结果记录（MPa） 选手确认（填赛位号） 裁判确认（签字确认） 备注
1 液压双缸无杆腔压力
2 顶料缸无杆腔压力
3 冲压缸无杆腔压力
4 冲压缸有杆腔压力
序号 任务 结果记录（N.m） 选手确认（填赛位号） 裁判确认（签字确认） 备注
5 顶料单元固定螺钉拧紧扭矩
6 冲压单元固定螺钉拧紧扭矩
序号 任务 结果记录（“是”或“否”） 选手确认（填赛位号） 裁判确认（签字确认） 备注
7 压力继电器动作是否正常
（三）气动回路安装与调试
1.工作任务1
选手根据赛场提供的设备，采用规范的安装及调试工艺，结合气动回路系统原理图（图4），选用合理的气动阀、气缸、气管及辅件，完成气动系统回路安装与调试。
图4 气动回路系统原理图
任务要求：
根据执行部件位置，合理利用赛场提供的元件，完成气动回路的安装与调试。
表6 气动回路安装及调试确认表
序号 调试任务 气缸动作是否正常（填“是”或“否”） 选手确认（填赛位号） 裁判确认（签字确认） 备注
1 顶料气缸动作
2 推料气缸动作
3 挡料气缸动作
4 真空吸盘动作
5 双轴气缸动作
6 无杆气缸动作
2.工作任务2
任务要求2：继电器控制气动回路搭接与调试
在平台上搭接出1个采用继电器控制的双作用气缸往返动作回路。动作流程为：按下启动按钮→气缸慢速伸出→气缸伸出到位（无杆腔压力0.36MPa）→延时继电器延时（约3s）→延时继电器延时时间到→气缸快速排气缩回→气缸缩回到位，气控延时阀延时→气控延时时间到(约3s)→气缸再次伸出，动作依次往复循环。根据上述要求，搭接气动及电气控制回路，调试完成后，将调试结果填入表7，并举手示意报请裁判签字确认。
说明：允许使用工作任务1中的电磁换向阀。
表7气动回路设计功能确认表
序号 任务系统 结果记录/MPa 选手确认(填赛位号) 裁判确认（签字确认） 备注
1 气缸无杆腔压力
序号 任务系统 动作结果（填“是”或“否”） 选手确认(填赛位号) 裁判确认（签字确认） 备注
1 具有气缸往复循环动作功能
2 具有慢速伸出功能
3 具有气缸伸出到底时间继电器延时功能
4 具有快速排气缩回功能
5 具有气缸缩回到底气控延时阀延时功能
任务二、电气控制回路连接与排故（10分）
选手根据赛场提供的设备，采用规范的安装及调试工艺，选取合适的导线和辅件，完成电气控制回路的连接，并完成各执行部件动作功能测试。
两台PLC选用控制屏模拟控制单元与挂箱（西门子或三菱）模块PLC。
工作任务1：
要求1：根据 I/O表，使用实验导线将液压电磁阀、气动电磁阀与相应控制单元的PLC输入、输出端及模拟量输入、输出端进行连接。
说明：未按照附件1或附件2（I/O分配表）接线，此项分数在程序运行验证中扣除。
要求2：实训导线、通信线的连接、插拔应符合操作规范。
要求3：挂箱面板同一接线柱最多插两层导线。
说明：任务一中继电器控制气动回路搭接与调试除外。
要求4：实训台与挂箱、阀与挂箱之间的连接导线，按不同功能分开进行捆扎，间距为80mm～100mm。
工作任务2：
要求1：根据 I/O表，完成3-4个传感器的安装、接线及调试，安装调试完成后，在表9中填写出安装调试的传感器名称，并将调试结果举手示意报请裁判签字确认。
要求2：在附件3上画出挂箱模块PLC接线图。
感器安装调试功能确认表
序号 传感器名称 调试结果是否正确（填“是”或“否”） 选手确认(填赛位号) 裁判确认（签字确认） 备注
1
2
3
4
任务三、控制系统PLC程序设计（10分）
根据现场所提供设备及工业气动元件、液压元件及赛场提供的任务书，编写 PLC控制程序，控制液压泵站、物料传输单元、双缸轧制单元、顶料单元、物料冲压单元、下料堆垛单元。把设计好的程序保存到电脑的 “D: \液压与气动系统装调与维护\赛位号\任务三 PLC程序文件夹”下。
任务要求：
要求1：程序注释
编写程序时，相应的输入、输出点及温度、位移、速度、压力、转速变量加上中文注释。
要求2：控制系统
选用控制屏上模拟控制单元PLC与挂箱（西门子或三菱）模块两台PLC组成，两台PLC须通过Modbus RTU网络通信（西门子）或N:N网络通信（三菱）进行数据交换。
要求3：模拟量信号采集及处理功能
双缸轧制单元液压双缸位移采集功能：实时监测液压双缸位置变化，并以十进制形式在地址D66（西门子VD66）中显示液压双缸伸出实时位置值,液压双缸伸出到底显示150mm,缩回到底显示0mm,误差±0.5mm。
双缸轧制单元液压双缸速度采集功能：实时监测液压双缸速度，并以十进制形式在地址D76（西门子VD76）中显示液压双缸实时速度值。
物料冲压单元液压缸位移采集功能：实时监测冲压缸位置变化，并以十进制形式在地址D86（西门子VD86）中显示冲压缸伸出实时位置值，冲压缸伸出到底显示150mm,缩回到底显示0mm,误差±0.5mm。
物料冲压单元液压缸速度采集功能：实时监测冲压缸速度，并以十进制形式在地址D96（西门子VD96）中显示冲压缸实时速度值。
物料冲压单元液压缸压力采集功能：实时监测冲压缸无杆腔压力，并以十进制形式在地址D106（西门子VD106）中显示实时压力值。与压力表示数差值±0.2MPa。
温度采集功能：实时监测油箱的温度变化，并以十进制形式在地址D116（西门子VD116）中显示当前温度值，与温度表示数偏差±1℃。
说明：三菱系统为电流信号（4～20mA），西门子系统为电压信号（1～5V）。
要求4：液压马达转速采集功能
实时监测液压马达的转速变化，以十进制形式在地址D126（西门子VD126）中显示当前转速值。
要求5：油箱温度控制功能
泵站启动后，油温高于30℃（达不到30℃则设定比当前温度值小1℃动作），冷却风扇启动。
要求6：泵站保护功能
油过滤器压差保护、液位低保护。当压差发讯信号断开或者液位低信号闭合时，液压泵停机。
要求7：切换功能
通过切换01控制按钮模块上的旋钮开关SA2，可以选择“手动功能”、“单周期运行功能”和“全自动运行功能”。
说明：旋钮开关SA2对应的第1个触点为一组，第2、3个触点同为另一组（自左往右）。
要求8：手动功能
将SA2旋钮开关旋至左位，进入手动功能
按钮开关SB6控制柱塞泵启、停。
按钮开关SB7控制叶片泵启、停。
按钮开关SB1控制液压马达正转。
按钮开关SB2、SB3分别控制液压双缸伸出、缩回。
按钮开关SB4、SB5分别控制冲压缸伸出、缩回。
要求9：停止功能
物料离开上料单元后，按下停止按钮SB1，则系统不会立即停止，继续完成当前物料的加工和堆垛后，停止上料，蜂鸣器以１Hz的频率提示（注：泵站与传送系统不停止）。按下启动按钮SB2后，蜂鸣器停止报警，继续上料运行。
要求10：复位功能
按下SB3按钮，系统进行复位。复位时根据各传感器是否处于初始状态，执行相应的复位动作，系统有15s的运行过程。完成后蜂鸣器以0.5Hz频率提示复位完成，3s后停止鸣叫。
要求11：故障报警功能
现场裁判任意指定选手断开液压双缸或冲压缸对应的PLC输出点，当程序运行检测到该点有输出时，延时2s，蜂鸣器报警。报警形式为每间隔2s，蜂鸣器分别以2Hz鸣叫2声（液压双缸）、3声（冲压缸），该线插上后，报警停止，继续当前动作。
说明：全自动运行中断开1个点，由裁判任意指定
要求12：急停功能
全自动运行过程中，按下01挂箱上的急停按钮QS模拟急停，叶片泵及柱塞泵不停机，柱塞泵系统切换为二级压力，液压马达、液压缸及气动缸均停止动作，真空吸盘若已吸取物料则继续保持吸取状态；急停按钮复位后，继续沿当前加工工序继续进行。
要求13：单周期运行功能
SA2旋钮开关旋至中位，进入单周期运行功能。按下启动按钮SB2→叶片泵启动→延时2s→柱塞泵启动→延时2s→泵站控制阀得电→液压马达以35r/min正转→延时2s→液压双缸以25mm/s速度伸出至135mm→顶料气缸伸出→延时2s→推料气缸推出物料→推料气缸到位后缩回（缩回到位，顶料气缸缩回）→冲压单元检测入料→挡料气缸伸出→冲压单元物料到位→液压双缸以30mm/s速度缩回→延时2s →顶料单元液压缸顶起物料→压力继电器发讯→冲压缸以25mm/s速度冲压→冲压缸伸出到底→延时2s→冲压缸缩回→冲压缸缩回到位，顶料缸缩回→液压马达速度切换为55r/min→挡料气缸缩回→下料单元物料检测到位→下料单元双轴气缸伸出→双轴气缸伸出到位→真空吸盘吸取物料→延时2s→双轴气缸缩回到位→无杆气缸右移，右移到位→步进电机由原点上升至第一块物料堆垛位置→真空吸盘关闭，完成1块物料的堆垛→步进电机退回→无杆气缸左移→无杆气缸左移到位，系统停止运行。
要求14：全自动运行功能
SA2旋钮开关旋至右位，进入全自动运行功能。按下启动按钮SB2→叶片泵启动→延时2s→柱塞泵启动→延时2s→泵站控制阀得电→液压马达以35r/min正转→延时2s→液压双缸以25mm/s速度伸出至135mm（第2次140mm，第3次145mm）→顶料气缸伸出→延时2s→推料气缸推出物料→推料气缸到位后缩回（缩回到位，顶料气缸缩回）→冲压单元检测入料→挡料气缸伸出→冲压单元物料到位→液压双缸以30mm/s速度缩回→延时2s →顶料单元液压缸顶起物料→压力继电器发讯→冲压缸以25mm/s速度冲压→冲压缸冲压到底→延时2s→冲压缸缩回→冲压缸缩回到位，顶料缸缩回→液压马达速度切换为55r/min→挡料气缸缩回→下料单元物料检测到位→下料单元双轴气缸伸出→双轴气缸伸出到位→真空吸盘吸取物料→延时2s→双轴气缸缩回到位→无杆气缸右移，右移到位→步进电机由原点上升至第一块物料堆垛位置→真空吸盘关闭，完成第1块物料的堆垛→步进电机退回→无杆气缸左移→无杆气缸左移到位→伺服取料机构X轴及Y轴取料伸出速度为20mm/s±1mm/s，取料缩回速度均为15mm/s±1mm/s，取回物料放入相应的料仓内→液压马达速度切换为35r/min→液压双缸伸出，继续循环顶料、出料、轧制、冲压及堆垛流程，完成剩余2块物料的加工、堆垛和物料入仓。3块物料入仓完成后，液压马达停转→蜂鸣器以1Hz频率鸣叫→变量叶片泵停止→延时2s→泵站控制阀失电→延时2s柱塞泵停止、蜂鸣器停止鸣叫。
要求15：程序确认
选手PLC程序设计完成并下载调试完成各项功能后，在表10中确认程序并举手示意报请裁判签字确认程序。
说明：程序一经确认不得修改，程序签字确认后才允许报请裁判验证表10及表11中的功能。
表10 程序确认表
程序是否确认（填“是”或“否”） 确认时间（填当前时间） 选手确认（填赛位号） 裁判确认（签字确认） 备注
要求16：功能结果记录
在表11中记录各功能执行情况，并举手示意报请裁判签字确认。
表11 PLC程序功能确认表
序号 任务要求描述 完成情况（填“是”或“否”） 选手确认（填赛位号） 裁判确认（签字确认） 备注
液压双缸位移采集功能伸出到底150mm，缩回到底0mm,误差±0.5mm
冲压缸位移采集功能伸出到底150mm，缩回到底0mm,误差±0.5mm
冲压缸压力采集功能与表压误差±0.2MPa
温度采集功能
液压马达转速采集功能
油箱温度控制功能
泵站保护功能
柱塞泵按钮开关控制
叶片泵按钮开关控制
液压马达正转按钮开关控制
液压双缸按钮开关控制
冲压缸按钮开关控制
停止功能
复位功能
故障报警功能
急停功能
单周期运行功能
任务四、上位机组态（10分）
任务描述：
用设备提供的上位机组态软件MCGS设计组态界面，并与现场可编程控制器连接，实现画面监控。
要求1：建立过程变量。
要求2：设计液压马达转速实时曲线监控界面，并进行速度监控。
要求3：设计轧制单元液压双缸实时动画监控界面，并进行动画连接。
要求4：设计冲压缸位置曲线监控界面，并进行冲压缸位置监控。
要求5：设计气动系统每条气路的点动控制按钮，实现各气缸的点动控制。
在表12中记录组态功能完成情况，并举手示意报请裁判签字确认。
表12 组态设计与调试功能确认表
序号 任务要求描述 完成情况（填“是”或“否”） 选手确认（填赛位号） 裁判确认（签字确认） 备注
液压马达转速实时曲线
液压双缸实时动画
冲压缸位置实时曲线
真空吸盘点动控制功能
顶料气缸点动控制功能
推料气缸点动控制功能
挡料气缸点动控制功能
双轴气缸点动控制功能
无杆气缸点动控制功能
任务五、整机调试与运行（10分）
根据所提供设备并综合任务一至任务四，完成整机调试与运行。液压系统图见图3，气动系统图见图4。
任务要求：
要求1：叶片泵、柱塞泵依次能正常启动，泵站控制阀得电。
要求2：上料单元顶料气缸、推料缸能依次正常动作，物料能顺利出仓。
要求3：物料传输单元液压马达转速采用PI控制功能。
要求4： 物料传输单元液压马达转速具有35r/min-55r/min-35r/min切换功能，稳定转速误差±2r/min。
要求5：液压双缸伸出位置依次为135mm、140mm、145mm,误差±1mm。
要求6：液压双缸伸出速度25mm/s，误差±2mm/s。
要求7：液压双缸缩回速度30mm/s，误差±2mm/s。
要求8：具有顶料-冲压功能。
要求9：冲压缸冲压速度为25mm/s，误差±2mm/s。
要求10：具有物料搬运、堆垛功能，要求堆垛物料时，物料的下表面与接料台上表面间隙不得超过1cm。
要求11：伺服取料机构X轴及Y轴取料伸出速度为20mm/s±1mm/s，取料缩回速度均为15mm/s±1mm/s。
要求12：整个系统需完成3块物料入仓。
要求13: 3块物料堆垛完成后，蜂鸣器以1Hz频率鸣叫，柱塞泵停止后蜂鸣器停止鸣叫。
要求14：整套系统每个单元工作衔接流畅，不出现任何故障现象。
在表13中记录各单元运行功能，并举手示意报请裁判签字确认。
表13 整机运行与调试确认表
序号 任务要求描述 完成情况（填“是”或“否”） 选手确认（填赛位号） 裁判确认（签字确认） 备注
1 叶片泵、柱塞泵顺序启动功能
2 顶料-推料出仓功能
3 马达转速PI控制功能写出P及I的值并在程序中给裁判指出 P： I：
4 液压马达速度切换功能35r/min-55r/min-35r/min稳定转速误差±2r/min
5 双缸滚轧位置135mm,140mm,145mm误差±1mm(填滚轧位置) 滚轧位置1: mm
滚轧位置2: mm
滚轧位置3: mm
6 液压双缸伸出速度25mm/s误差±2mm/s
7 液压双缸缩回速度30mm/s误差±2mm/s
8 顶料-冲压功能
9 冲压缸伸出速度25mm/s误差±2mm/s
10 物料搬运、堆垛功能
11 伺服取料机构伸出速度20mm/s±1mm/s
12 伺服取料机构缩回速度15mm/s±1mm/s
13 物料入仓完成3块物料 完成 块（填数字）
14 堆垛完成提醒功能
15 系统工作流畅
附件3
挂箱PLC模块接线图
场次号： 赛位号：
液压与气动系统装调与维护赛项
212022年全国职业院校技能大赛
中职组
液压与气动系统装调与维护赛项
任
务
书
(样题-J卷 模块1)
中国·北京
场次： 赛位号： 开始时间： 结束时间：
参赛选手须知
1.本模块任务书20页，如出现任务书缺页、字迹不清等问题，请及时向裁判举手示意，并进行任务书的更换。
2.各参赛队应在7小时内完成本模块任务书规定内容，比赛时间到，比赛结束，选手按操作规范，整理好工作现场离开比赛场地，不得延误。
3.比赛结束，选手应及时上交任务书，不得将其擅自带离比赛场地，否则按弃权处理。
4.选手提交的试卷用赛位号标识，“选手确认”部分填写所在的“赛位号”，不得写上姓名或与身份有关的信息，否则视成绩无效。
5.参赛选手在比赛过程中可提出设备器件更换要求。更换的器件经裁判组检测后，如为非人为损坏，由裁判根据现场情况给予补时；如人为损坏或器件正常，每次扣3分。
6．在竞赛过程中，备注项中有“”标记的，表示选手已完成该项目内容，示意裁判，在裁判的监督下测量出数值并记录测试结果，该数值只有一次测量机会，一经确定不得修改；测试结果不合格也不得修改，并作为该项目的评分依据。
7．系统开始运行时必须得到裁判的允许后，才能通电运行；若装配不完整，则不允许试运行。
8．在测量过程中，如裁判发现选手测量方法或选用工具不合理、不正确，可判定该项目未完成并不得分。
9．所有项目的监督检测时间都纳入竞赛时间，不另行增加时间。
10．未经裁判签名核实的数据都是无效数值，该项目不得分。
11. 程序必须签字确认后，才允许验证任务功能，程序一经确认不得修改。
注意：严禁在泵站运行时，手伸进传输线内调试设备！
竞赛基本要求
1.正确使用工具，操作安全规范。
2.液压和气动元件安装正确无误、系统管路连接牢固、布局美观，电路连接正确、可靠，符合行业相关标准。
3.爱惜赛场的设备和器材，尽量减少耗材的浪费。
4.保持工作台及附近区域干净整洁。
5.竞赛过程中如有异议，可向现场考评人员举手示意，不得扰乱赛场秩序。
6.遵守赛场纪律，尊重考评人员、技术支持人员，服从安排。
任务描述：
本模块通过常用液压气动元件搭建、控制程序编写与人际界面的设计，用于模拟一个完整的工业生产过程，包括上料、物料传输、物料加工、物料堆垛等典型工艺过程，通过液压执行元件的有序动作，观测设计结果。其中上料单元可以采用液动或气动元件实现，物料传输采用液压马达作为动力源，物料加工采用三个液压缸，分别模拟轧制加工、冲压加工，物料堆垛系统采用气动元件实现，堆垛机驱动动力可以采用液压动力或者电机动力（伺服电机或步进电机）。通过程序的编写模拟生产过程的真实情况，包括监控界面、操作模式（手动、自动、单周期等）、报警模式等。
