GZ067 智能节水系统设计与安装赛项正式赛卷模块B 赛题-2023年全国职业院校技能大赛赛项正式赛卷

2023年全国职业院校技能大赛高职组“智能节水系统设计与安装”模块B智能节水系统安装与运维竞赛任务书（正本）场次：工位号：智能节水系统设计与安装赛项专家组2023年9月PAGE1/12参赛选手须知：1.任务完成总分为100分，任务完成总时间为4小时。2.比赛结束后，参赛选手应立即停止操作，根据裁判要求离开比赛场地，不得逗留。3.参赛选手应遵守安全操作规程，例如：带手套、戴安全帽、工作服、工作鞋、护目镜等。4.竞赛试题包含文字及附图、附表。如出现缺页、字迹不清等，立即向裁判提出更换。5.考试结束后，比赛成绩以提交的竞赛任务书（正本）为评判依据。竞赛任务书（正本）用工位号标识，不得写上姓名或与身份有关的信息，否则成绩无效，涉及到参赛选手签字确认的框栏，应填写工位号。6.竞赛任务书中需裁判确认的部分，参赛选手须先举手示意，由裁判签字确认后有效。7.在计算机上完成的程序文件必须存储到指定的U盘中。8.工作任务由选手自由分配按时完成，但安装或调试未完成的，不得进行通电运行。9.比赛中如出现下列情况时另行扣分：（1）在完成工作任务过程中需更换的器件，经裁判检测确认不是故意损坏，由裁判长确定更换；如果确认器件正常，每更换1次器件扣3分。（2）比赛现场由于选手误操作，导致设备中的水溢出或外喷，则每次扣5分，最多扣10分。（3）因违规操作而损坏赛场设备及部件扣分标准：PLC主机、触摸屏扣10分/台，仪表及工量具、传感器等扣5分/件，其它设施及系统零部件（除螺丝、螺母、平垫、弹垫外）扣2分/个，后果严重的取消竞赛资格。（4）扰乱赛场秩序，干扰裁判的正常工作扣10分，情节严重者，经执委会批准，由裁判长宣布，取消参赛资格。（5）违规带电操作，每次扣5分，最多扣10分。（6）在完成工作任务过程中，因操作不当导致触电扣10分。（7）设备中器件自带O型密封圈的部件禁止缠绕生料带，违者每次扣2分。10.部分器件不完好状态下，禁止调试运行，否则扣5分。11.应在操作实训桌上完成的散件零件操作，严禁在地上操作，否则一次扣0.5分，最多扣3分。12.浮球液位开关调试时，必须戴胶皮手套完成。13.监控中心大屏与设备的通讯不得使用网线连接，应采用路由器WIFI连接运行。14.选手操作必须在自己工位区域内操作，不得超出警戒线，如需要到设备背面操作，需从设备左侧进入。15.系统故障排查，是从安装之始进行的。16.以上所有扣分项均须经过裁判长确认后方可扣分。

竞赛过程用电能耗记录参赛选手在竞赛过程中，需对调试阶段和运行阶段工作结束时的用电能耗进行记录，并填写“竞赛过程用电能耗记录表”，总有功电能查看操作步骤如下。

B1智能节水系统的安装参赛选手根据现场竞赛设备和任务书要求，选择相应的管件、管材和器件，根据图1系统管路、器件安装图和附录1智能节水系统设计图完成。B1-1水泵供水系统的安装连接根据图1水泵供水系统管路、器件安装图、附录1智能节水系统设计工艺图和任务书要求，利用给定的设备、管材、配件及配套工具，完成供水系统的安装，完成确认无误后，举手请裁判确认签字，并记录在表B-1水泵供水系统安装完成确认单中。图1水泵供水系统管路、器件安装图（1）整齐规范穿戴好个人劳保用品（安全帽，手套，工作服和工作鞋等）。（2）注意操作安全与安装流程，确保设备稳定无损坏。（3）管路连接规范，横平竖直，牢固。（4）橡胶软接头、过滤器、电动调节阀、数字压力表、离心泵、止回阀、电磁阀、手动阀门、振动传感器、转速传感器等设备器件的安装，要求位置正确，安装牢固且不倾斜。（5）管道、器件连接处密封不漏水渗水、不漏气。