任务一、液压与气动系统回路安装与调试（40分）
（一）工业双泵液压泵站安装与调试
选手根据赛场提供的设备，采用规范的安装及调试工艺，按任务书的要求，完成泵站的安装及工作压力调试。
1.变量叶片泵的安装与调试
要求1：按照图1要求，选择对应的液压元件，完成变量叶片泵系统的安装与调试。
要求2：调试出变量叶片泵的输出压力为4.6MPa，在表1中记录压力值，并举手示意报请裁判验证并签字确认。
要求3：变量叶片泵液压系统中溢流阀的型号为 。
要求4：根据要求2，变量叶片泵限压压力可能为（ ）
A.3.2MPa B.4.2MPa C.5.2MPa
图1 变量叶片泵系统调压回路
表1 变量叶片泵的输出压力确认表
序号 泵 源 功能要求 P2（MPa） 选手确认（填赛位号） 裁判确认（签字确认） 备注
1 变量叶片泵 系统压力
2.定量柱塞泵的安装与调试
要求1：按照图2要求，选择对应的液压元件，完成定量柱塞泵系统的安装与调试。
要求2：定量柱塞泵系统采用溢流阀并联控制方式，通过电磁换向阀进行一、二级压力切换，系统回油采用冷却器冷却，根据现场液压泵站配置，将图2补充完整并进行管路搭接。
要求3：调试出定量柱塞泵输出一级压力为6MPa，二级压力为4MPa，在表2中记录压力表压力值，并举手示意报请裁判签字确认。
图2 定量柱塞泵系统调压回路
表2 定量柱塞泵的输出压力确认表
序号 泵源 功能要求 P2（MPa） 选手确认（填赛位号） 裁判确认（签字确认） 备注
1 定量柱塞泵 一级压力
2 二级压力
（二）液压系统回路搭建与调试
根据赛场所提供设备，选手按任务书各液压系统回路的要求，选择适当的液压阀，组建任务书要求的板式回路或叠加回路，完成液压系统安装与调试，注意安装及调试工艺须规范。
图3 全自动轧钢冲压模拟装置液压回路图
1.物料传输单元
本单元采用液压马达通过机械装置，带动传输系统运行，实现物料的传输。
选用叶片泵油路系统供油，物料传输单元油路系统在满足如下要求时，进行液压系统安装与调试，注意安装及调试工艺须规范。
要求1：采用电磁比例换向阀控制液压马达转动方向及转速。
要求2：液压马达具有正、反转过载保护功能。
要求3：选用现场提供的叠加式液压元件及比例液压元件，将物料传输单元液压回路在图3中补充完整，并完成物料传输单元油路系统安装与调试。
要求4：在人机界面上设计P,I,D三个参数的设置窗口。
2.双缸轧制单元
本单元采用液压双缸带动轧辊，实现物料的滚轧。
选用柱塞泵油路系统供油，双缸轧制单元油路系统在满足如下要求时，进行液压系统安装与调试，注意安装及调试工艺须规范。
要求1：换向阀采用三位四通电磁换向阀，换向阀在中位时，液压泵不卸荷，执行机构被锁紧。
要求2：液压双缸下行（或上行）到底，液压缸无杆腔（或有杆腔）可无级电控调压，且系统压力同步变化。
要求3：液压双缸下行采用进油节流调速。
要求4：液压双缸上行采用进油调速，且液压双缸上行速度基本不受负载波动影响。
要求5：选用现场提供的叠加式液压元件及比例液压元件，将双缸轧制单元液压回路在图3中补充完整，并完成双缸轧制单元油路系统安装与调试。
要求6：调试出液压双缸下行到底，无杆腔压力值为5.2MPa，上行到底，有杆腔压力为4.6MPa，压力值填入表5，并举手示意报请裁判签字确认。
3.顶料单元
选用柱塞泵油路系统供油，顶料单元油路系统在满足如下要求时，进行液压系统安装与调试，注意安装及调试工艺须规范。
要求1：换向阀采用二位四通电磁换向阀。
要求2：顶料缸仅上行到底，液压缸无杆腔压力可调，且不影响系统压力。
要求3：顶料单元液压缸上行到底后，压力继电器动作发讯。
要求4：选用现场提供的叠加式液压元件，将顶料单元液压回路在图3中补充完整，并完成顶料单元油路系统安装与调试，固定螺钉拧紧扭矩符合技术要求，扭矩值填入表5，并举手示意报请裁判签字确认。
要求5：已知顶料缸缸筒内径尺寸为30mm,活塞杆外径尺寸为20mm，调节相应的液压元件至顶料缸上行模拟最大举升力为2543N（忽略摩擦及自重，π取3.14），并在液压回路图3(c)中找出测压点并标注为P2，同时将液压元件调定的压力值（MPa）填入表5，并举手示意报请裁判签字确认。
要求6：调试出顶料单元液压缸上行到底后，调试出压力继电器动作压力为P2±0.5MPa，动作指示采用蜂鸣器指示，压力继电器动作结果填入表5，并举手示意报请裁判签字确认。
注：顶料缸上行到底，无杆腔压力达到P2±0.5MPa时，蜂鸣器鸣叫。
要求7：根据叠加阀在液压回路中的位置，在表3中填写出顶料单元油路系统中叠加阀名称、叠加阀型号以及画出叠加阀职能符号。
表3 叠加阀在顶料单元油路系统中的位置
3
2
1
0 叠加阀基板
叠加阀位置顺序 叠加阀名称 叠加阀型号 叠加阀职能符号
4.物料冲压单元
选用柱塞泵油路系统供油，物料冲压单元油路系统在满足如下要求时，进行液压系统安装与调试，注意安装及调试工艺须规范。
要求1：换向阀采用三位四通电磁换向阀，换向阀在中位时，液压泵不卸荷，执行机构浮动。
要求2：物料冲压单元油路系统断电时，液压缸能在任意位置可靠锁紧。
要求3：三位四通电磁换向阀电磁铁断电，液压锁保压时，冲压缸无杆腔具有负载冲击保护功能。
要求4：冲压缸仅上行到底，有杆腔压力可调且系统压力同步变化，且电磁阀失电时，有杆腔具有负载冲击保护功能。
要求5：冲压缸上行采用节流阀回油节流调速，且不受溢流阀过载保护压力调节影响。
要求6：冲压缸无杆腔压力采用压力变送器采集。
要求7：选用现场提供的叠加式液压元件，将物料冲压单元液压回路在图3中补充完整，并完成物料冲压单元油路系统安装与调试，固定螺钉拧紧扭矩符合技术要求，扭矩值填入表5，并举手示意报请裁判签字确认。
要求8：调试出冲压缸冲压到底，无杆腔过载保护压力值为4.4MPa，并在液压回路图3(d)中找出测压点并标注为P3，压力值填入表5，并举手示意报请裁判签字确认。
要求9：调试出冲压缸上行到底，有杆腔压力值为4.0MPa，并在液压回路图3(d)中找出测压点并标注为P4，压力值填入表5，并举手示意报请裁判签字确认。
要求10：已知冲压缸缸筒内径尺寸为25mm,活塞杆外径尺寸为18mm，若冲压缸上行速度为25mm/s，则冲压缸有杆腔理论进油流量为 mL/s（四舍五入，保留小数点后1位，π取3.14）。
要求11：根据叠加阀在液压回路中的位置，在表4中填写出物料冲压单元油路系统中叠加阀名称、叠加阀型号以及画出叠加阀职能符号。
表4 叠加阀在物料冲压单元油路系统中的位置
5
4
3
2
1
0 叠加阀基板
叠加阀位置顺序 叠加阀名称 叠加阀型号 叠加阀职能符号
5.液压系统单步调试记录
表5 单步调试参数与功能确认表
序号 任务 结果记录（MPa） 选手确认（填赛位号） 裁判确认（签字确认） 备注
1 液压双缸无杆腔压力
2 液压缸有杆腔压力
3 顶料缸无杆腔压力
4 冲压缸无杆腔压力
5 冲压缸有杆腔压力
序号 任务 结果记录（N.m） 选手确认（填赛位号） 裁判确认（签字确认） 备注
6 顶料单元固定螺钉拧紧扭矩
7 冲压单元固定螺钉拧紧扭矩
序号 任务 结果记录（“是”或“否”） 选手确认（填赛位号） 裁判确认（签字确认） 备注
8 压力继电器动作是否正常（填“是”或“否”）
（三）气动回路安装与调试
1.工作任务1
选手根据赛场提供的设备，采用规范的安装及调试工艺，结合气动回路系统原理图（图4），选用合理的气动阀、气缸、气管及辅件，完成气动系统回路安装与调试。
图4 气动回路系统原理图
任务要求：
根据执行部件位置，合理利用赛场提供的元件，完成气动回路的安装与调试。
排除气动回路中设置的1～2个故障，排除故障并调试完成后，将调试结果填入表6，并举手示意报请裁判签字确认（气动回路能正常运行则判定故障排除）。
表6 气动回路安装及调试确认表
序号 调试任务 气缸动作是否正常（填“是”或“否”） 选手确认（填赛位号） 裁判确认（签字确认） 备注
1 顶料气缸动作
2 推料气缸动作
3 挡料气缸动作
4 真空吸盘动作
5 双轴气缸动作
6 无杆气缸动作
2.工作任务2
任务要求2：继电器控制气动回路搭接与调试
在平台上搭接出1个采用继电器控制的双作用气缸往返动作回路。动作流程为：按下启动按钮→气缸慢速伸出→气缸伸出到位（无杆腔压力0.34MPa）→气控延时阀延时（约3s）→气控延时阀延时时间到→气缸快速排气缩回→气缸缩回到位，时间继电器延时(约3s)→时间继电器延时时间到→气缸再次伸出，动作依次往复循环。根据上述要求，搭接气动及电气控制回路，调试完成后，将调试结果填入表7，并举手示意报请裁判签字确认。
说明：允许使用工作任务1中的电磁换向阀。
表7气动回路设计功能确认表
序号 任务系统 结果记录/MPa 选手确认(填赛位号) 裁判确认（签字确认） 备注
1 气缸无杆腔压力
序号 任务系统 动作结果（填“是”或“否”） 选手确认(填赛位号) 裁判确认（签字确认） 备注
1 具有气缸往复循环动作功能
2 具有慢速伸出功能
3 具有气缸伸出到底气控延时阀延时功能
4 具有快速排气功能
5 具有气缸缩回到底时间继电器延时功能
任务二、电气控制回路连接与排故（10分）
选手根据赛场提供的设备，采用规范的安装及调试工艺，选取合适的导线和辅件，完成电气控制回路的连接，并完成各执行部件动作功能测试。
两台PLC选用控制屏模拟控制单元与挂箱（西门子或三菱）模块PLC。
工作任务1：
要求1：根据 I/O表，使用实验导线将液压电磁阀、气动电磁阀与相应控制单元的PLC输入、输出端及模拟量输入、输出端进行连接。
说明：未按照附件1或附件2（I/O分配表）接线，此项分数在程序运行验证中扣除。
要求2：实训导线、通信线的连接、插拔应符合操作规范。
要求3：挂箱面板同一接线柱最多插两层导线。
说明：任务一中继电器控制气动回路搭接与调试除外。
要求4：实训台与挂箱、阀与挂箱之间的连接导线，按不同功能分开进行捆扎，间距为80mm～100mm。
工作任务2：
要求1：根据 I/O表，完成3-4个传感器的安装、接线及调试，安装调试完成后，在表9中填写出安装调试的传感器名称，并将调试结果举手示意报请裁判签字确认。
要求2：在附件3上画出挂箱模块PLC接线图。
表9 传感器安装调试功能确认表
序号 传感器名称 调试结果是否正确（填“是”或“否”） 选手确认(填赛位号) 裁判确认（签字确认） 备注
1
2
3
4
任务三、控制系统PLC程序设计（10分）
根据现场所提供设备及工业气动元件、液压元件及赛场提供的任务书，编写 PLC控制程序，控制液压泵站、物料传输单元、双缸轧制单元、顶料单元、物料冲压单元、下料堆垛单元。把设计好的程序保存到电脑的 “D: \液压与气动系统装调与维护\赛位号\任务三 PLC程序文件夹”下。
任务要求：
要求1：程序注释
编写程序时，相应的输入、输出点及温度、位移、速度、压力、转速变量加上中文注释。
要求2：控制系统
选用控制屏上模拟控制单元PLC与挂箱（西门子或三菱）模块两台PLC组成，两台PLC须通过Modbus RTU网络通信（西门子）或N:N网络通信（三菱）进行数据交换。
要求3：模拟量信号采集及处理功能
双缸轧制单元液压双缸位移采集功能：实时监测液压双缸位置变化，并以十进制形式在地址D66（西门子VD66）中显示液压双缸伸出实时位置值,液压双缸伸出到底显示150mm,缩回到底显示0mm,误差±0.5mm。
双缸轧制单元液压双缸速度采集功能：实时监测液压双缸速度，并以十进制形式在地址D76（西门子VD76）中显示液压双缸实时速度值。
物料冲压单元液压缸位移采集功能：实时监测冲压缸位置变化，并以十进制形式在地址D86（西门子VD86）中显示冲压缸伸出实时位置值，冲压缸伸出到底显示150mm,缩回到底显示0mm,误差±0.5mm。
物料冲压单元液压缸速度采集功能：实时监测冲压缸速度，并以十进制形式在地址D96（西门子VD96）中显示冲压缸实时速度值。
物料冲压单元液压缸压力采集功能：实时监测冲压缸无杆腔压力，并以十进制形式在地址D106（西门子VD106）中显示实时压力值。与压力表示数差值±0.2MPa。
温度采集功能：实时监测油箱的温度变化，并以十进制形式在地址D116（西门子VD116）中显示当前温度值，与温度表示数偏差±1℃。
说明：三菱系统为电流信号（4～20mA），西门子系统为电压信号（1～5V）。
要求4：液压马达转速采集功能
实时监测液压马达的转速变化，以十进制形式在地址D126（西门子VD126）中显示当前转速值。
要求5：油箱温度控制功能
泵站启动后，油温高于30℃（达不到30℃则设定比当前温度值小1℃动作），冷却风扇启动。
要求6：泵站保护功能
油过滤器压差保护、液位低保护。当压差发讯信号断开或者液位低信号闭合时，液压泵停机。
要求7：切换功能
通过切换01控制按钮模块上的旋钮开关SA2，可以选择“手动功能”、“单周期运行功能”和“全自动运行功能”。
说明：旋钮开关SA2对应的第1个触点为一组，第2、3个触点同为另一组（自左往右）。
要求8：手动功能
将SA2旋钮开关旋至左位，进入手动功能
按钮开关SB6控制柱塞泵启、停。
按钮开关SB7控制叶片泵启、停。
按钮开关SB1控制液压马达正转。
按钮开关SB2、SB3分别控制液压双缸伸出、缩回。
按钮开关SB4、SB5分别控制冲压缸伸出、缩回。
要求9：停止功能
物料离开上料单元后，按下停止按钮SB1，则系统不会立即停止，继续完成当前物料的加工和堆垛后，停止上料，蜂鸣器以１Hz的频率提示（注：泵站与传送系统不停止）。按下启动按钮SB2后，蜂鸣器停止报警，继续上料运行。
要求10：复位功能
按下SB3按钮，系统进行复位。复位时根据各传感器是否处于初始状态，执行相应的复位动作，系统有15s的运行过程。完成后蜂鸣器以0.5Hz频率提示复位完成，3s后停止鸣叫。
要求11：故障报警功能
现场裁判任意指定选手断开液压双缸或冲压缸对应的PLC输出点，当程序运行检测到该点有输出时，延时2s，蜂鸣器报警。报警形式为每间隔2s，蜂鸣器分别以2Hz鸣叫2声（液压双缸）、3声（冲压缸），该线插上后，报警停止，继续当前动作。
说明：全自动运行中断开1个点，由裁判任意指定
要求12：急停功能
全自动运行过程中，按下01挂箱上的急停按钮QS模拟急停，叶片泵及柱塞泵不停机，柱塞泵系统切换为二级压力，液压马达、液压缸及气动缸均停止动作，真空吸盘若已吸取物料则继续保持吸取状态；急停按钮复位后，继续沿当前加工工序继续进行。
要求13：单步调试功能
SA2旋钮开关旋至中位，进入单步调试功能。每按下一次启动按钮SB2，系统工作一步（叶片泵启动开始，验证到第4步）。
要求14：全自动运行功能
SA2旋钮开关旋至右位，进入全自动运行功能。按下SB2启动按钮后，执行系统工作流程，且进行3块物料的加工。按下启动按钮SB2→叶片泵启动→延时2s→柱塞泵启动→延时2s→泵站控制阀得电→液压马达以35r/min正转→延时2s→液压双缸以25mm/s速度伸出至135mm（第2次140mm，第3次145mm）→顶料气缸伸出→延时2s→推料气缸推出物料→推料气缸到位后缩回（缩回到位，顶料气缸缩回）→冲压单元检测入料→挡料气缸伸出→冲压单元物料到位→液压双缸以30mm/s速度缩回→延时2s →顶料单元液压缸顶起物料→压力继电器发讯→冲压缸冲压→冲压缸冲压到底，压力变送器发讯→延时2s→冲压缸以25mm/s速度缩回→冲压缸缩回到位，顶料缸缩回→液压马达速度切换为55r/min→挡料气缸缩回→下料单元物料检测到位→下料单元双轴气缸伸出→双轴气缸伸出到位→真空吸盘吸取物料→延时2s→双轴气缸缩回到位→无杆气缸右移，右移到位→步进电机由原点上升至第一块物料堆垛位置→真空吸盘关闭，完成第1块物料的堆垛→步进电机退回→无杆气缸左移→无杆气缸左移到位→伺服取料机构X轴及Y轴取料伸出速度为20mm/s±1mm/s，取料缩回速度均为15mm/s±1mm/s，取回物料放入相应的料仓内→液压马达速度切换为35r/min→液压双缸伸出，继续循环顶料、出料、轧制、冲压及堆垛流程，完成剩余2块物料的加工、堆垛和物料入仓。3块物料入仓完成后，液压马达停转→蜂鸣器以1Hz频率鸣叫→变量叶片泵停止→延时2s→泵站控制阀失电→延时2s柱塞泵停止、蜂鸣器停止鸣叫。
要求15：程序确认
选手PLC程序设计完成并下载调试完成各项功能后，在表10中确认程序并举手示意报请裁判签字确认程序。
说明：程序一经确认不得修改，程序签字确认后才允许报请裁判验证表10及表11中的功能。
表10 程序确认表
程序是否确认（填“是”或“否”） 确认时间（填当前时间） 选手确认（填赛位号） 裁判确认（签字确认） 备注
要求16：功能结果记录
在表11中记录各功能执行情况，并举手示意报请裁判签字确认。
表11 PLC程序功能确认表
序号 任务要求描述 完成情况（填“是”或“否”） 选手确认（填赛位号） 裁判确认（签字确认） 备注
液压双缸位移采集功能伸出到底150mm，缩回到底0mm,误差±0.5mm
冲压缸位移采集功能伸出到底150mm，缩回到底0mm,误差±0.5mm
冲压缸压力采集功能与表压误差±0.2MPa
温度采集功能
液压马达转速采集功能
油箱温度控制功能
泵站保护功能
柱塞泵按钮开关控制
叶片泵按钮开关控制
液压马达正转按钮开关控制
液压双缸按钮开关控制
冲压缸按钮开关控制
停止功能
复位功能
故障报警功能
急停功能
单步调试功能
任务四、上位机组态（10分）
任务描述：
用设备提供的上位机组态软件MCGS设计组态界面，并与现场可编程控制器连接，实现画面监控。
要求1：建立过程变量。
要求2：设计叶片泵启、停控制功能。
要求3：设计柱塞泵启、停及压力切换控制功能。
要求4：设计液压马达转速实时曲线监控界面，并进行速度监控。
要求5：设计冲压缸位置曲线监控界面，并进行冲压缸位置监控。
要求6：设计步进电机点动控制界面，可进行步进电机速度切换并实时显步进电机转速。
在表12中记录组态功能完成情况，并举手示意报请裁判签字确认。
表12 组态设计与调试功能确认表
序号 任务要求描述 完成情况（填“是”或“否”） 选手确认（填赛位号） 裁判确认（签字确认） 备注
叶片泵启、停控制功能
柱塞泵启、停控制功能
柱塞泵压力切换控制功能
液压马达转速实时曲线
冲压缸位置实时曲线
步进电机点动控制功能
步进电机转速切换控制功能
步进电机转速显示功能
任务五、整机调试与运行（10分）
根据所提供设备并综合任务一至任务四，完成整机调试与运行。液压系统图见图3，气动系统图见图4。
任务要求：
要求1：叶片泵、柱塞泵依次能正常启动，泵站控制阀得电。
要求2：上料单元顶料气缸、推料缸能依次正常动作，物料能顺利出仓。
要求3：物料传输单元液压马达转速采用PI控制功能。
要求4： 物料传输单元液压马达转速具有35r/min-55r/min-35r/min切换功能，稳定转速误差±2r/min。
要求5：液压双缸伸出位置依次为135mm、140mm、145mm,误差±1mm。
要求6：液压双缸伸出速度25mm/s，误差±2mm/s。
要求7：液压双缸缩回速度30mm/s，误差±2mm/s。
要求8：具有顶料-冲压功能。
要求9：冲压缸缩回速度为25mm/s，误差±2mm/s。
要求10：具有物料搬运、堆垛功能，要求堆垛物料时，物料的下表面与接料台上表面间隙不得超过1cm。
要求11：伺服取料机构X轴及Y轴取料伸出速度为20mm/s±1mm/s，取料缩回速度均为15mm/s±1mm/s。
要求12：整个系统需完成3块物料入仓。
要求13: 3块物料堆垛完成后，蜂鸣器以1Hz频率鸣叫，柱塞泵停止后蜂鸣器停止鸣叫。
要求14：整套系统每个单元工作衔接流畅，不出现任何故障现象。
在表13中记录各单元运行功能，并举手示意报请裁判签字确认。
表13 整机运行与调试确认表
序号 任务要求描述 完成情况（填“是”或“否”） 选手确认（填赛位号） 裁判确认（签字确认） 备注
1 叶片泵、柱塞泵顺序启动功能
2 顶料-推料出仓功能
3 马达转速PI控制功能写出P及I的值并在程序中给裁判指出 P： I：
4 液压马达速度切换功能35r/min-55r/min-35r/min稳定转速误差±2r/min
5 双缸滚轧位置135mm,140mm,145mm误差±1mm(填滚轧位置) 滚轧位置1: mm
滚轧位置2: mm
滚轧位置3: mm
6 液压双缸伸出速度25mm/s误差±2mm/s
7 液压双缸缩回速度30mm/s误差±2mm/s
8 顶料-冲压功能
9 冲压缸缩回速度25mm/s误差±2mm/s
10 物料搬运、堆垛功能
11 伺服取料机构伸出速度20mm/s±1mm/s
12 伺服取料机构缩回速度15mm/s±1mm/s
13 入料完成3块物料 完成 块（填数字）
14 堆垛完成提醒功能
15 系统工作流畅
附件3
挂箱PLC模块接线图
场次号： 赛位号：
液压与气动系统装调与维护赛项
162022年全国职业院校技能大赛
中职组
液压与气动系统装调与维护赛项
任
务
书
(样题-F卷 模块2)
中国·北京
场次： 赛位号： 开始时间： 结束时间：
参赛选手须知
1.本模块任务书共8页，如出现任务书缺页、字迹不清等问题，请及时向裁判举手示意，并进行任务书的更换。
2.各参赛队应在1.5小时内完成任务书规定内容，比赛时间到，比赛结束，选手按操作规范，整理好工作现场离开比赛场地，不得延误。
3.比赛结束，选手应及时上交任务书，不得将其擅自带离比赛场地，否则按弃权处理。
4.选手提交的试卷用赛位号标识，“选手确认”部分填写所在的“赛位号”，不得写上姓名或与身份有关的信息，否则视成绩无效。
任务六、液压与气动系统回路设计或优化、典型液压回路分析（15分）
任务要求1：液压系统油路分析
利用农作物秸秆经机械粉碎筛分后所得粉末为原料，在封闭模中采用高压实施无胶模塑成形是将无胶人造板工艺与粉末冶金温压成形工艺有机结合的材料成形新技术，实现这一技术的机械设备为农作物秸秆粉末高压无胶模塑成形压机。成形压机主要动作流程为主缸带动滑块快速下行、滑块慢行加压、浮动压制、保压、泄压、主缸滑块快速回程等动作。
图5 农作物秸秆粉末高压无胶模塑成形压机液压系统原理图
元件作用：
系统的油源为变量泵4，经插件6给系统供油。插件29及其右侧相接的三位四通电磁换向阀31及两个压力阀构成电磁溢流阀，用于泵的卸荷控制和系统压力的设定。系统的执行元件为主缸和顶出缸，主缸的运动方向由插件27及其左侧相连的二位四通电磁导阀和插件28及其左侧相连的二位四通电磁导阀进行控制。顶出缸的运动方向由插件23与插件24及其左侧相连的三位四通电磁换向阀32控制。液控单向阀9用于主缸滑块快速下行时从油箱19充液。节流阀12用于调节主缸带动滑块的下行速度。插件26及其右侧相接的三位四通电磁换向阀33及两个压力阀构成背压阀，用于主缸下行时提高其运行平稳性；电接点压力表20和18分别用于主缸保压和顶出缸保压的发信装置，保压时间由电控系统的时间继电器控制；主缸泄压通过阀9实现（泄压时间由时间继电器控制）。行程开关（SQ1~SQ6）与各压力表配合，作为系统动作的主要信号源控制电磁铁的通断电，使系统完成所要求的动作。
工作原理：
滑块快速下行
当电磁铁1YA、3YA、5YA通电时，插件26和插件28开启，泵4的压力油经插件6、插件28和单向阀7进入主缸上腔，主缸及滑块在自重作用下快速下行，主缸上腔形成负压，充液油箱的油液经液控单向阀9进入主缸上腔补油，主缸下腔的油液经插件26排回油箱。插件29与其右侧下面的压力阀一起作溢流阀之用。
滑块慢下加压
当主缸滑块下行碰到行程开关SQ2时，电磁铁3YA断电，1YA、4YA、5YA通电，插件28开启，回油背压值由溢流阀26设定。泵4的压力油经插件6、28和单向阀7进入主缸上腔，主缸下腔回油经压力阀11和节流阀12排回油箱。由于主缸下腔产生背压，主缸上腔压力升高，充液阀9关闭，充液油箱停止向主缸上腔充液，滑块下移速度降低。当滑块下移接触工件后，滑块仍继续慢速下行，下行速度由节流阀12开度决定。
浮动压制
前述所述，在浮动压制时，要求顶出缸既保持一定压力，又能随着主缸滑块的下压而下降。当滑块碰到行程开关SQ3时，电磁铁1YA、4YA、5YA、10YA、12YA通电，插件28开启，电磁换向阀13切至右位，电磁换向阀17切换至左位。当主缸滑块下压时，主缸下腔的压力油经压力阀11、换向阀13进入顶出缸上腔，顶出缸活塞被迫随之下行，顶出缸下腔回油经换向阀17和阀16排回油箱，顶出缸下腔产生一定背压，且背压可调，从而建立起所需的压力。
保压
当主缸上腔压力达到预定值时，压力继电器8发信，使全部电磁铁断电，泵4经插件6、29卸荷，此时主缸进出口油路封闭，同时压力继电器向时间继电器发信号，使其开始保压延时。若主缸上腔压力在保压时间内因泄漏下降到最低值时，电接点压力表20发信，系统恢复加压状态。
泄压
当保压时间到后，外部时间继电器发信，电磁铁2YA、9YA通电，换向阀30切换至上位。压力油经阀30反向导通液控单向阀9，主缸上腔通过阀9泄压。
滑块快速回程
当主缸上腔泄压后，外部时间继电器发信，使电磁铁1YA、6YA、9YA通电，插件27开启，换向阀30切换至上位，液控单向阀9打开。泵4的压力油经插件6和27进入主缸下腔，主缸上腔回油经液控单向阀9排至油箱，滑块快速回程。
根据以上描述完成以下问题
问题1：根据元件作用描述，下面符合图中阀31三位四通电液换向阀中位机能的是（ ）
A B
C D
问题2：根据动作流程③浮动压制流程描述，在图中虚线框内补画出阀16的符号。
问题3：图中插件6的作用是什么？
答： 。
问题4：动作流程⑤泄压的作用是什么？
答： 。
问题5：泵站加载时，若使得液压油经插件23进入顶料缸无杆腔，顶料缸有杆腔液压油经液控单向阀14及插件25流回油箱，则写出下面电磁铁的得失电状态：
7YA 8YA 11YA （注：“+”表示得电，“-”表示不得电）。
任务要求2：气动系统回路设计
如图6所示为产品多次加工工序装置的工作示意图，B缸把流水线上待加工的产品夹紧，A缸进行多工序的加工，其动作过程为：
B缸伸出→A缸伸出→ A缸缩回（工序1）→A缸伸出→A缸缩回（工序2）→A缸伸出→A缸缩回（工序3）→B缸缩回。这里每次工序的工艺及刀具不予考虑。
图6 多次加工工序装置
纯气动回路设计要求：
要求1：按下单一循环启动按钮后，工作流程是：B缸伸出→A缸伸出→ A缸缩回→A缸伸出→A缸缩回→A缸伸出→ A缸缩回→B缸缩回→结束。
要求2：按下紧急停止按钮后， A缸缩回，B缸缩回。按下急停复位按钮后，恢复正常。
根据以上控制要求及动作步骤，在附件4图纸中绘制纯气动回路原理图，并在对应的元件符号旁边标明具体名称。（要求采用标准的气动元件符号绘制气动原理图）。
任务七 液压知识与职业能力（5分）
1.在液压系统参数调整后，应将液压阀调节螺栓上锁紧螺母（ ），以防止调整好参数变动。(单选题)
A.锁紧 B.放松 C.没有限制
2.压力继电器的调定压力一般应（ ）供油压力的0.3～0.5MPa。(单选题)
A.高于 B.低于 C.没有限制
3.在安装液压系统回油管时，回油管插入油箱油中的一端管口应斜切45°，斜口应朝向（ ）一侧，使油不直接冲向箱底，并能散发油的热量。(单选题)
A.箱壁 B.箱底 C.任意
4.在液压系统的工作压力调整中，溢流阀阀口大小合理调整方式是（ ）。(单选题)
A.阀口由大到小 B.阀口由小到大 C.任意
5.在冲压缸工作速度调整中，节流阀阀口大小合理调整方式是（ ）。(单选题)
A.阀口由大到小 B.阀口由小到大 C.任意
6.英文Emergency button的中文含义是（ ）。（单选题）
A.急停按钮 B.按钮 C.故障 D.交通灯
7.以下属于工匠精神独特的价值取向的是（ ）。(多选题)
A.追求极致的技术取向 B.寻物求美的审美取向
C.勤学实干的实践取向 D.体知生命的人文取向
8.弘扬工匠精神，如何培养对工作的热爱？（ ）(多选题)
A.主动发现工作的价值和意义 B.立足长远，把工作当做事业来做
C.视工作为一种荣耀，并在工作中不断收获荣耀 D.尊重自己的选择，无论主动还是被动
9.通过（ ）最终成就了工匠的精湛技艺。（多选题）
A.勤奋学习 B.不懈奋斗 C. 执着追求 D.长期积累
10.以下技巧中，有助于达到说服效果的有（ ）。（多选题）
A．以自我为中心 B.换位思考 C.先理解对方 D.针锋相对
附件4
液压与气动系统回路设计或优化场次号：赛位号：液压与气动系统装调与维护赛项
(
1
)2022年全国职业院校技能大赛
中职组
液压与气动系统装调与维护赛项
任
务
书
(样题-E卷 模块1)
中国·北京
场次： 赛位号： 开始时间： 结束时间：
参赛选手须知
1.本模块任务书共19页，如出现任务书缺页、字迹不清等问题，请及时向裁判举手示意，并进行任务书的更换。
2.各参赛队应在7小时内完成本模块任务书规定内容，比赛时间到，比赛结束，选手按操作规范，整理好工作现场离开比赛场地，不得延误。
3.比赛结束，选手应及时上交任务书，不得将其擅自带离比赛场地，否则按弃权处理。
4.选手提交的试卷用赛位号标识，“选手确认”部分填写所在的“赛位号”，不得写上姓名或与身份有关的信息，否则视成绩无效。
5.参赛选手在比赛过程中可提出设备器件更换要求。更换的器件经裁判组检测后，如为非人为损坏，由裁判根据现场情况给予补时；如人为损坏或器件正常，每次扣3分。
6．在竞赛过程中，备注项中有“”标记的，表示选手已完成该项目内容，示意裁判，在裁判的监督下测量出数值并记录测试结果，该数值只有一次测量机会，一经确定不得修改；测试结果不合格也不得修改，并作为该项目的评分依据。
7．系统开始运行时必须得到裁判的允许后，才能通电运行；若装配不完整，则不允许试运行。
8．在测量过程中，如裁判发现选手测量方法或选用工具不合理、不正确，可判定该项目未完成并不得分。
9．所有项目的监督检测时间都纳入竞赛时间，不另行增加时间。
10．未经裁判签名核实的数据都是无效数值，该项目不得分。
11. 程序必须签字确认后，才允许验证任务功能，程序一经确认不得修改。
注意：严禁在泵站运行时，手伸进传输线内调试设备！
竞赛基本要求
1.正确使用工具，操作安全规范。
2.液压和气动元件安装正确无误、系统管路连接牢固、布局美观，电路连接正确、可靠，符合行业相关标准。
3.爱惜赛场的设备和器材，尽量减少耗材的浪费。
4.保持工作台及附近区域干净整洁。
5.竞赛过程中如有异议，可向现场考评人员举手示意，不得扰乱赛场秩序。
6.遵守赛场纪律，尊重考评人员、技术支持人员，服从安排。
任务描述：
本模块通过常用液压气动元件搭建、控制程序编写与人际界面的设计，用于模拟一个完整的工业生产过程，包括上料、物料传输、物料加工、物料堆垛等典型工艺过程，通过液压执行元件的有序动作，观测设计结果。其中上料单元可以采用液动或气动元件实现，物料传输采用液压马达作为动力源，物料加工采用三个液压缸，分别模拟轧制加工、冲压加工，物料堆垛系统采用气动元件实现，堆垛机驱动动力可以采用液压动力或者电机动力（伺服电机或步进电机）。通过程序的编写模拟生产过程的真实情况，包括监控界面、操作模式（手动、自动、单周期等）、报警模式等。
任务一、液压与气动系统回路安装与调试（40分）
（一）工业双泵液压泵站安装与调试
选手根据赛场提供的设备，采用规范的安装及调试工艺，按任务书的要求，完成泵站的安装及工作压力调试。
1.变量叶片泵的安装与调试
要求1：按照图1要求，选择对应的液压元件，完成变量叶片泵系统的安装与调试。
要求2：调试出变量叶片泵的输出压力为4.6MPa，在表1中记录压力值，并举手示意报请裁判验证并签字确认。
要求3：变量叶片泵液压系统中溢流阀的型号为 。
图1 变量叶片泵系统调压回路
表1 变量叶片泵的输出压力确认表
序号 泵 源 功能要求 P2（MPa） 选手确认（填赛位号） 裁判确认（签字确认） 备注
1 变量叶片泵 系统压力
2.定量柱塞泵的安装与调试
要求1：按照图2要求，选择对应的液压元件，完成定量柱塞泵系统的安装与调试。
要求2：定量柱塞泵系统采用溢流阀并联控制方式，通过电磁换向阀进行一、二级压力切换，系统回油采用冷却器冷却，根据现场液压泵站配置，将图2补充完整并进行管路搭接。
要求3：调试出定量柱塞泵输出一级压力为6MPa，二级压力为3.5MPa，在表2中记录压力表压力值，并举手示意报请裁判签字确认。
图2 定量柱塞泵系统调压回路
表2 定量柱塞泵的输出压力确认表
序号 泵源 功能要求 P2（MPa） 选手确认（填赛位号） 裁判确认（签字确认） 备注
1 定量柱塞泵 一级压力
2 二级压力
（二）液压系统回路搭建与调试
根据赛场所提供设备，选手按任务书各液压系统回路的要求，选择适当的液压阀，组建任务书要求的板式回路或叠加回路，完成液压系统安装与调试，注意安装及调试工艺须规范。
图3 全自动轧钢冲压模拟装置液压回路图
1.物料传输单元
本单元采用液压马达通过机械装置，带动传输系统运行，实现物料的传输。
选用叶片泵油路系统供油，物料传输单元油路系统在满足如下要求时，进行液压系统安装与调试，注意安装及调试工艺须规范。
要求1：采用电磁比例换向阀控制液压马达转动方向及转速。
要求2：液压马达具有正、反转过载保护功能。
要求3：选用现场提供的叠加式液压元件及比例液压元件，将物料传输单元液压回路在图3中补充完整，并完成物料传输单元油路系统安装与调试。
要求4：在人机界面上设计P,I,D三个参数的设置窗口。
2.双缸轧制单元
本单元采用液压双缸带动轧辊，实现物料的滚轧。
选用柱塞泵油路系统供油，双缸轧制单元油路系统在满足如下要求时，进行液压系统安装与调试，注意安装及调试工艺须规范。
要求1：换向阀采用三位四通电磁换向阀，换向阀在中位时，液压泵不卸荷，执行机构被锁紧。
要求2：液压双缸下行（或上行）到底，液压缸无杆腔（或有杆腔）可无级电控调压，且系统压力同步变化。
要求3：液压双缸下行采用进油节流调速。
要求4：液压双缸上行采用进油调速，且液压双缸上行速度基本不受负载波动影响。
要求5：选用现场提供的叠加式液压元件及比例液压元件，将双缸轧制单元液压回路在图3中补充完整，并完成双缸轧制单元油路系统安装与调试。
要求6：调试出液压双缸下行到底，无杆腔压力值为5.2MPa，上行到底，有杆腔压力为4.6MPa，压力值填入表5，并举手示意报请裁判签字确认。
3.顶料单元
选用柱塞泵油路系统供油，顶料单元油路系统在满足如下要求时，进行液压系统安装与调试，注意安装及调试工艺须规范。
要求1：换向阀采用二位四通电磁换向阀。
要求2：顶料缸仅上行到底，液压缸无杆腔压力可调，且不影响系统压力。
要求3：顶料单元液压缸上行到底后，压力继电器动作发讯。
要求4：选用现场提供的叠加式液压元件，将顶料单元液压回路在图3中补充完整，并完成顶料单元油路系统安装与调试，固定螺钉拧紧扭矩符合技术要求，扭矩值填入表5，并举手示意报请裁判签字确认。