（6）量测仪表安装前应清除封口和接头处的油污和杂物。表B-1水泵供水系统安装完成确认单选手签工位号1自吸泵管路安装完成2电动调节阀安装3电磁阀安装4数字压力表安装5橡胶软接头安装6温度传感器安装7多级离心泵管路安装完成8手动活接球阀安装9Y型过滤器安装10电动调节阀安装11电磁阀安装12橡胶软接头安装13数字压力表安装14温度传感器安装15振动传感器安装16止回阀安装17清除污物和杂质B1-2过滤施肥系统的安装连接根据图2过滤施肥系统管路、器件安装图、附录1智能节水系统设计工艺图和任务书要求，利用给定的设备、管材、配件及配套工具，完成过滤施肥系统的安装，完成确认无误后，举手请裁判确认签字，并记录在表B-2过滤施肥系统安装完成确认单中。图2过滤施肥系统管路、器件安装图具体要求：（1）整齐规范穿戴好个人劳保用品（安全帽，手套，工作服和工作鞋等）。（2）注意操作安全与安装流程，确保设备稳定无损坏。（3）管路连接规范，横平竖直，牢固。（4）离心过滤器、过滤器、管道过滤器、电动调节阀、持压阀、数字压力表、超声波流量计（表头朝正上方）、止回阀、手动阀门、施肥器、pH传感器、电导率传感器等设备器件安装，要求位置正确，安装牢固且不倾斜。（5）管道、器件连接处密封不漏水渗水、不漏气。（6）量测仪表安装前应清除封口和接头处的油污和杂物。表B-2过滤施肥系统安装完成确认单序号项目选手签工位号裁判签字1主体管路安装2手动阀门安装3电磁阀安装4数字压力表安装5超声波流量计安装6持压阀安装7Y型过滤器安装8离心过滤器安装9过滤器安装□是□否10管道过滤器安装□是□否11排气阀安装£是□否12清除污物和杂质£是□否13施肥器安装□是□否14PH传感器安装□是□否15回水管路安装□是□否16离心过滤器及回水管排水管路安装□是□否B1-3田间灌溉系统的安装连接图3田间灌溉系统管路、器件安装图（1）整齐规范穿戴好个人劳保用品（安全帽，手套，工作服和工作鞋等）。表B-3微喷头选型、安装间距和数量参照表1倒挂：框架式微喷头均等分32倒挂：十字雾化微喷头均等分33可调式微喷头均等分3表B-4田间灌溉系统安装完成确认单1进水管路安装□是□否2电磁阀门安装□是□否3排气阀安装□是□否4调压阀安装□是□否5数字压力表安装□是□否6土壤多参数传感器安装□是□否7移动喷灌系统安装□是□否8微喷灌系统安装□是□否9滴灌系统安装□是□否10渗灌系统安装□是□否B2电气线路的连接根据附录1智能节水系统设计工艺图、附录2电气原理图、附录3系统网络架构图和任务书要求，完成节水系统动力线路、电动调节阀、电磁阀线路、传感器线路和通讯系统线路等的接，严禁带电连接线路,完成确认无误后，举手请裁判确认签字，并记录在表B-5电气线路的连接完成确认单中。B2-1动力线路的连接B2-2传感器线路的连接（2）pH传感器线路的连接（3）电导率传感器线路的连接（4）超声波水表传感器线路的连接（5）土壤多参数传感器线路的连接（6）大气四合一传感器线路的连接（7）液位传感器线路的连接（8）温度传感器线路的连接（9）转速传感器线路的连接（10）振动传感器线路的连接B2-3电气控制及通讯线路的连接参赛选手根据附录2和附录3，完成PLC及其外围线路的连接，完成PLC、触摸屏以及PC机之间的通讯电缆连接。具体要求：（1）连接接线两端均使用管型端子可靠压接。（2）接线端子必须套有号码管，号码用记号笔手写，且字迹清晰无涂改。（3）正确区分导线颜色，不可错用。（4）走线工艺应工整，线束不凌乱，接线应放入线槽内。