要求5：已知顶料缸缸筒内径尺寸为30mm,活塞杆外径尺寸为20mm，调节相应的液压元件至顶料缸上行模拟最大举升力为2543N（忽略摩擦及自重，π取3.14），并在液压回路图3(c)中找出测压点并标注为P2，同时将液压元件调定的压力值（MPa）填入表5，并举手示意报请裁判签字确认。
要求6：调试出顶料单元液压缸上行到底后，调试出压力继电器动作压力为P2±0.5MPa，动作指示采用蜂鸣器指示，压力继电器动作结果填入表5，并举手示意报请裁判签字确认。
注：顶料缸上行到底，无杆腔压力达到P2±0.5MPa时，蜂鸣器鸣叫。
要求7：根据叠加阀在液压回路中的位置，在表3中填写出顶料单元油路系统中叠加阀名称、叠加阀型号以及画出叠加阀职能符号。
表3 叠加阀在顶料单元油路系统中的位置
3
2
1
0 叠加阀基板
叠加阀位置顺序 叠加阀名称 叠加阀型号 叠加阀职能符号
4.物料冲压单元
选用柱塞泵油路系统供油，物料冲压单元油路系统在满足如下要求时，进行液压系统安装与调试，注意安装及调试工艺须规范。
要求1：换向阀采用三位四通电磁换向阀，换向阀在中位时，液压泵不卸荷，执行机构浮动。
要求2：物料冲压单元油路系统断电时，液压缸能在任意位置可靠锁紧。
要求3：三位四通电磁换向阀电磁铁断电，液压锁保压时，冲压缸无杆腔具有负载冲击保护功能。
要求4：冲压缸仅上行到底，有杆腔压力可调且系统压力同步变化，且电磁阀失电时，有杆腔具有负载冲击保护功能。
要求5：冲压缸上行采用节流阀回油节流调速，且不受溢流阀过载保护压力调节影响。
要求6：冲压缸无杆腔压力采用压力变送器采集。
要求7：选用现场提供的叠加式液压元件，将物料冲压单元液压回路在图3中补充完整，并完成物料冲压单元油路系统安装与调试，固定螺钉拧紧扭矩符合技术要求，扭矩值填入表5，并举手示意报请裁判签字确认。
要求8：调试出冲压缸冲压到底，无杆腔过载保护压力值为4.4MPa，并在液压回路图3(d)中找出测压点并标注为P3，压力值填入表5，并举手示意报请裁判签字确认。
要求9：调试出冲压缸上行到底，有杆腔压力值为4.0MPa，并在液压回路图3(d)中找出测压点并标注为P4，压力值填入表5，并举手示意报请裁判签字确认。
要求10：已知冲压缸缸筒内径尺寸为25mm,活塞杆外径尺寸为18mm，若冲压缸上行速度为25mm/s，则冲压缸有杆腔理论进油流量为 mL/s（四舍五入，保留小数点后1位，π取3.14）。
要求11：根据叠加阀在液压回路中的位置，在表4中填写出物料冲压单元油路系统中叠加阀名称、叠加阀型号以及画出叠加阀职能符号。
表4 叠加阀在物料冲压单元油路系统中的位置
5
4
3
2
1
0 叠加阀基板
叠加阀位置顺序 叠加阀名称 叠加阀型号 叠加阀职能符号
5.液压系统单步调试记录
表5 单步调试参数与功能确认表
序号 任务 结果记录（MPa） 选手确认（填赛位号） 裁判确认（签字确认） 备注
1 液压双缸无杆腔压力
2 液压缸有杆腔压力
3 顶料缸无杆腔压力
4 冲压缸无杆腔压力
5 冲压缸有杆腔压力
序号 任务 结果记录（N.m） 选手确认（填赛位号） 裁判确认（签字确认） 备注
6 顶料单元固定螺钉拧紧扭矩
7 冲压单元固定螺钉拧紧扭矩
序号 任务 结果记录（“是”或“否”） 选手确认（填赛位号） 裁判确认（签字确认） 备注
8 压力继电器动作是否正常（填“是”或“否”）
（三）气动回路安装与调试
1.工作任务1
选手根据赛场提供的设备，采用规范的安装及调试工艺，结合气动回路系统原理图（图4），选用合理的气动阀、气缸、气管及辅件，完成气动系统回路安装与调试。
图4 气动回路系统原理图
任务要求：
根据执行部件位置，合理利用赛场提供的元件，完成气动回路的安装与调试。
排除气动回路中设置的1～2个故障，排除故障并调试完成后，将调试结果填入表6，并举手示意报请裁判签字确认（气动回路能正常运行则判定故障排除）。
表6 气动回路安装及调试确认表
序号 调试任务 气缸动作是否正常（填“是”或“否”） 选手确认（填赛位号） 裁判确认（签字确认） 备注
1 顶料气缸动作
2 推料气缸动作
3 挡料气缸动作
4 真空吸盘动作
5 双轴气缸动作
6 无杆气缸动作
2.工作任务2
任务要求2：继电器控制气动回路搭接与调试
在平台上搭接出1个采用继电器控制的双作用气缸往返动作回路。动作流程为：按下启动按钮→气缸慢速伸出→气缸伸出到位（无杆腔压力0.34MPa）→气控延时阀延时（约3s）→气控延时阀延时时间到→气缸快速排气缩回→气缸缩回到位，时间继电器延时(约3s)→时间继电器延时时间到→气缸再次伸出，动作依次往复循环。根据上述要求，搭接气动及电气控制回路，调试完成后，将调试结果填入表7，并举手示意报请裁判签字确认。
说明：允许使用工作任务1中的电磁换向阀。
表7气动回路设计功能确认表
序号 任务系统 结果记录/MPa 选手确认(填赛位号) 裁判确认（签字确认） 备注
1 气缸无杆腔压力
序号 任务系统 动作结果（填“是”或“否”） 选手确认(填赛位号) 裁判确认（签字确认） 备注
1 具有气缸往复循环动作功能
2 具有慢速伸出功能
3 具有气缸伸出到底气控延时阀延时功能
4 具有快速排气功能
5 具有气缸缩回到底时间继电器延时功能
任务二、电气控制回路连接与排故（10分）
选手根据赛场提供的设备，采用规范的安装及调试工艺，选取合适的导线和辅件，完成电气控制回路的连接，并完成各执行部件动作功能测试。
两台PLC选用控制屏模拟控制单元与挂箱（西门子或三菱）模块PLC。
工作任务1：
要求1：根据 I/O表，使用实验导线将液压电磁阀、气动电磁阀与相应控制单元的PLC输入、输出端及模拟量输入、输出端进行连接。
说明：未按照附件1或附件2（I/O分配表）接线，此项分数在程序运行验证中扣除。
要求2：实训导线、通信线的连接、插拔应符合操作规范。
要求3：挂箱面板同一接线柱最多插两层导线。
说明：任务一中继电器控制气动回路搭接与调试除外。
要求4：实训台与挂箱、阀与挂箱之间的连接导线，按不同功能分开进行捆扎，间距为80mm～100mm。
工作任务2：
要求1：根据 I/O表，完成3-4个传感器的安装、接线及调试，安装调试完成后，在表9中填写出安装调试的传感器名称，并将调试结果举手示意报请裁判签字确认。
要求2：在附件3上画出挂箱模块PLC接线图。
表9 传感器安装调试功能确认表
序号 传感器名称 调试结果是否正确（填“是”或“否”） 选手确认(填赛位号) 裁判确认（签字确认） 备注
1
2
3
4
任务三、控制系统PLC程序设计（10分）
根据现场所提供设备及工业气动元件、液压元件及赛场提供的任务书，编写 PLC控制程序，控制液压泵站、物料传输单元、双缸轧制单元、顶料单元、物料冲压单元、下料堆垛单元。把设计好的程序保存到电脑的 “D: \液压与气动系统装调与维护\赛位号\任务三 PLC程序文件夹”下。
任务要求：
要求1：程序注释
编写程序时，相应的输入、输出点及温度、位移、速度、压力、转速变量加上中文注释。
要求2：控制系统
选用控制屏上模拟控制单元PLC与挂箱（西门子或三菱）模块两台PLC组成，两台PLC须通过Modbus RTU网络通信（西门子）或N:N网络通信（三菱）进行数据交换。
要求3：模拟量信号采集及处理功能
双缸轧制单元液压双缸位移采集功能：实时监测液压双缸位置变化，并以十进制形式在地址D66（西门子VD66）中显示液压双缸伸出实时位置值,液压双缸伸出到底显示150mm,缩回到底显示0mm,误差±0.5mm。
双缸轧制单元液压双缸速度采集功能：实时监测液压双缸速度，并以十进制形式在地址D76（西门子VD76）中显示液压双缸实时速度值。
物料冲压单元液压缸位移采集功能：实时监测冲压缸位置变化，并以十进制形式在地址D86（西门子VD86）中显示冲压缸伸出实时位置值，冲压缸伸出到底显示150mm,缩回到底显示0mm,误差±0.5mm。
物料冲压单元液压缸速度采集功能：实时监测冲压缸速度，并以十进制形式在地址D96（西门子VD96）中显示冲压缸实时速度值。
物料冲压单元液压缸压力采集功能：实时监测冲压缸无杆腔压力，并以十进制形式在地址D106（西门子VD106）中显示实时压力值。与压力表示数差值±0.2MPa。
温度采集功能：实时监测油箱的温度变化，并以十进制形式在地址D116（西门子VD116）中显示当前温度值，与温度表示数偏差±1℃。
说明：三菱系统为电流信号（4～20mA），西门子系统为电压信号（1～5V）。
要求4：液压马达转速采集功能
实时监测液压马达的转速变化，以十进制形式在地址D126（西门子VD126）中显示当前转速值。
要求5：油箱温度控制功能
泵站启动后，油温高于30℃（达不到30℃则设定比当前温度值小1℃动作），冷却风扇启动。
要求6：泵站保护功能
油过滤器压差保护、液位低保护。当压差发讯信号断开或者液位低信号闭合时，液压泵停机。
要求7：切换功能
通过切换01控制按钮模块上的旋钮开关SA2，可以选择“手动功能”、“单周期运行功能”和“全自动运行功能”。
说明：旋钮开关SA2对应的第1个触点为一组，第2、3个触点同为另一组（自左往右）。
要求8：手动功能
将SA2旋钮开关旋至左位，进入手动功能
按钮开关SB6控制柱塞泵启、停。
按钮开关SB7控制叶片泵启、停。
按钮开关SB1控制液压马达正转。
按钮开关SB2、SB3分别控制液压双缸伸出、缩回。
按钮开关SB4、SB5分别控制冲压缸伸出、缩回。
要求9：停止功能
物料离开上料单元后，按下停止按钮SB1，则系统不会立即停止，继续完成当前物料的加工和堆垛后，停止上料，蜂鸣器以１Hz的频率提示（注：泵站与传送系统不停止）。按下启动按钮SB2后，蜂鸣器停止报警，继续上料运行。
要求10：复位功能
按下SB3按钮，系统进行复位。复位时根据各传感器是否处于初始状态，执行相应的复位动作，系统有15s的运行过程。完成后蜂鸣器以0.5Hz频率提示复位完成，3s后停止鸣叫。
要求11：故障报警功能
现场裁判任意指定选手断开液压双缸或冲压缸对应的PLC输出点，当程序运行检测到该点有输出时，延时2s，蜂鸣器报警。报警形式为每间隔2s，蜂鸣器分别以2Hz鸣叫2声（液压双缸）、3声（冲压缸），该线插上后，报警停止，继续当前动作。
说明：全自动运行中断开1个点，由裁判任意指定
要求12：急停功能
全自动运行过程中，按下01挂箱上的急停按钮QS模拟急停，叶片泵及柱塞泵不停机，柱塞泵系统切换为二级压力，液压马达、液压缸及气动缸均停止动作，真空吸盘若已吸取物料则继续保持吸取状态；急停按钮复位后，继续沿当前加工工序继续进行。
要求13：单步调试功能
SA2旋钮开关旋至中位，进入单步调试功能。每按下一次启动按钮SB2，系统工作一步（叶片泵启动开始，验证到第4步）。
要求14：全自动运行功能
SA2旋钮开关旋至右位，进入全自动运行功能。按下SB2启动按钮后，执行系统工作流程，且进行3块物料的加工。按下启动按钮SB2→叶片泵启动→延时2s→柱塞泵启动→延时2s→泵站控制阀得电→液压马达以35r/min正转→延时2s→液压双缸以25mm/s速度伸出至135mm（第2次140mm，第3次145mm）→顶料气缸伸出→延时2s→推料气缸推出物料→推料气缸到位后缩回（缩回到位，顶料气缸缩回）→冲压单元检测入料→挡料气缸伸出→冲压单元物料到位→液压双缸以30mm/s速度缩回→延时2s →顶料单元液压缸顶起物料→压力继电器发讯→冲压缸冲压→冲压缸冲压到底，压力变送器发讯→延时2s→冲压缸以25mm/s速度缩回→冲压缸缩回到位，顶料缸缩回→液压马达速度切换为55r/min→挡料气缸缩回→下料单元物料检测到位→下料单元双轴气缸伸出→双轴气缸伸出到位→真空吸盘吸取物料→延时2s→双轴气缸缩回到位→无杆气缸右移，右移到位→步进电机由原点上升至第一块物料堆垛位置→真空吸盘关闭，完成第1块物料的堆垛→步进电机退回→无杆气缸左移→无杆气缸左移到位→伺服取料机构X轴及Y轴取料伸出速度为20mm/s±1mm/s，取料缩回速度均为15mm/s±1mm/s，取回物料放入相应的料仓内→液压马达速度切换为35r/min→液压双缸伸出，继续循环顶料、出料、轧制、冲压及堆垛流程，完成剩余2块物料的加工、堆垛和物料入仓。3块物料入仓完成后，液压马达停转→蜂鸣器以1Hz频率鸣叫→变量叶片泵停止→延时2s→泵站控制阀失电→延时2s柱塞泵停止、蜂鸣器停止鸣叫。
要求15：程序确认
选手PLC程序设计完成并下载调试完成各项功能后，在表10中确认程序并举手示意报请裁判签字确认程序。
说明：程序一经确认不得修改，程序签字确认后才允许报请裁判验证表10及表11中的功能。
表10 程序确认表
程序是否确认（填“是”或“否”） 确认时间（填当前时间） 选手确认（填赛位号） 裁判确认（签字确认） 备注
要求16：功能结果记录
在表11中记录各功能执行情况，并举手示意报请裁判签字确认。
表11 PLC程序功能确认表
序号 任务要求描述 完成情况（填“是”或“否”） 选手确认（填赛位号） 裁判确认（签字确认） 备注
液压双缸位移采集功能伸出到底150mm，缩回到底0mm,误差±0.5mm
冲压缸位移采集功能伸出到底150mm，缩回到底0mm,误差±0.5mm
冲压缸压力采集功能与表压误差±0.2MPa
温度采集功能
液压马达转速采集功能
油箱温度控制功能
泵站保护功能
柱塞泵按钮开关控制
叶片泵按钮开关控制
液压马达正转按钮开关控制
液压双缸按钮开关控制
冲压缸按钮开关控制
停止功能
复位功能
故障报警功能
急停功能
单步调试功能
任务四、上位机组态（10分）
任务描述：
用设备提供的上位机组态软件MCGS设计组态界面，并与现场可编程控制器连接，实现画面监控。
要求1：建立过程变量。
要求2：设计叶片泵启、停控制功能。
要求3：设计柱塞泵启、停及压力切换控制功能。
要求4：设计液压马达转速实时曲线监控界面，并进行速度监控。
要求5：设计冲压缸位置曲线监控界面，并进行冲压缸位置监控。
要求6：设计步进电机点动控制界面，可进行步进电机速度切换并实时显步进电机转速。
在表12中记录组态功能完成情况，并举手示意报请裁判签字确认。
表12 组态设计与调试功能确认表
序号 任务要求描述 完成情况（填“是”或“否”） 选手确认（填赛位号） 裁判确认（签字确认） 备注
叶片泵启、停控制功能
柱塞泵启、停控制功能
柱塞泵压力切换控制功能
液压马达转速实时曲线
冲压缸位置实时曲线
步进电机点动控制功能
步进电机转速切换控制功能
步进电机转速显示功能
任务五、整机调试与运行（10分）
根据所提供设备并综合任务一至任务四，完成整机调试与运行。液压系统图见图3，气动系统图见图4。
任务要求：
要求1：叶片泵、柱塞泵依次能正常启动，泵站控制阀得电。
要求2：上料单元顶料气缸、推料缸能依次正常动作，物料能顺利出仓。
要求3：物料传输单元液压马达转速采用PI控制功能。
要求4： 物料传输单元液压马达转速具有35r/min-55r/min-35r/min切换功能，稳定转速误差±2r/min。
要求5：液压双缸伸出位置依次为135mm、140mm、145mm,误差±1mm。
要求6：液压双缸伸出速度25mm/s，误差±2mm/s。
要求7：液压双缸缩回速度30mm/s，误差±2mm/s。
要求8：具有顶料-冲压功能。
要求9：冲压缸缩回速度为25mm/s，误差±2mm/s。
要求10：具有物料搬运、堆垛功能，要求堆垛物料时，物料的下表面与接料台上表面间隙不得超过1cm。
要求11：伺服取料机构X轴及Y轴取料伸出速度为20mm/s±1mm/s，取料缩回速度均为15mm/s±1mm/s。
要求12：整个系统需完成3块物料入仓。
要求13: 3块物料堆垛完成后，蜂鸣器以1Hz频率鸣叫，柱塞泵停止后蜂鸣器停止鸣叫。
要求14：整套系统每个单元工作衔接流畅，不出现任何故障现象。
在表13中记录各单元运行功能，并举手示意报请裁判签字确认。
表13 整机运行与调试确认表
序号 任务要求描述 完成情况（填“是”或“否”） 选手确认（填赛位号） 裁判确认（签字确认） 备注
1 叶片泵、柱塞泵顺序启动功能
2 顶料-推料出仓功能
3 马达转速PI控制功能写出P及I的值并在程序中给裁判指出 P： I：
4 液压马达速度切换功能35r/min-55r/min-35r/min稳定转速误差±2r/min
5 双缸滚轧位置135mm,140mm,145mm误差±1mm(填滚轧位置) 滚轧位置1: mm
滚轧位置2: mm
滚轧位置3: mm
6 液压双缸伸出速度25mm/s误差±2mm/s
7 液压双缸缩回速度30mm/s误差±2mm/s
8 顶料-冲压功能
9 冲压缸缩回速度25mm/s误差±2mm/s
10 物料搬运、堆垛功能
11 伺服取料机构伸出速度20mm/s±1mm/s
12 伺服取料机构缩回速度15mm/s±1mm/s
13 入料完成3块物料 完成 块（填数字）
14 堆垛完成提醒功能
15 系统工作流畅
附件3
挂箱PLC模块接线图
场次号： 赛位号：
液压与气动系统装调与维护赛项
162022年全国职业院校技能大赛
中职组
液压与气动系统装调与维护赛项
任
务
书
(样题-D卷 模块1)
中国·北京
场次： 赛位号： 开始时间： 结束时间：
参赛选手须知
1.本模块任务书共19页，如出现任务书缺页、字迹不清等问题，请及时向裁判举手示意，并进行任务书的更换。
2.各参赛队应在7小时内完成本模块任务书规定内容，比赛时间到，比赛结束，选手按操作规范，整理好工作现场离开比赛场地，不得延误。
3.比赛结束，选手应及时上交任务书，不得将其擅自带离比赛场地，否则按弃权处理。
4.选手提交的试卷用赛位号标识，“选手确认”部分填写所在的“赛位号”，不得写上姓名或与身份有关的信息，否则视成绩无效。
5.参赛选手在比赛过程中可提出设备器件更换要求。更换的器件经裁判组检测后，如为非人为损坏，由裁判根据现场情况给予补时；如人为损坏或器件正常，每次扣3分。
6．在竞赛过程中，备注项中有“”标记的，表示选手已完成该项目内容，示意裁判，在裁判的监督下测量出数值并记录测试结果，该数值只有一次测量机会，一经确定不得修改；测试结果不合格也不得修改，并作为该项目的评分依据。
7．系统开始运行时必须得到裁判的允许后，才能通电运行；若装配不完整，则不允许试运行。
8．在测量过程中，如裁判发现选手测量方法或选用工具不合理、不正确，可判定该项目未完成并不得分。
9．所有项目的监督检测时间都纳入竞赛时间，不另行增加时间。
10．未经裁判签名核实的数据都是无效数值，该项目不得分。
11. 程序必须签字确认后，才允许验证任务功能，程序一经确认不得修改。
注意：严禁在泵站运行时，手伸进传输线内调试设备！
竞赛基本要求
1.正确使用工具，操作安全规范。
2.液压和气动元件安装正确无误、系统管路连接牢固、布局美观，电路连接正确、可靠，符合行业相关标准。
3.爱惜赛场的设备和器材，尽量减少耗材的浪费。
4.保持工作台及附近区域干净整洁。
5.竞赛过程中如有异议，可向现场考评人员举手示意，不得扰乱赛场秩序。
6.遵守赛场纪律，尊重考评人员、技术支持人员，服从安排。
任务描述：
本模块通过常用液压气动元件搭建、控制程序编写与人际界面的设计，用于模拟一个完整的工业生产过程，包括上料、物料传输、物料加工、物料堆垛等典型工艺过程，通过液压执行元件的有序动作，观测设计结果。其中上料单元可以采用液动或气动元件实现，物料传输采用液压马达作为动力源，物料加工采用三个液压缸，分别模拟轧制加工、冲压加工。物料堆垛系统采用气动元件实现，堆垛机驱动动力可以采用液压动力或者电机动力（伺服电机或步进电机）。通过程序的编写模拟生产过程的真实情况，包括监控界面、操作模式（手动、自动、单周期等）、报警模式等。
任务一、液压与气动系统回路安装与调试（40分）
（一）工业双泵液压泵站安装与调试
选手根据赛场提供的设备，采用规范的安装及调试工艺，按任务书的要求，完成泵站的安装及工作压力调试。
1.变量叶片泵的安装与调试
要求1：按照图1要求，选择对应的液压元件，完成变量叶片泵系统的安装与调试。
要求2：调试出变量叶片泵的输出压力为4.2MPa，在表1中记录压力值，并举手示意报请裁判验证并签字确认。
要求3：液压系统中高压过滤器上的压差发讯器发讯压力值为 MPa。
图1 变量叶片泵系统调压回路
表1 变量叶片泵的输出压力确认表
序号 泵 源 功能要求 P2（MPa） 选手确认（填赛位号） 裁判确认（签字确认） 备注
1 变量叶片泵 系统压力
2.定量柱塞泵的安装与调试
要求1：按照图2要求，选择对应的液压元件，完成定量柱塞泵系统的安装与调试。
要求2：定量柱塞泵系统采用溢流阀并联控制方式，通过电磁换向阀进行一、二级压力切换，系统回油采用冷却器冷却，根据现场液压泵站配置，将图2补充完整并进行管路搭接。
要求3：调试出定量柱塞泵输出一级压力为5.5MPa，二级压力为3.5MPa，在表2中记录压力表压力值，并举手示意报请裁判签字确认。
图2 定量柱塞泵系统调压回路
表2 定量柱塞泵的输出压力确认表
序号 泵源 功能要求 P2（MPa） 选手确认（填赛位号） 裁判确认（签字确认） 备注
1 定量柱塞泵 一级压力
2 二级压力
（二）液压系统回路搭建与调试
根据赛场所提供设备，选手按任务书各液压系统回路的要求，选择适当的液压阀，组建任务书要求的板式回路或叠加回路，完成液压系统安装与调试，注意安装及调试工艺须规范。
图3模拟装置液压回路图
1.物料传输液压回路设计安装
本单元采用液压马达通过机械装置，带动传输系统运行，实现物料的传输。
选用叶片泵油路系统供油，物料传输单元油路系统在满足如下要求时，进行液压系统安装与调试，注意安装及调试工艺须规范。
要求1：换向阀采用三位四通电磁换向阀，换向阀在中位时，液压泵卸荷，液压马达浮动。
要求2：液压马达具有正、反转过载保护功能。
要求3：液压马达正反转转速采用比例调速阀控制。
要求4：选用现场提供的板式液压元件及比例液压元件，设计物料传输单元液压回路，并在图3中画出，并完成物料传输单元油路系统安装与调试。
要求5：采用一个按钮实现对液压马达速度的无极调速，用PLC实现。
2.物料的双缸轧制加工单元
本单元采用液压双缸带动轧辊，实现物料的滚轧加工。因为满足轧制受力平衡，需要双缸加工。
选用柱塞泵油路系统供油，双缸轧制单元油路系统在满足如下要求时，进行液压系统安装与调试，注意安装及调试工艺须规范。
要求1：换向阀采用三位四通电磁换向阀，换向阀在中位时，液压泵不卸荷，执行机构浮动。
要求2：双缸轧制单元油路系统断电时，液压缸能在任意位置可靠锁紧。
要求3：液压双缸下行（或上行）到底，液压缸无杆腔（或有杆腔）压力可调，且不影响系统压力。
要求4：液压双缸下行采用进油调速，且液压双缸下行速度基本不受负载波动影响。
要求5：液压双缸上行采用进油节流调速。
要求6：选用现场提供的板式及插装式液压元件，将双缸轧制单元液压回路在图3中补充完整，并完成双缸轧制单元油路系统安装与调试。
要求7：调试出液压双缸下行到底，无杆腔压力值为4.6MPa，并在液压回路图3(b)中找出测压点并标注为P1，压力值填入表5，并举手示意报请裁判签字确认。
要求8：采用PLC，通过编程控制实现液压缸的快速下行与慢速下行，下行到位后延时5秒后快速上行到位停止。设计一个停止按钮，一个启动按钮。
3.顶料单元
选用柱塞泵油路系统供油，顶料单元油路系统在满足如下要求时，进行液压系统安装与调试，注意安装及调试工艺须规范。
要求1：换向阀采用二位四通电磁换向阀。
要求2：顶料缸仅上行到底，无杆腔压力可调且系统压力同步变化。
要求3：顶料单元液压缸上行到底后，压力继电器动作发讯。
要求4：选用现场提供的叠加式液压元件，将顶料单元液压回路在图3中补充完整，并完成顶料单元油路系统安装与调试，固定螺钉拧紧扭矩符合技术要求，扭矩值填入表5，并举手示意报请裁判签字确认。
要求5：已知顶料缸缸筒内径尺寸为30mm,活塞杆外径尺寸为20mm，调节相应的液压元件至顶料缸上行模拟最大举升力为3109N（忽略摩擦及自重，π取3.14），并在液压回路图3(c)中找出测压点并标注为P2，同时将液压元件调定的压力值（MPa）填入表5，并举手示意报请裁判签字确认。
要求6：调试出顶料单元液压缸上行到底后，调试出压力继电器动作压力为P2±0.5MPa，动作指示采用蜂鸣器指示，压力继电器动作结果填入表5，并举手示意报请裁判签字确认。
注：顶料缸上行到底，无杆腔压力达到P2±0.5MPa时，蜂鸣器鸣叫。
要求7：根据叠加阀在液压回路中的位置，在表3中填写出顶料单元油路系统中叠加阀名称、叠加阀型号以及画出叠加阀职能符号。
表3 叠加阀在顶料单元油路系统中的位置
3
2
1
0 叠加阀基板
叠加阀位置顺序 叠加阀名称 叠加阀型号 叠加阀职能符号
4.物料冲压单元
选用柱塞泵油路系统供油，物料冲压单元油路系统在满足如下要求时，进行液压系统安装与调试，注意安装及调试工艺须规范。
要求1：换向阀采用三位四通电磁换向阀，换向阀在中位时，各油口均不通。
要求2：冲压缸仅下行到底，液压缸无杆腔压力可调，且不影响系统压力。
要求3：冲压缸仅上行到底，液压缸有杆腔压力可调，且系统压力同步变化。
要求4：冲压缸下行采用节流阀回油节流调速。
要求5：冲压缸无杆腔压力采用压力变送器采集。
要求6：选用现场提供的叠加式液压元件，将物料冲压单元液压回路在图3中补充完整，并完成物料冲压单元油路系统安装与调试，固定螺钉拧紧扭矩符合技术要求，扭矩值填入表5，并举手示意报请裁判签字确认。
要求7：调试出冲压缸下行到底，无杆腔压力值为4.2MPa，并在液压回路图3(d)中找出测压点并标注为P3，压力值填入表5，并举手示意报请裁判签字确认。
要求8：调试出冲压缸上行到底，有杆腔压力值为3.8MPa，并在液压回路图3(d)中找出测压点并标注为P4，压力值填入表5，并举手示意报请裁判签字确认。
要求9：已知冲压缸缸筒内径尺寸为25mm,活塞杆外径尺寸为18mm，若冲压缸下行速度为25mm/s，则冲压缸无杆腔理论进油流量为 mL/s（四舍五入，保留小数点后1位，π取3.14）。
要求10：根据叠加阀在液压回路中的位置，在表4中填写出物料冲压单元油路系统中叠加阀名称、叠加阀型号以及画出叠加阀职能符号。
表4 叠加阀在物料冲压单元油路系统中的位置
4
3
2
1
0 叠加阀基板
叠加阀位置顺序 叠加阀名称 叠加阀型号 叠加阀职能符号
5.液压系统单步调试记录
表5 单步调试参数与功能确认表
序号 任务 结果记录（MPa） 选手确认（填赛位号） 裁判确认（签字确认） 备注
1 液压双缸无杆腔压力
2 顶料缸无杆腔压力
3 冲压缸无杆腔压力
4 冲压缸有杆腔压力
序号 任务 结果记录（N.m） 选手确认（填赛位号） 裁判确认（签字确认） 备注
5 顶料单元固定螺钉拧紧扭矩
6 冲压单元固定螺钉拧紧扭矩
序号 任务 结果记录（“是”或“否”） 选手确认（填赛位号） 裁判确认（签字确认） 备注
7 压力继电器动作是否正常
（三）气动回路安装与调试
1.工作任务1
选手根据赛场提供的设备，采用规范的安装及调试工艺，结合气动回路系统原理图（图4），选用合理的气动阀、气缸、气管及辅件，完成气动系统回路安装与调试。
图4 气动回路系统原理图
任务要求：
根据执行部件位置，合理利用赛场提供的元件，完成气动回路的安装与调试。
表6 气动回路安装及调试确认表
序号 调试任务 气缸动作是否正常（填“是”或“否”） 选手确认（填赛位号） 裁判确认（签字确认） 备注
1 顶料气缸动作
2 推料气缸动作
3 挡料气缸动作
4 真空吸盘动作
5 双轴气缸动作
6 无杆气缸动作
2.工作任务2
任务要求2：继电器控制气动回路搭接与调试
在平台上搭接出1个采用继电器控制的双作用气缸往返动作回路。动作流程为：按下启动按钮→气缸慢速伸出→气缸伸出到位（无杆腔压力0.36MPa）→延时继电器延时（约3s）→延时继电器延时时间到→气缸快速排气缩回→气缸缩回到位，气控延时阀延时→气控延时时间到(约3s)→气缸再次伸出，动作依次往复循环。根据上述要求，搭接气动及电气控制回路，调试完成后，将调试结果填入表7，并举手示意报请裁判签字确认。
说明：允许使用工作任务1中的电磁换向阀。
表7气动回路设计功能确认表
序号 任务系统 结果记录/MPa 选手确认(填赛位号) 裁判确认（签字确认） 备注
1 气缸无杆腔压力
序号 任务系统 动作结果（填“是”或“否”） 选手确认(填赛位号) 裁判确认（签字确认） 备注
1 具有气缸往复循环动作功能
2 具有慢速伸出功能
3 具有气缸伸出到底时间继电器延时功能
4 具有快速排气缩回功能
5 具有气缸缩回到底气控延时阀延时功能
任务二、电气控制回路连接与排故（10分）
选手根据赛场提供的设备，采用规范的安装及调试工艺，选取合适的导线和辅件，完成电气控制回路的连接，并完成各执行部件动作功能测试。
两台PLC选用控制屏模拟控制单元与挂箱（西门子或三菱）模块PLC。
工作任务1：
要求1：根据 I/O表，使用实验导线将液压电磁阀、气动电磁阀与相应控制单元的PLC输入、输出端及模拟量输入、输出端进行连接。
说明：未按照附件1或附件2（I/O分配表）接线，此项分数在程序运行验证中扣除。
要求2：实训导线、通信线的连接、插拔应符合操作规范。
要求3：挂箱面板同一接线柱最多插两层导线。
说明：任务一中继电器控制气动回路搭接与调试除外。
要求4：实训台与挂箱、阀与挂箱之间的连接导线，按不同功能分开进行捆扎，间距为80mm～100mm。
工作任务2：
要求1：根据 I/O表，完成3-4个传感器的安装、接线及调试，安装调试完成后，在表9中填写出安装调试的传感器名称，并将调试结果举手示意报请裁判签字确认。
要求2：在附件3上画出挂箱模块PLC接线图。
表9 传感器安装调试功能确认表
序号 传感器名称 调试结果是否正确（填“是”或“否”） 选手确认(填赛位号) 裁判确认（签字确认） 备注
1
2
3
4
任务三、控制系统PLC程序设计（10分）
根据现场所提供设备及工业气动元件、液压元件及赛场提供的任务书，编写 PLC控制程序，控制液压泵站、物料传输单元、双缸轧制单元、顶料单元、物料冲压单元、下料堆垛单元。把设计好的程序保存到电脑的 “D: \液压与气动系统装调与维护\赛位号\任务三 PLC程序文件夹”下。
任务要求：
要求1：程序注释
编写程序时，相应的输入、输出点及温度、位移、速度、压力、转速变量加上中文注释。
要求2：控制系统
选用控制屏上模拟控制单元PLC与挂箱（西门子或三菱）模块两台PLC组成，两台PLC须通过Modbus RTU网络通信（西门子）或N:N网络通信（三菱）进行数据交换。
要求3：模拟量信号采集及处理功能
双缸轧制单元液压双缸位移采集功能：实时监测液压双缸位置变化，并以十进制形式在地址D66（西门子VD66）中显示液压双缸伸出实时位置值,液压双缸伸出到底显示150mm,缩回到底显示0mm,误差±0.5mm。
双缸轧制单元液压双缸速度采集功能：实时监测液压双缸速度，并以十进制形式在地址D76（西门子VD76）中显示液压双缸实时速度值。
物料冲压单元液压缸位移采集功能：实时监测冲压缸位置变化，并以十进制形式在地址D86（西门子VD86）中显示冲压缸伸出实时位置值，冲压缸伸出到底显示150mm,缩回到底显示0mm,误差±0.5mm。
物料冲压单元液压缸速度采集功能：实时监测冲压缸速度，并以十进制形式在地址D96（西门子VD96）中显示冲压缸实时速度值。
物料冲压单元液压缸压力采集功能：实时监测冲压缸无杆腔压力，并以十进制形式在地址D106（西门子VD106）中显示实时压力值。与压力表示数差值±0.2MPa。
温度采集功能：实时监测油箱的温度变化，并以十进制形式在地址D116（西门子VD116）中显示当前温度值，与温度表示数偏差±1℃。
说明：三菱系统为电流信号（4～20mA），西门子系统为电压信号（1～5V）。
要求4：液压马达转速采集功能
实时监测液压马达的转速变化，以十进制形式在地址D126（西门子VD126）中显示当前转速值。
要求5：油箱温度控制功能
泵站启动后，油温高于30℃（达不到30℃则设定比当前温度值小1℃动作），冷却风扇启动。
要求6：泵站保护功能
油过滤器压差保护、液位低保护。当压差发讯信号断开或者液位低信号闭合时，液压泵停机。
要求7：切换功能
通过切换01控制按钮模块上的旋钮开关SA2，可以选择“手动功能”、“单周期运行功能”和“全自动运行功能”。
说明：旋钮开关SA2对应的第1个触点为一组，第2、3个触点同为另一组（自左往右）。
要求8：手动功能
将SA2旋钮开关旋至左位，进入手动功能
按钮开关SB6控制柱塞泵启、停。
按钮开关SB7控制叶片泵启、停。
按钮开关SB1控制液压马达正转。
按钮开关SB2、SB3分别控制液压双缸伸出、缩回。
按钮开关SB4、SB5分别控制冲压缸伸出、缩回。
要求9：停止功能
物料离开上料单元后，按下停止按钮SB1，则系统不会立即停止，继续完成当前物料的加工和堆垛后，停止上料，蜂鸣器以１Hz的频率提示（注：泵站与传送系统不停止）。按下启动按钮SB2后，蜂鸣器停止报警，继续上料运行。
要求10：复位功能
按下SB3按钮，系统进行复位。复位时根据各传感器是否处于初始状态，执行相应的复位动作，系统有15s的运行过程。完成后蜂鸣器以0.5Hz频率提示复位完成，3s后停止鸣叫。
要求11：故障报警功能
现场裁判任意指定选手断开液压双缸或冲压缸对应的PLC输出点，当程序运行检测到该点有输出时，延时2s，蜂鸣器报警。报警形式为每间隔2s，蜂鸣器分别以2Hz鸣叫2声（液压双缸）、3声（冲压缸），该线插上后，报警停止，继续当前动作。
说明：全自动运行中断开1个点，由裁判任意指定
要求12：急停功能
全自动运行过程中，按下01挂箱上的急停按钮QS模拟急停，叶片泵及柱塞泵不停机，柱塞泵系统切换为二级压力，液压马达、液压缸及气动缸均停止动作，真空吸盘若已吸取物料则继续保持吸取状态；急停按钮复位后，继续沿当前加工工序继续进行。
要求13：单周期运行功能
SA2旋钮开关旋至中位，进入单周期运行功能。按下启动按钮SB2→叶片泵启动→延时2s→柱塞泵启动→延时2s→泵站控制阀得电→液压马达以35r/min正转→延时2s→液压双缸以25mm/s速度伸出至135mm→顶料气缸伸出→延时2s→推料气缸推出物料→推料气缸到位后缩回（缩回到位，顶料气缸缩回）→冲压单元检测入料→挡料气缸伸出→冲压单元物料到位→液压双缸以30mm/s速度缩回→延时2s →顶料单元液压缸顶起物料→压力继电器发讯→冲压缸以25mm/s速度冲压→冲压缸伸出到底→延时2s→冲压缸缩回→冲压缸缩回到位，顶料缸缩回→液压马达速度切换为55r/min→挡料气缸缩回→下料单元物料检测到位→下料单元双轴气缸伸出→双轴气缸伸出到位→真空吸盘吸取物料→延时2s→双轴气缸缩回到位→无杆气缸右移，右移到位→步进电机由原点上升至第一块物料堆垛位置→真空吸盘关闭，完成1块物料的堆垛→步进电机退回→无杆气缸左移→无杆气缸左移到位，系统停止运行。
要求14：全自动运行功能
SA2旋钮开关旋至右位，进入全自动运行功能。按下启动按钮SB2→叶片泵启动→延时2s→柱塞泵启动→延时2s→泵站控制阀得电→液压马达以35r/min正转→延时2s→液压双缸以25mm/s速度伸出至135mm（第2次140mm，第3次145mm）→顶料气缸伸出→延时2s→推料气缸推出物料→推料气缸到位后缩回（缩回到位，顶料气缸缩回）→冲压单元检测入料→挡料气缸伸出→冲压单元物料到位→液压双缸以30mm/s速度缩回→延时2s →顶料单元液压缸顶起物料→压力继电器发讯→冲压缸以25mm/s速度冲压→冲压缸冲压到底→延时2s→冲压缸缩回→冲压缸缩回到位，顶料缸缩回→液压马达速度切换为55r/min→挡料气缸缩回→下料单元物料检测到位→下料单元双轴气缸伸出→双轴气缸伸出到位→真空吸盘吸取物料→延时2s→双轴气缸缩回到位→无杆气缸右移，右移到位→步进电机由原点上升至第一块物料堆垛位置→真空吸盘关闭，完成第1块物料的堆垛→步进电机退回→无杆气缸左移→无杆气缸左移到位→伺服取料机构X轴及Y轴取料伸出速度为20mm/s±1mm/s，取料缩回速度均为15mm/s±1mm/s，取回物料放入相应的料仓内→液压马达速度切换为35r/min→液压双缸伸出，继续循环顶料、出料、轧制、冲压及堆垛流程，完成剩余2块物料的加工、堆垛和物料入仓。3块物料入仓完成后，液压马达停转→蜂鸣器以1Hz频率鸣叫→变量叶片泵停止→延时2s→泵站控制阀失电→延时2s柱塞泵停止、蜂鸣器停止鸣叫。
要求15：程序确认
选手PLC程序设计完成并下载调试完成各项功能后，在表10中确认程序并举手示意报请裁判签字确认程序。
说明：程序一经确认不得修改，程序签字确认后才允许报请裁判验证表10及表11中的功能。
表10 程序确认表
程序是否确认（填“是”或“否”） 确认时间（填当前时间） 选手确认（填赛位号） 裁判确认（签字确认） 备注
要求16：功能结果记录
在表11中记录各功能执行情况，并举手示意报请裁判签字确认。
表11 PLC程序功能确认表
序号 任务要求描述 完成情况（填“是”或“否”） 选手确认（填赛位号） 裁判确认（签字确认） 备注
液压双缸位移采集功能伸出到底150mm，缩回到底0mm,误差±0.5mm
冲压缸位移采集功能伸出到底150mm，缩回到底0mm,误差±0.5mm
冲压缸压力采集功能与表压误差±0.2MPa
温度采集功能
液压马达转速采集功能
油箱温度控制功能
泵站保护功能
柱塞泵按钮开关控制
叶片泵按钮开关控制
液压马达正转按钮开关控制
液压双缸按钮开关控制
冲压缸按钮开关控制
停止功能
复位功能
故障报警功能
急停功能
单周期运行功能
任务四、上位机组态（10分）
任务描述：
用设备提供的上位机组态软件MCGS设计组态界面，并与现场可编程控制器连接，实现画面监控。
要求1：建立过程变量。
要求2：设计液压马达转速实时曲线监控界面，并进行速度监控。
要求3：设计轧制单元液压双缸实时动画监控界面，并进行动画连接。
要求4：设计冲压缸位置曲线监控界面，并进行冲压缸位置监控。
要求5：设计气动系统每条气路的点动控制按钮，实现各气缸的点动控制。
在表12中记录组态功能完成情况，并举手示意报请裁判签字确认。
表12 组态设计与调试功能确认表
序号 任务要求描述 完成情况（填“是”或“否”） 选手确认（填赛位号） 裁判确认（签字确认） 备注
液压马达转速实时曲线
液压双缸实时动画
冲压缸位置实时曲线
真空吸盘点动控制功能
顶料气缸点动控制功能
推料气缸点动控制功能
挡料气缸点动控制功能
双轴气缸点动控制功能
无杆气缸点动控制功能
任务五、整机调试与运行（10分）
根据所提供设备并综合任务一至任务四，完成整机调试与运行。液压系统图见图3，气动系统图见图4。
任务要求：
要求1：叶片泵、柱塞泵依次能正常启动，泵站控制阀得电。
要求2：上料单元顶料气缸、推料缸能依次正常动作，物料能顺利出仓。
要求3：物料传输单元液压马达转速采用PI控制功能。
要求4： 物料传输单元液压马达转速具有35r/min-55r/min-35r/min切换功能，稳定转速误差±2r/min。
要求5：液压双缸伸出位置依次为135mm、140mm、145mm,误差±1mm。
要求6：液压双缸伸出速度25mm/s，误差±2mm/s。
要求7：液压双缸缩回速度30mm/s，误差±2mm/s。
要求8：具有顶料-冲压功能。
要求9：冲压缸冲压速度为25mm/s，误差±2mm/s。
要求10：具有物料搬运、堆垛功能，要求堆垛物料时，物料的下表面与接料台上表面间隙不得超过1cm。
要求11：伺服取料机构X轴及Y轴取料伸出速度为20mm/s±1mm/s，取料缩回速度均为15mm/s±1mm/s。
要求12：整个系统需完成3块物料入仓。
要求13: 3块物料堆垛完成后，蜂鸣器以1Hz频率鸣叫，柱塞泵停止后蜂鸣器停止鸣叫。
要求14：整套系统每个单元工作衔接流畅，不出现任何故障现象。
在表13中记录各单元运行功能，并举手示意报请裁判签字确认。
表13 整机运行与调试确认表
序号 任务要求描述 完成情况（填“是”或“否”） 选手确认（填赛位号） 裁判确认（签字确认） 备注
1 叶片泵、柱塞泵顺序启动功能
2 顶料-推料出仓功能
3 马达转速PI控制功能写出P及I的值并在程序中给裁判指出 P： I：
4 液压马达速度切换功能35r/min-55r/min-35r/min稳定转速误差±2r/min
5 双缸滚轧位置135mm,140mm,145mm误差±1mm(填滚轧位置) 滚轧位置1: mm
滚轧位置2: mm
滚轧位置3: mm
6 液压双缸伸出速度25mm/s误差±2mm/s
7 液压双缸缩回速度30mm/s误差±2mm/s
8 顶料-冲压功能
9 冲压缸伸出速度25mm/s误差±2mm/s
10 物料搬运、堆垛功能
11 伺服取料机构伸出速度20mm/s±1mm/s
12 伺服取料机构缩回速度15mm/s±1mm/s
13 物料入仓完成3块物料 完成 块（填数字）
14 堆垛完成提醒功能
15 系统工作流畅
附件3
挂箱PLC模块接线图
场次号： 赛位号：
液压与气动系统装调与维护赛项
212022年全国职业院校技能大赛
中职组
液压与气动系统装调与维护赛项
任
务
书
(样题-G卷 模块1)
中国·北京
场次： 赛位号： 开始时间： 结束时间：
参赛选手须知
1.本模块任务书共20页，如出现任务书缺页、字迹不清等问题，请及时向裁判举手示意，并进行任务书的更换。
2.各参赛队应在7小时内完成本模块任务书规定内容，比赛时间到，比赛结束，选手按操作规范，整理好工作现场离开比赛场地，不得延误。
3.比赛结束，选手应及时上交任务书，不得将其擅自带离比赛场地，否则按弃权处理。
4.选手提交的试卷用赛位号标识，“选手确认”部分填写所在的“赛位号”，不得写上姓名或与身份有关的信息，否则视成绩无效。
5.参赛选手在比赛过程中可提出设备器件更换要求。更换的器件经裁判组检测后，如为非人为损坏，由裁判根据现场情况给予补时；如人为损坏或器件正常，每次扣3分。
6．在竞赛过程中，备注项中有“”标记的，表示选手已完成该项目内容，示意裁判，在裁判的监督下测量出数值并记录测试结果，该数值只有一次测量机会，一经确定不得修改；测试结果不合格也不得修改，并作为该项目的评分依据。
7．系统开始运行时必须得到裁判的允许后，才能通电运行；若装配不完整，则不允许试运行。
8．在测量过程中，如裁判发现选手测量方法或选用工具不合理、不正确，可判定该项目未完成并不得分。
9．所有项目的监督检测时间都纳入竞赛时间，不另行增加时间。
10．未经裁判签名核实的数据都是无效数值，该项目不得分。
11. 程序必须签字确认后，才允许验证任务功能，程序一经确认不得修改。
注意：严禁在泵站运行时，手伸进传输线内调试设备！
竞赛基本要求
1.正确使用工具，操作安全规范。
2.液压和气动元件安装正确无误、系统管路连接牢固、布局美观，电路连接正确、可靠，符合行业相关标准。
3.爱惜赛场的设备和器材，尽量减少耗材的浪费。
4.保持工作台及附近区域干净整洁。
5.竞赛过程中如有异议，可向现场考评人员举手示意，不得扰乱赛场秩序。
6.遵守赛场纪律，尊重考评人员、技术支持人员，服从安排。
任务描述：
本模块通过常用液压气动元件搭建、控制程序编写与人际界面的设计，用于模拟一个完整的工业生产过程，包括上料、物料传输、物料加工、物料堆垛等典型工艺过程，通过液压执行元件的有序动作，观测设计结果。其中上料单元可以采用液动或气动元件实现，物料传输采用液压马达作为动力源，物料加工采用三个液压缸，分别模拟轧制加工、冲压加工。物料堆垛系统采用气动元件实现，堆垛机驱动动力可以采用液压动力或者电机动力（伺服电机或步进电机）。通过程序的编写模拟生产过程的真实情况，包括监控界面、操作模式（手动、自动、单周期等）、报警模式等。
任务一、液压与气动系统回路安装与调试（40分）
（一）工业双泵液压泵站安装与调试
选手根据赛场提供的设备，采用规范的安装及调试工艺，按任务书的要求，完成泵站的安装及工作压力调试。
1.变量叶片泵的安装与调试
要求1：按照图1要求，选择对应的液压元件，完成变量叶片泵系统的安装与调试。
要求2：将限压式变量叶片泵限压压力调定为4.6MPa，在表1中记录压力值，并举手示意报请裁判验证并签字确认。
要求3：调试出变量叶片泵系统的输出压力为4.0MPa，在表1中记录压力值，并举手示意报请裁判验证并签字确认。
图1 变量叶片泵系统调压回路
表1 变量叶片泵的输出压力确认表
序号 泵 源 功能要求 P2（MPa） 选手确认（填赛位号） 裁判确认（签字确认） 备注
1 变量叶片泵 限压压力
2 变量叶片泵 系统压力
2.定量柱塞泵的安装与调试
要求1：按照图2要求，选择对应的液压元件，完成定量柱塞泵系统的安装与调试。
要求2：定量柱塞泵系统采用溢流阀并联控制方式，通过电磁换向阀进行一、二级压力切换，系统回油采用冷却器冷却，根据现场液压泵站配置，将图2补充完整并进行管路搭接。
要求3：调试出定量柱塞泵输出一级压力为6MPa，二级压力为3.5MPa，在表2中记录压力表压力值，并举手示意报请裁判签字确认。
图2 定量柱塞泵系统调压回路
表2 定量柱塞泵的输出压力确认表
序号 泵源 功能要求 P2（MPa） 选手确认（填赛位号） 裁判确认（签字确认） 备注
1 定量柱塞泵 一级压力
2 二级压力
（二）液压系统回路搭建与调试
根据赛场所提供设备，选手按任务书各液压系统回路的要求，选择适当的液压阀，组建任务书要求的板式回路或叠加回路，完成液压系统安装与调试，注意安装及调试工艺须规范。
图3模拟装置液压回路图
1.物料传输液压回路设计安装
本单元采用液压马达通过机械装置，带动传输系统运行，实现物料的传输。
选用叶片泵油路系统供油，物料传输单元油路系统在满足如下要求时，进行液压系统安装与调试，注意安装及调试工艺须规范。
要求1：换向阀采用三位四通电磁换向阀，换向阀在中位时，液压泵卸荷，液压马达浮动。
要求2：液压马达具有正、反转过载保护功能。
要求3：液压马达正反转转速采用比例调速阀控制。
要求4：选用现场提供的板式液压元件及比例液压元件，设计物料传输单元液压回路，并在图3中画出，并完成物料传输单元油路系统安装与调试。
要求5：采用一个按钮实现对液压马达速度的无极调速，用PLC实现。
2.物料的双缸轧制加工单元
本单元采用液压双缸带动轧辊，实现物料的滚轧加工。因为满足轧制受力平衡，需要双缸加工。
选用柱塞泵油路系统供油，双缸轧制单元油路系统在满足如下要求时，进行液压系统安装与调试，注意安装及调试工艺须规范。
要求1：换向阀采用三位四通电磁换向阀，换向阀在中位时，液压泵不卸荷，执行机构浮动。
要求2：双缸轧制单元油路系统断电时，液压缸能在任意位置可靠锁紧。
要求3：液压双缸下行（或上行）到底，液压缸无杆腔（或有杆腔）压力可调，且不影响系统压力。
要求4：液压双缸下行采用进油调速，且液压双缸下行速度基本不受负载波动影响。
要求5：液压双缸上行采用进油节流调速。
要求6：选用现场提供的板式及插装式液压元件，将双缸轧制单元液压回路在图3中补充完整，并完成双缸轧制单元油路系统安装与调试。
要求7：调试出液压双缸下行到底，无杆腔压力值为4.6MPa，并在液压回路图3(b)中找出测压点并标注为P1，压力值填入表5，并举手示意报请裁判签字确认。
要求8：采用PLC，通过编程控制实现液压缸的快速下行与慢速下行，下行到位后延时5秒后快速上行到位停止。设计一个停止按钮，一个启动按钮。
3.顶料单元
选用柱塞泵油路系统供油，顶料单元油路系统在满足如下要求时，进行液压系统安装与调试，注意安装及调试工艺须规范。
要求1：换向阀采用二位四通电磁换向阀。
要求2：顶料缸仅上行到底，无杆腔压力可调且系统压力同步变化。
要求3：顶料单元液压缸上行到底后，压力继电器动作发讯。
要求4：选用现场提供的叠加式液压元件，将顶料单元液压回路在图3中补充完整，并完成顶料单元油路系统安装与调试，固定螺钉拧紧扭矩符合技术要求，扭矩值填入表5，并举手示意报请裁判签字确认。
要求5：已知顶料缸缸筒内径尺寸为30mm,活塞杆外径尺寸为20mm，调节相应的液压元件至顶料缸上行模拟最大举升力为3109N（忽略摩擦及自重，π取3.14），并在液压回路图3(c)中找出测压点并标注为P2，同时将液压元件调定的压力值（MPa）填入表5，并举手示意报请裁判签字确认。
要求6：调试出顶料单元液压缸上行到底后，调试出压力继电器动作压力为P2±0.5MPa，动作指示采用蜂鸣器指示，压力继电器动作结果填入表5，并举手示意报请裁判签字确认。
注：顶料缸上行到底，无杆腔压力达到P2±0.5MPa时，蜂鸣器鸣叫。
要求7：根据叠加阀在液压回路中的位置，在表3中填写出顶料单元油路系统中叠加阀名称、叠加阀型号以及画出叠加阀职能符号。
表3 叠加阀在顶料单元油路系统中的位置
3
2
1
0 叠加阀基板
叠加阀位置顺序 叠加阀名称 叠加阀型号 叠加阀职能符号
4.物料冲压单元
选用柱塞泵油路系统供油，物料冲压单元油路系统在满足如下要求时，进行液压系统安装与调试，注意安装及调试工艺须规范。
要求1：换向阀采用三位四通电磁换向阀，换向阀在中位时，各油口均不通。
要求2：冲压缸仅下行到底，液压缸无杆腔压力可调，且不影响系统压力。
要求3：冲压缸仅上行到底，液压缸有杆腔压力可调，且系统压力同步变化。
要求4：冲压缸下行采用节流阀回油节流调速。
要求5：冲压缸无杆腔压力采用压力变送器采集。
要求6：选用现场提供的叠加式液压元件，将物料冲压单元液压回路在图3中补充完整，并完成物料冲压单元油路系统安装与调试，固定螺钉拧紧扭矩符合技术要求，扭矩值填入表5，并举手示意报请裁判签字确认。
要求7：调试出冲压缸下行到底，无杆腔压力值为4.2MPa，并在液压回路图3(d)中找出测压点并标注为P3，压力值填入表5，并举手示意报请裁判签字确认。
要求8：调试出冲压缸上行到底，有杆腔压力值为3.8MPa，并在液压回路图3(d)中找出测压点并标注为P4，压力值填入表5，并举手示意报请裁判签字确认。
要求9：已知冲压缸缸筒内径尺寸为25mm,活塞杆外径尺寸为18mm，若冲压缸下行速度为25mm/s，则冲压缸无杆腔理论进油流量为 mL/s（四舍五入，保留小数点后1位，π取3.14）。
要求10：根据叠加阀在液压回路中的位置，在表4中填写出物料冲压单元油路系统中叠加阀名称、叠加阀型号以及画出叠加阀职能符号。
表4 叠加阀在物料冲压单元油路系统中的位置
4
3
2
1
0 叠加阀基板
叠加阀位置顺序 叠加阀名称 叠加阀型号 叠加阀职能符号
5.液压系统单步调试记录
表5 单步调试参数与功能确认表
序号 任务 结果记录（MPa） 选手确认（填赛位号） 裁判确认（签字确认） 备注
1 液压双缸无杆腔压力
2 顶料缸无杆腔压力
3 冲压缸无杆腔压力
4 冲压缸有杆腔压力
序号 任务 结果记录（N.m） 选手确认（填赛位号） 裁判确认（签字确认） 备注
5 顶料单元固定螺钉拧紧扭矩
6 冲压单元固定螺钉拧紧扭矩
序号 任务 结果记录（“是”或“否”） 选手确认（填赛位号） 裁判确认（签字确认） 备注
7 压力继电器动作是否正常
（三）气动回路安装与调试
1.工作任务1
选手根据赛场提供的设备，采用规范的安装及调试工艺，结合气动回路系统原理图（图4），选用合理的气动阀、气缸、气管及辅件，完成气动系统回路安装与调试。
图4 气动回路系统原理图
任务要求：
根据执行部件位置，合理利用赛场提供的元件，完成气动回路的安装与调试。
表6 气动回路安装及调试确认表
序号 调试任务 气缸动作是否正常（填“是”或“否”） 选手确认（填赛位号） 裁判确认（签字确认） 备注
1 顶料气缸动作
2 推料气缸动作
3 挡料气缸动作
4 真空吸盘动作
5 双轴气缸动作
6 无杆气缸动作
2.工作任务2
任务要求2：继电器控制气动回路搭接与调试
在平台上搭接出1个采用继电器控制的双作用气缸往返动作回路。动作流程为：按下启动按钮→气缸慢速伸出→气缸伸出到位（无杆腔压力0.36MPa）→延时继电器延时（约3s）→延时继电器延时时间到→气缸快速排气缩回→气缸缩回到位，气控延时阀延时→气控延时时间到(约3s)→气缸再次伸出，动作依次往复循环。根据上述要求，搭接气动及电气控制回路，调试完成后，将调试结果填入表7，并举手示意报请裁判签字确认。
说明：允许使用工作任务1中的电磁换向阀。
表7气动回路设计功能确认表
序号 任务系统 结果记录/MPa 选手确认(填赛位号) 裁判确认（签字确认） 备注
1 气缸无杆腔压力
序号 任务系统 动作结果（填“是”或“否”） 选手确认(填赛位号) 裁判确认（签字确认） 备注
1 具有气缸往复循环动作功能
2 具有慢速伸出功能
3 具有气缸伸出到底时间继电器延时功能
4 具有快速排气缩回功能
5 具有气缸缩回到底气控延时阀延时功能
任务二、电气控制回路连接与排故（10分）
选手根据赛场提供的设备，采用规范的安装及调试工艺，选取合适的导线和辅件，完成电气控制回路的连接，并完成各执行部件动作功能测试。
两台PLC选用控制屏模拟控制单元与挂箱（西门子或三菱）模块PLC。
工作任务1：
要求1：根据 I/O表，使用实验导线将液压电磁阀、气动电磁阀与相应控制单元的PLC输入、输出端及模拟量输入、输出端进行连接。
说明：未按照附件1或附件2（I/O分配表）接线，此项分数在程序运行验证中扣除。
要求2：实训导线、通信线的连接、插拔应符合操作规范。
要求3：挂箱面板同一接线柱最多插两层导线。
说明：任务一中继电器控制气动回路搭接与调试除外。
要求4：实训台与挂箱、阀与挂箱之间的连接导线，按不同功能分开进行捆扎，间距为80mm～100mm。
工作任务2：
要求1：根据 I/O表，完成3-4个传感器的安装、接线及调试，安装调试完成后，在表9中填写出安装调试的传感器名称，并将调试结果举手示意报请裁判签字确认。
要求2：在附件3上画出挂箱模块PLC接线图。
表9 传感器安装调试功能确认表
序号 传感器名称 调试结果是否正确（填“是”或“否”） 选手确认(填赛位号) 裁判确认（签字确认） 备注
1
2
3
4
任务三、控制系统PLC程序设计（10分）
根据现场所提供设备及工业气动元件、液压元件及赛场提供的任务书，编写 PLC控制程序，控制液压泵站、物料传输单元、双缸轧制单元、顶料单元、物料冲压单元、下料堆垛单元。把设计好的程序保存到电脑的 “D: \液压与气动系统装调与维护\赛位号\任务三 PLC程序文件夹”下。
任务要求：
要求1：程序注释
编写程序时，相应的输入、输出点及温度、位移、速度、压力、转速变量加上中文注释。
要求2：控制系统
选用控制屏上模拟控制单元PLC与挂箱（西门子或三菱）模块两台PLC组成，两台PLC须通过Modbus RTU网络通信（西门子）或N:N网络通信（三菱）进行数据交换。
要求3：模拟量信号采集及处理功能
双缸轧制单元液压双缸位移采集功能：实时监测液压双缸位置变化，并以十进制形式在地址D66（西门子VD66）中显示液压双缸伸出实时位置值,液压双缸伸出到底显示150mm,缩回到底显示0mm,误差±0.5mm。
双缸轧制单元液压双缸速度采集功能：实时监测液压双缸速度，并以十进制形式在地址D76（西门子VD76）中显示液压双缸实时速度值。
物料冲压单元液压缸位移采集功能：实时监测冲压缸位置变化，并以十进制形式在地址D86（西门子VD86）中显示冲压缸伸出实时位置值，冲压缸伸出到底显示150mm,缩回到底显示0mm,误差±0.5mm。
物料冲压单元液压缸速度采集功能：实时监测冲压缸速度，并以十进制形式在地址D96（西门子VD96）中显示冲压缸实时速度值。
物料冲压单元液压缸压力采集功能：实时监测冲压缸无杆腔压力，并以十进制形式在地址D106（西门子VD106）中显示实时压力值。与压力表示数差值±0.2MPa。
温度采集功能：实时监测油箱的温度变化，并以十进制形式在地址D116（西门子VD116）中显示当前温度值，与温度表示数偏差±1℃。
说明：三菱系统为电流信号（4～20mA），西门子系统为电压信号（1～5V）。
要求4：液压马达转速采集功能
实时监测液压马达的转速变化，以十进制形式在地址D126（西门子VD126）中显示当前转速值。
要求5：油箱温度控制功能
泵站启动后，油温高于30℃（达不到30℃则设定比当前温度值小1℃动作），冷却风扇启动。
要求6：泵站保护功能
油过滤器压差保护、液位低保护。当压差发讯信号断开或者液位低信号闭合时，液压泵停机。
要求7：切换功能
通过切换01控制按钮模块上的旋钮开关SA2，可以选择“手动功能”、“单周期运行功能”和“全自动运行功能”。
说明：旋钮开关SA2对应的第1个触点为一组，第2、3个触点同为另一组（自左往右）。
要求8：手动功能
将SA2旋钮开关旋至左位，进入手动功能
按钮开关SB6控制柱塞泵启、停。
按钮开关SB7控制叶片泵启、停。
按钮开关SB1控制液压马达正转。
按钮开关SB2、SB3分别控制液压双缸伸出、缩回。
按钮开关SB4、SB5分别控制冲压缸伸出、缩回。
要求9：停止功能
物料离开上料单元后，按下停止按钮SB1，则系统不会立即停止，继续完成当前物料的加工和堆垛后，停止上料，蜂鸣器以１Hz的频率提示（注：泵站与传送系统不停止）。按下启动按钮SB2后，蜂鸣器停止报警，继续上料运行。
要求10：复位功能
按下SB3按钮，系统进行复位。复位时根据各传感器是否处于初始状态，执行相应的复位动作，系统有15s的运行过程。完成后蜂鸣器以0.5Hz频率提示复位完成，3s后停止鸣叫。
要求11：故障报警功能
现场裁判任意指定选手断开液压双缸或冲压缸对应的PLC输出点，当程序运行检测到该点有输出时，延时2s，蜂鸣器报警。报警形式为每间隔2s，蜂鸣器分别以2Hz鸣叫2声（液压双缸）、3声（冲压缸），该线插上后，报警停止，继续当前动作。
说明：全自动运行中断开1个点，由裁判任意指定
要求12：急停功能
全自动运行过程中，按下01挂箱上的急停按钮QS模拟急停，叶片泵及柱塞泵不停机，柱塞泵系统切换为二级压力，液压马达、液压缸及气动缸均停止动作，真空吸盘若已吸取物料则继续保持吸取状态；急停按钮复位后，继续沿当前加工工序继续进行。
要求13：单周期运行功能
SA2旋钮开关旋至中位，进入单周期运行功能。按下启动按钮SB2→叶片泵启动→延时2s→柱塞泵启动→延时2s→泵站控制阀得电→液压马达以35r/min正转→延时2s→液压双缸以25mm/s速度伸出至135mm→顶料气缸伸出→延时2s→推料气缸推出物料→推料气缸到位后缩回（缩回到位，顶料气缸缩回）→冲压单元检测入料→挡料气缸伸出→冲压单元物料到位→液压双缸以30mm/s速度缩回→延时2s →顶料单元液压缸顶起物料→压力继电器发讯→冲压缸以25mm/s速度冲压→冲压缸伸出到底→延时2s→冲压缸缩回→冲压缸缩回到位，顶料缸缩回→液压马达速度切换为55r/min→挡料气缸缩回→下料单元物料检测到位→下料单元双轴气缸伸出→双轴气缸伸出到位→真空吸盘吸取物料→延时2s→双轴气缸缩回到位→无杆气缸右移，右移到位→步进电机由原点上升至第一块物料堆垛位置→真空吸盘关闭，完成1块物料的堆垛→步进电机退回→无杆气缸左移→无杆气缸左移到位，系统停止运行。
要求14：全自动运行功能
SA2旋钮开关旋至右位，进入全自动运行功能。按下启动按钮SB2→叶片泵启动→延时2s→柱塞泵启动→延时2s→泵站控制阀得电→液压马达以35r/min正转→延时2s→液压双缸以25mm/s速度伸出至135mm（第2次140mm，第3次145mm）→顶料气缸伸出→延时2s→推料气缸推出物料→推料气缸到位后缩回（缩回到位，顶料气缸缩回）→冲压单元检测入料→挡料气缸伸出→冲压单元物料到位→液压双缸以30mm/s速度缩回→延时2s →顶料单元液压缸顶起物料→压力继电器发讯→冲压缸以25mm/s速度冲压→冲压缸冲压到底→延时2s→冲压缸缩回→冲压缸缩回到位，顶料缸缩回→液压马达速度切换为55r/min→挡料气缸缩回→下料单元物料检测到位→下料单元双轴气缸伸出→双轴气缸伸出到位→真空吸盘吸取物料→延时2s→双轴气缸缩回到位→无杆气缸右移，右移到位→步进电机由原点上升至第一块物料堆垛位置→真空吸盘关闭，完成第1块物料的堆垛→步进电机退回→无杆气缸左移→无杆气缸左移到位→伺服取料机构X轴及Y轴取料伸出速度为20mm/s±1mm/s，取料缩回速度均为15mm/s±1mm/s，取回物料放入相应的料仓内→液压马达速度切换为35r/min→液压双缸伸出，继续循环顶料、出料、轧制、冲压及堆垛流程，完成剩余2块物料的加工、堆垛和物料入仓。3块物料入仓完成后，液压马达停转→蜂鸣器以1Hz频率鸣叫→变量叶片泵停止→延时2s→泵站控制阀失电→延时2s柱塞泵停止、蜂鸣器停止鸣叫。
要求15：程序确认
选手PLC程序设计完成并下载调试完成各项功能后，在表10中确认程序并举手示意报请裁判签字确认程序。
说明：程序一经确认不得修改，程序签字确认后才允许报请裁判验证表10及表11中的功能。
表10 程序确认表
程序是否确认（填“是”或“否”） 确认时间（填当前时间） 选手确认（填赛位号） 裁判确认（签字确认） 备注
要求16：功能结果记录
在表11中记录各功能执行情况，并举手示意报请裁判签字确认。
表11 PLC程序功能确认表
序号 任务要求描述 完成情况（填“是”或“否”） 选手确认（填赛位号） 裁判确认（签字确认） 备注
液压双缸位移采集功能伸出到底150mm，缩回到底0mm,误差±0.5mm
冲压缸位移采集功能伸出到底150mm，缩回到底0mm,误差±0.5mm
冲压缸压力采集功能与表压误差±0.2MPa
温度采集功能
液压马达转速采集功能
油箱温度控制功能
泵站保护功能
柱塞泵按钮开关控制
叶片泵按钮开关控制
液压马达正转按钮开关控制
液压双缸按钮开关控制
冲压缸按钮开关控制
停止功能
复位功能
故障报警功能
急停功能
单周期运行功能
任务四、上位机组态（10分）
任务描述：
用设备提供的上位机组态软件MCGS设计组态界面，并与现场可编程控制器连接，实现画面监控。
要求1：建立过程变量。
要求2：设计液压马达转速实时曲线监控界面，并进行速度监控。
要求3：设计轧制单元液压双缸实时动画监控界面，并进行动画连接。
要求4：设计冲压缸位置曲线监控界面，并进行冲压缸位置监控。
要求5：设计气动系统每条气路的点动控制按钮，实现各气缸的点动控制。
在表12中记录组态功能完成情况，并举手示意报请裁判签字确认。
表12 组态设计与调试功能确认表
序号 任务要求描述 完成情况（填“是”或“否”） 选手确认（填赛位号） 裁判确认（签字确认） 备注
液压马达转速实时曲线
液压双缸实时动画
冲压缸位置实时曲线
真空吸盘点动控制功能
顶料气缸点动控制功能
推料气缸点动控制功能
挡料气缸点动控制功能
双轴气缸点动控制功能
无杆气缸点动控制功能
任务五、整机调试与运行（10分）
根据所提供设备并综合任务一至任务四，完成整机调试与运行。液压系统图见图3，气动系统图见图4。
任务要求：
要求1：叶片泵、柱塞泵依次能正常启动，泵站控制阀得电。
要求2：上料单元顶料气缸、推料缸能依次正常动作，物料能顺利出仓。
要求3：物料传输单元液压马达转速采用PI控制功能。
要求4： 物料传输单元液压马达转速具有35r/min-55r/min-35r/min切换功能，稳定转速误差±2r/min。
要求5：液压双缸伸出位置依次为135mm、140mm、145mm,误差±1mm。
要求6：液压双缸伸出速度25mm/s，误差±2mm/s。
要求7：液压双缸缩回速度30mm/s，误差±2mm/s。
要求8：具有顶料-冲压功能。
要求9：冲压缸冲压速度为25mm/s，误差±2mm/s。
要求10：具有物料搬运、堆垛功能，要求堆垛物料时，物料的下表面与接料台上表面间隙不得超过1cm。
要求11：伺服取料机构X轴及Y轴取料伸出速度为20mm/s±1mm/s，取料缩回速度均为15mm/s±1mm/s。
要求12：整个系统需完成3块物料入仓。
要求13: 3块物料堆垛完成后，蜂鸣器以1Hz频率鸣叫，柱塞泵停止后蜂鸣器停止鸣叫。
要求14：整套系统每个单元工作衔接流畅，不出现任何故障现象。
在表13中记录各单元运行功能，并举手示意报请裁判签字确认。
表13 整机运行与调试确认表
序号 任务要求描述 完成情况（填“是”或“否”） 选手确认（填赛位号） 裁判确认（签字确认） 备注
1 叶片泵、柱塞泵顺序启动功能
2 顶料-推料出仓功能
3 马达转速PI控制功能写出P及I的值并在程序中给裁判指出 P： I：
4 液压马达速度切换功能35r/min-55r/min-35r/min稳定转速误差±2r/min
5 双缸滚轧位置135mm,140mm,145mm误差±1mm(填滚轧位置) 滚轧位置1: mm
滚轧位置2: mm
滚轧位置3: mm
6 液压双缸伸出速度25mm/s误差±2mm/s
7 液压双缸缩回速度30mm/s误差±2mm/s
8 顶料-冲压功能
9 冲压缸伸出速度25mm/s误差±2mm/s
10 物料搬运、堆垛功能
11 伺服取料机构伸出速度20mm/s±1mm/s
12 伺服取料机构缩回速度15mm/s±1mm/s
13 物料入仓完成3块物料 完成 块（填数字）
14 堆垛完成提醒功能
15 系统工作流畅
附件3
挂箱PLC模块接线图
场次号： 赛位号：
液压与气动系统装调与维护赛项
212022年全国职业院校技能大赛
中职组
液压与气动系统装调与维护赛项
任
务
书
(样题-I卷 模块2)
中国·北京
场次： 赛位号： 开始时间： 结束时间：
参赛选手须知
1.本模块任务书共10页，如出现任务书缺页、字迹不清等问题，请及时向裁判举手示意，并进行任务书的更换。
2.各参赛队应在1.5小时内完成任务书规定内容，比赛时间到，比赛结束，选手按操作规范，整理好工作现场离开比赛场地，不得延误。
3.比赛结束，选手应及时上交任务书，不得将其擅自带离比赛场地，否则按弃权处理。
4.选手提交的试卷用赛位号标识，“选手确认”部分填写所在的“赛位号”，不得写上姓名或与身份有关的信息，否则视成绩无效。
任务六、液压与气动系统回路设计或优化、典型液压回路分析（15分）
任务要求1：液压系统油路分析
3500kN抽真空平板硫化机主要用于各类橡胶模型制品及非模型制品的压制成型，也可用于压制各类热固性塑料及发泡性橡胶制品。该设备为典型的三梁四柱下压上顶式结构，亦即由上横梁、下机座、活动平台、立柱及主、辅液压缸等组成。机器工作时，主缸柱塞自上向下运行合模，压制成型，设备具有动模块快速下降、慢速压制、保压以及顶出等功能，生产效率较高。
图5 3500kN抽真空平板硫化机液压系统原理图
元件作用：
该设备的液压系统由主油路和控制油路两部分组成，二者的油源分别为电动机M1驱动的变量泵6和M2驱动的定量泵7，主泵6为压力补偿变量泵，其最高压力由先导式溢流阀9设定，工作压力通过溢流阀10调整；控制泵的压力由溢流阀8设定并由压力表21显示。
系统的执行元件为主液压缸（以下简称主缸）25和顶出液压缸（以下简称辅缸）26，二者的运动方向分别由三位四通电液换向阀11和4控制，泵7向三位四通电液换向阀4、三位四通电液换向阀11及液控单向阀18提供控制压力油。主缸发信及保压分别由压力继电器13和单向阀14控制；主缸保压后泄压及期间主泵的低压循环由外控顺序阀15和充液阀16控制；单向阀17作用主缸慢速压制时的背压阀；液控单向阀18用作主缸快速下行和上行时主缸有杆腔油液的通断控制；阀20作主缸安全保护之用且压力可调。辅缸无杆腔最高压力由先导式溢流阀2设定，工作压力由溢流阀3调整。
工作原理：
主缸快速下行
电磁铁1YA、5YA、6YA通电，电液换向阀11切换至左位、电磁换向阀19及电磁换向阀22切换至右位，主泵6输出最大流量，其压力油经电液换向阀11（左位）、单向阀14进入主缸无杆腔，高位油箱经充液阀16向无杆腔自重充液补油，有杆腔回油经液控单向阀18分两路排至油箱，一路从插件12排至油箱，另一路从电液换向阀11（左位）、电液换向阀4（中位）排至油箱。
主缸慢速压制
当主缸活塞杆快速下行至挡铁碰到限位开关SQ2时，使电磁铁5YA、6YA断电，电磁换向阀19、22复至左位，此时主缸活塞杆转为慢速压制阶段，主缸无杆腔压力增大，泵6流量减小，充液阀16关闭。主缸无杆腔进油路流动线路与快速下行相同，有杆腔回油经背压阀17、电液换向阀11（左位）及电液换向阀4（中位）排至油箱。
主缸保压
当主缸活塞杆慢速下行压制使主缸上腔压力上升至压力继电器13的设定值时，电磁铁1YA断电使电液换向阀11复位至中位，单向阀14关闭，主缸进入保压阶段，泵6卸荷。
主缸泄压回程
电磁铁2YA通电使电液换向阀11切换至右位，主泵6的压力油经电液换向阀11（右位）、液控单向阀18进入主缸有杆腔，同时反向导通充液阀16对主缸无杆腔泄压。泄压期间，泵6的压力油经外控顺序阀15卸荷（低压循环），随之，阀15关闭，主缸上腔回油经充液阀16挤至高位油箱24。
主缸停止
当主缸活塞杆回程至挡铁压下极限开关SQ1时，电磁铁2YA断电，主缸回程停止。
辅缸顶出
当阀11处于中位时，压力油经阀11的M型中位进入控制辅缸动作的电液换向阀4，电磁铁3YA通电使电液换向阀4切换至左位。主泵6的压力油经电液换向阀11（中位）、电液换向阀4（左位）进入辅缸无杆腔，有杆腔回油经电液换向阀4（左位）排至油箱，辅缸顶出工件。
辅缸退回
电磁铁4YA通电，使电液换向阀4切换至右位，泵6的压力油经电液换向阀11（中位）、电液换向阀4（右位）进入辅缸有杆腔，无杆腔回油经电液换向阀4（右位）排至油箱，辅缸退回。
根据以上描述完成以下问题
问题1：根据元件作用描述，下面符合图中阀4三位四通电液换向阀中位机能的是（ ）
A B
C D
问题2：根据元件作用描述，在图中虚线框内补画出阀20的符号。
问题3：在①主缸快速下行动作过程中，高位油箱向主缸无杆腔充油的原因是什么？
答：
。
问题4：动作流程④主缸泄压的作用是什么？
答： 。
问题5：根据以上描述，在表17中填写出3500kN抽真空平板硫化机液压系统电磁铁得失电表（“+”表示得电，“-”表示失电）
表17 3500kN抽真空平板硫化机液压系统电磁铁得失电表
工况 电磁铁状态
1YA 2YA 3YA 4YA 5YA 6YA
电机启动
主缸快速下行
主缸慢速压制
主缸保压
主缸泄压回程
主缸回程停止
辅缸顶出
辅缸退回
停止等待
任务要求2：气动系统回路设计
如图6所示为贴签装箱装置的工作示意图，辅助缸将产品压紧，然后通过A缸对产品进行贴标签，贴完后，一个一个送到B缸的推架上；当推架上有4个产品后，B缸伸出，将产品送入包装箱体中，辅助缸上升缩回。该装置的动作过程为：A缸伸出→A缸缩回→A缸伸出→A缸缩回（A缸伸出缩回达到4次后）→ B缸伸出→B缸缩回。（辅助缸动作不予考虑）
纯气动回路设计要求：
要求1：按下单一循环启动按钮后，工作流程是：A缸连续往复4次，B缸伸出，B缸缩回，结束。
图6 贴签装箱装置工作示意图
根据以上控制要求及动作步骤，在附件4图纸中绘制纯气动回路原理图，并在对应的元件符号旁边标明具体名称。（要求采用标准的气动元件符号绘制气动原理图）。
任务要求3：液压新工艺、新方法、新技术应用
要求：节能减排是系统设计、液压技术应用的主要考虑因素，随着变频技术的发展，逐步应用到液压系统中，请说出液压泵采用变频控制的主要目的、原理及方法。
任务七 液压知识与职业能力（5分）
1.在液压系统参数调整后，应将液压阀调节螺栓上锁紧螺母（ ），以防止调整好参数变动。(单选题)
A.锁紧 B.放松 C.没有限制
2.压力继电器的调定压力一般应（ ）供油压力的0.3～0.5MPa。(单选题)
A.高于 B.低于 C.没有限制
3.在安装液压系统回油管时，回油管插入油箱油中的一端管口应斜切45°，斜口应朝向（ ）一侧，使油不直接冲向箱底，并能散发油的热量。(单选题)
A.箱壁 B.箱底 C.任意
4.在液压系统的工作压力调整中，溢流阀阀口大小合理调整方式是（ ）。(单选题)
A.阀口由大到小 B.阀口由小到大 C.任意
5.在冲压缸工作速度调整中，节流阀阀口大小合理调整方式是（ ）。(单选题)
A.阀口由大到小 B.阀口由小到大 C.任意
6.英文Emergency button的中文含义是（ ）。（单选题）
A.急停按钮 B.按钮 C.故障 D.交通灯
7.以下属于工匠精神独特的价值取向的是（ ）。(多选题)
A.追求极致的技术取向 B.寻物求美的审美取向
C.勤学实干的实践取向 D.体知生命的人文取向
8.弘扬工匠精神，如何培养对工作的热爱？（ ）(多选题)
A.主动发现工作的价值和意义 B.立足长远，把工作当做事业来做
C.视工作为一种荣耀，并在工作中不断收获荣耀 D.尊重自己的选择，无论主动还是被动
9.通过（ ）最终成就了工匠的精湛技艺。（多选题）
A.勤奋学习 B.不懈奋斗 C. 执着追求 D.长期积累
10.以下技巧中，有助于达到说服效果的有（ ）。（多选题）
A．以自我为中心 B.换位思考 C.先理解对方 D.针锋相对
附件4
液压与气动系统回路设计或优化场次号：赛位号：液压与气动系统装调与维护赛项
附件5
液压与气动系统回路设计或优化场次号：赛位号：液压与气动系统装调与维护赛项
(
1
)2022年全国职业院校技能大赛
中职组
液压与气动系统装调与维护赛项
任
务
书
(样题-J卷 模块2)
中国·北京
场次： 赛位号： 开始时间： 结束时间：
参赛选手须知
1.本模块任务书共8页，如出现任务书缺页、字迹不清等问题，请及时向裁判举手示意，并进行任务书的更换。
2.各参赛队应在1.5小时内完成任务书规定内容，比赛时间到，比赛结束，选手按操作规范，整理好工作现场离开比赛场地，不得延误。
3.比赛结束，选手应及时上交任务书，不得将其擅自带离比赛场地，否则按弃权处理。
4.选手提交的试卷用赛位号标识，“选手确认”部分填写所在的“赛位号”，不得写上姓名或与身份有关的信息，否则视成绩无效。
任务六、液压与气动系统回路设计或优化、典型液压回路分析（15分）
任务要求1：液压系统油路分析
图5为某公司薄板拉伸液压机，液压机主要动作是“快速下行→慢速下行→加压→保压→卸压换向→快速返回→原位停止”的动作循环。在这种液压机上，可以进行冲剪、弯曲、翻边、拉伸、装配、冷挤及成形等多种加工工艺。液压机在初始状态时，所有电磁铁断电，阀7处于中位而卸荷，液压泵输出的油液经过阀7直接回油箱。
快速下行：电磁铁YA1、YA3、YA5和YA10通电，使阀7的控制阀三位四通换向阀上位接入液压系统，使阀8的控制阀二位四通换向阀的下位接入系统，阀8打开，阀9打开，阀5打开。液压机在自重的作用下快降，预充阀10可以实现快速充液。
慢速下降：电磁铁YA3断电，YA4通电；阀5的控制阀三位四通电磁换向阀下位接入系统，阀5的控制腔与调压阀（阀5的右上侧压力控制阀）相连。
加压：当滑块慢速下行碰上工件时，主液压缸上腔压力升高，恒功率变量液压泵输出的流量自动减小，对工件进行加压。当压力升至调压阀调定压力时，液压泵输出的流量全部经阀7溢流回油箱，没有油液进入主液压缸上腔，滑块便停止运动，
保压：当主液压缸上腔压力达到所要求的工作压力时，电接点压力表发出信号，使电磁铁YA1、YA4、YA5和YA10全部断电；由于YA1断电，阀7的控制阀三位四通电磁换向阀接入中位，阀7的控制腔接通油箱，阀7打开；YA5断，阀8的控制腔接通压力油，阀8关闭；YA10断电，二位三通电磁换向球阀控制腔与油箱断开，阀9关闭；YA3断电，阀5的控制阀三位四通换向阀接入中位，阀5关闭。这样，主液压缸上腔闭锁，对工件实施保压，液压泵输出油液经阀7直接回油箱，液压泵卸荷。
卸压：主液压缸上腔保压一段所需工艺时间后，时间继电器发出信号，使电磁铁YA2、YA9通电。YA2通电，阀7的控制阀三位四通换向阀下位接入系统，阀7由右侧上部的压力控制阀产生调整压力（P=0～16MPa）；YA9通电，二位四通电磁换向阀右位接入系统，充液阀10打开，从而使主液压缸上腔的压力释放，系统上腔油液流入充液油箱。
快速返回：主液压缸上腔压力降低到一定值后，电接点压力表⑥发出信号，使电磁铁YA1、YA6和YA9通电。YA1通电，使阀7的控制阀三位四通电磁换向阀上位接入系统，即阀7的压力由阀7右下侧的压力控制阀调整，系统压力0～32MPa；YA6通电，阀6的控制阀二位四通换向阀上位接入系统，阀6打开；YA10断电，阀9打开；YA9通电，充液阀10打开，液压泵输出的油液全部进入主液压缸下腔，由于下腔有效面积较小，主液压缸快速返回。
图5 某薄板拉伸液压机液压原理图
问题1：图中10的作用是什么？
答：。
问题2：当液压缸出现非正常缓慢下降故障时，故障原因有哪些？（回答2个即可）
答：。
问题3：为防止压机下降过程中，出现压力冲击，在图中11处虚线框内画出合适的液压元件符号。
问题4：YA6电磁线圈烧毁，则出现的故障现象是什么？
答：。
问题5：YA9电磁线圈烧毁，则出现的故障现象是什么？
答：。
任务要求2：气动系统回路设计
如图6所示为产品多次加工工序装置的工作示意图，B缸把流水线上待加工的产品夹紧，A缸进行多工序的加工，其动作过程为：
B缸伸出→A缸伸出→ A缸缩回（工序1）→A缸伸出→A缸缩回（工序2）→A缸伸出→A缸缩回（工序3）→B缸缩回。这里每次工序的工艺及刀具不予考虑。
图6 多次加工工序装置
纯气动回路设计要求：
要求1：按下单一循环启动按钮后，工作流程是：B缸伸出→A缸伸出→ A缸缩回→A缸伸出→A缸缩回→A缸伸出→ A缸缩回→B缸缩回→结束。
要求2：按下紧急停止按钮后， A缸缩回，B缸缩回。按下急停复位按钮后，恢复正常。
根据以上控制要求及动作步骤，在附件4图纸中绘制纯气动回路原理图，并在对应的元件符号旁边标明具体名称。（要求采用标准的气动元件符号绘制气动原理图）。
任务要求3：电气控制回路设计
电气控制回路要求：
按照图7所示的主控回路，要求设计电气控制回路，当按下启动按钮时，实现B缸伸出→A缸伸出→A缸缩回（A缸伸出缩回达到3次后）→B缸缩回→结束。设气缸行程开关是PNP型的磁感应式接近开关（不是干簧开关），即检测到位后，磁感应式接近开关输出高电位。
要求1：按下启动按钮，工作一个周期后停止。
要求2：按下急停按钮，则两缸缩回停止。
图7 气动回路图
根据以上控制要求及动作步骤，在附件5图纸中绘制电气控制回路原理图。
任务七 液压知识与职业能力（5分）
1.在液压系统参数调整后，应将液压阀调节螺栓上锁紧螺母（ ），以防止调整好参数变动。(单选题)
A.锁紧 B.放松 C.没有限制
2.压力继电器的调定压力一般应（ ）供油压力的0.3～0.5MPa。(单选题)
A.高于 B.低于 C.没有限制
3.在安装液压系统回油管时，回油管插入油箱油中的一端管口应斜切45°，斜口应朝向（ ）一侧，使油不直接冲向箱底，并能散发油的热量。(单选题)
A.箱壁 B.箱底 C.任意
4.在液压系统的工作压力调整中，溢流阀阀口大小合理调整方式是（ ）。(单选题)
A.阀口由大到小 B.阀口由小到大 C.任意
5.在冲压缸工作速度调整中，节流阀阀口大小合理调整方式是（ ）。(单选题)
A.阀口由大到小 B.阀口由小到大 C.任意
6.英文Emergency button的中文含义是（ ）。（单选题）
A.急停按钮 B.按钮 C.故障 D.交通灯
7.以下属于工匠精神独特的价值取向的是（ ）。(多选题)
A.追求极致的技术取向 B.寻物求美的审美取向
C.勤学实干的实践取向 D.体知生命的人文取向
8.弘扬工匠精神，如何培养对工作的热爱？（ ）(多选题)
A.主动发现工作的价值和意义 B.立足长远，把工作当做事业来做
C.视工作为一种荣耀，并在工作中不断收获荣耀 D.尊重自己的选择，无论主动还是被动
9.通过（ ）最终成就了工匠的精湛技艺。（多选题）
A.勤奋学习 B.不懈奋斗 C. 执着追求 D.长期积累
10.以下技巧中，有助于达到说服效果的有（ ）。（多选题）
A．以自我为中心 B.换位思考 C.先理解对方 D.针锋相对
附件4
液压与气动系统回路设计或优化场次号：赛位号：液压与气动系统装调与维护赛项
附件5
液压与气动系统回路设计或优化场次号：赛位号：液压与气动系统装调与维护赛项
(
6
)2022年全国职业院校技能大赛
中职组
液压与气动系统装调与维护赛项
任
务
书
(样题-B卷 模块2)
中国·北京
场次： 赛位号： 开始时间： 结束时间：
参赛选手须知
1.本模块任务书共8页，如出现任务书缺页、字迹不清等问题，请及时向裁判举手示意，并进行任务书的更换。
2.各参赛队应在1.5小时内完成任务书规定内容，比赛时间到，比赛结束，选手按操作规范，整理好工作现场离开比赛场地，不得延误。
3.比赛结束，选手应及时上交任务书，不得将其擅自带离比赛场地，否则按弃权处理。
4.选手提交的试卷用赛位号标识，“选手确认”部分填写所在的“赛位号”，不得写上姓名或与身份有关的信息，否则视成绩无效。
任务六、液压与气动系统回路设计或优化、典型液压回路分析（15分）
任务要求1：液压系统油路分析
图5为某公司薄板拉伸液压机，液压机主要动作是“快速下行→慢速下行→加压→保压→卸压换向→快速返回→原位停止”的动作循环。在这种液压机上，可以进行冲剪、弯曲、翻边、拉伸、装配、冷挤及成形等多种加工工艺。液压机在初始状态时，所有电磁铁断电，阀7处于中位而卸荷，液压泵输出的油液经过阀7直接回油箱。
快速下行：电磁铁YA1、YA3、YA5和YA10通电，使阀7的控制阀三位四通换向阀上位接入液压系统，使阀8的控制阀二位四通换向阀的下位接入系统，阀8打开，阀9打开，阀5打开。液压机在自重的作用下快降，预充阀10可以实现快速充液。
慢速下降：电磁铁YA3断电，YA4通电；阀5的控制阀三位四通电磁换向阀下位接入系统，阀5的控制腔与调压阀（阀5的右上侧压力控制阀）相连。
加压：当滑块慢速下行碰上工件时，主液压缸上腔压力升高，恒功率变量液压泵输出的流量自动减小，对工件进行加压。当压力升至调压阀调定压力时，液压泵输出的流量全部经阀7溢流回油箱，没有油液进入主液压缸上腔，滑块便停止运动，
保压：当主液压缸上腔压力达到所要求的工作压力时，电接点压力表发出信号，使电磁铁YA1、YA4、YA5和YA10全部断电；由于YA1断电，阀7的控制阀三位四通电磁换向阀接入中位，阀7的控制腔接通油箱，阀7打开；YA5断，阀8的控制腔接通压力油，阀8关闭；YA10断电，二位三通电磁换向球阀控制腔与油箱断开，阀9关闭；YA3断电，阀5的控制阀三位四通换向阀接入中位，阀5关闭。这样，主液压缸上腔闭锁，对工件实施保压，液压泵输出油液经阀7直接回油箱，液压泵卸荷。
卸压：主液压缸上腔保压一段所需工艺时间后，时间继电器发出信号，使电磁铁YA2、YA9通电。YA2通电，阀7的控制阀三位四通换向阀下位接入系统，阀7由右侧上部的压力控制阀产生调整压力（P=0～16MPa）；YA9通电，二位四通电磁换向阀右位接入系统，充液阀10打开，从而使主液压缸上腔的压力释放，系统上腔油液流入充液油箱。
快速返回：主液压缸上腔压力降低到一定值后，电接点压力表⑥发出信号，使电磁铁YA1、YA6和YA9通电。YA1通电，使阀7的控制阀三位四通电磁换向阀上位接入系统，即阀7的压力由阀7右下侧的压力控制阀调整，系统压力0～32MPa；YA6通电，阀6的控制阀二位四通换向阀上位接入系统，阀6打开；YA10断电，阀9打开；YA9通电，充液阀10打开，液压泵输出的油液全部进入主液压缸下腔，由于下腔有效面积较小，主液压缸快速返回。
图5 某薄板拉伸液压机液压原理图
问题1：图中12的作用是什么？
答：。
问题2：当系统失压时，分析故障原因有哪些？
答：。
问题3：为防止压机下降过程中，出现压力冲击，在图中11处虚线框内画出合适的液压元件符号。
问题4：YA5电磁线圈烧毁，则出现的故障现象是什么？
答：。
问题5：YA7电磁线圈烧毁，则出现的故障现象是什么？
答：。
任务要求2：气动系统回路设计
如图6所示为产品多次加工工序装置的工作示意图，B缸把流水线上待加工的产品夹紧，A缸进行多工序的加工，其动作过程为：
B缸伸出→A缸伸出→ A缸缩回（工序1）→A缸伸出→A缸缩回（工序2）→A缸伸出→A缸缩回（工序3）→B缸缩回。这里每次工序的工艺及刀具不予考虑。
图6 多次加工工序装置
纯气动回路设计要求：
要求1：按下单一循环启动按钮后，工作流程是：B缸伸出→A缸伸出→ A缸缩回→A缸伸出→A缸缩回→A缸伸出→ A缸缩回→B缸缩回→结束。
要求2：按下紧急停止按钮后， A缸缩回，B缸缩回。按下急停复位按钮后，恢复正常。
根据以上控制要求及动作步骤，在附件4图纸中绘制纯气动回路原理图，并在对应的元件符号旁边标明具体名称。（要求采用标准的气动元件符号绘制气动原理图）。
任务要求3：电气控制回路设计
电气控制回路要求：
按照图7所示的主控回路，要求设计电气控制回路，当按下启动按钮时，实现B缸伸出→A缸伸出→A缸缩回（A缸伸出缩回达到3次后）→B缸缩回→结束。设气缸行程开关是PNP型的磁感应式接近开关（不是干簧开关），即检测到位后，磁感应式接近开关输出高电位。
要求1：按下启动按钮，工作一个周期后停止。
要求2：按下急停按钮，则两缸缩回停止。
图7 气动回路图
根据以上控制要求及动作步骤，在附件5图纸中绘制电气控制回路原理图。
任务七 液压知识与职业能力（5分）
1.下列哪个不是蓄能器的用途（ ）。(单选题)
A.存贮能量，辅助能源 B.吸收脉动，工作稳定 C.补偿漏损 D.调整系统压力
2.下列有关蓄能器安装不正确的是（ ）。(单选题)
A.垂直安装 B.水平安装 C.靠近振动源处安装 D.蓄能器安装处应留有一定的空间
3. 蓄能器长期停止使用时，应（）油口与压力油管之间的截止阀，保持蓄能器内的油压在充气压力以上。(单选题)
A.打开 B.关闭 C.均可以
4.液压元件安装固定时，用力要适当，防止拧紧力（）使元件变形而造成漏油或使某些零件不能动作。(单选题)
A.过小 B.均匀受力 C.过大
5.液压方向阀一般应保持轴线（ ） 。(单选题)
A.垂直安装 B.水平安装 C.垂直与水平均可以 D.倾斜安装
6.英文Emergency button的中文含义是（ ）。（单选题）
A.急停按钮 B.按钮 C.故障 D.交通灯
7.液压传动不具备过载保护功能，但其效率较高。（）（单选题）
A.该说法错误 B.该说法正确
8.服务类职位需要的能力有（）。（多选题）
A.团队合作精神 B.沟通能力 C.学习能力 D .英语水平
9.通过（）最终成就了工匠的精湛技艺。（多选题）
A.勤奋学习 B.不懈奋斗 C. 执着追求 D.长期积累
10.要打造国际品牌，必须从提升我国制造业实力入手，注重创新能力的提升。（）（单选题）
A．该说法正确 B.该说法错误
附件4
液压与气动系统回路设计或优化场次号：赛位号：液压与气动系统装调与维护赛项
附件5
液压与气动系统回路设计或优化场次号：赛位号：液压与气动系统装调与维护赛项
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