表B-5电气线路的连接完成确认单1多级离心泵线路的连接□是□否2自吸泵线路的连接□是□否3潜水泵线路的连接□是□否4电磁阀线路连接□是□否5电动调节阀线路连接□是□否6航空插头线路连接□是□否7系统总电源线的连接□是□否8数字压力表线路的连接□是□否9pH传感器线路的连接□是□否10电导率传感器线路的连接□是□否11超声波水表传感器线路的连接□是□否12土壤多参数传感器线路的连接□是□否13大气四合一传感器线路的连接□是□否14液位传感器线路的连接□是□否15温度传感器线路的连接□是□否16转速传感器线路的连接□是□否17振动传感器线路的连接□是□否18PLC及其外围线路的连接□是□否19通讯线路的连接□是□否B3仪表参数的设置根据任务书的要求，取下警告标志，上电并完成电机调速器、电动调节球阀、物位仪、超声波流量计、变频器、电导率和触摸屏等器件的参数设置以及PLC端口定义表的填写。B3-1电机调速器参数设置：根据任务要求设置施肥罐电机调速器参数，以确保能够通过PLC模拟量输出信号来控制电机的转速。具体的参数码修改值，参照下表：表B-6参数码修改值明细表1F-01显示内容显示实际转速2F-02倍率设定显示实际转速3F-06调速方式面板旋钮调速4确认签字选手签工位号：裁判签字：B3-2电动调节球阀参数设置表B-7参数设置明细表1控制通道4To20mA2采样周期0.2s3控制方向正作用4无控制命令设置保持当前阀门开度5死区设置0.5%6确认签字选手签工位号：裁判签字：B3-3物位仪参数设置对超声波物位仪的工作模式进行设置，以用户身份将安装高度设置在仪表中，以实现液位的精准测量。要求在静止的状态下，触摸屏上的监测液位与液位标尺的实际读数之间的差距小于2mm。表B-8参数设置明细表1安装高度2高度单位m3仪表设置以用户身份4水箱液体高度实测5液体体积（L）确认签字选手签工位号：裁判签字：B3-4pH仪的设置与标定（1）将在线pH仪通电预热30min，预热前和结束后，举手示意裁判，记录开始和结束时间并签字。（2）配制pH值分别为6.86和9.18的标准缓冲液，待用。（3）将在线pH仪的运行参数按表B-9设置。表B-9在线pH仪的运行参数设置表1测量模式（Mode）酸碱度（pH）2测温方式（Temperature）自动测温（ATC）3报警设置Relay-1打开功能（AUTO），低位报警（LO）,限值为7.5，迟滞值为0.24Relay-2关闭功能（OFF）5电流输出（Current）打开功能（AUTO），4mA对应0pH,20mA对应14pH。确认签字选手签工位号：裁判签字：（4）完成在线pH仪的标定与回测，并将电极挂于水箱角落。注意：尾部出线处严谨浸入液体中。（5）按要求填写在线pH仪标定操作过程记录表（表B-10）。表B-10在线pH仪标定操作过程记录表pH仪标定起：止：确认签字选手签工位号：裁判签字：B3-5变频器参数设置首先按照电机铭牌上的参数正确设置变频器中相应的额定电压、额定电流、额定功率、额定频率、额定频率等参数，其次设置变频器模拟量输入类型及外部端子启停变频器的端子定义。以确保能够通过PLC模拟量输出信号来控制多级泵的转速。具体的参数代码及修改值，参照下表：表B-11变频器参数码修改值明细表1P1上限频率（Hz）2P7加速时间403P8减速时间404P79运行模式05P80电机容量6P82电机额定电流7P83电机额定电压8P84电机额定频率9P182RH端子功能选择410确认签字选手签工位号：裁判签字：B3-6触摸屏设置根据触摸屏工程中的本地IP地址，完成触摸屏实际IP地址的设置，以实现触摸屏与PLC的正常通讯，其次设置触摸屏日期时间与当前实际时间一致。表B-12触摸屏设置1工程中本地IP地址为2日期设置2023-9-263时间设置跟监控中心时间一致4确认签字选手签工位号：裁判签字：B3-7电导率仪表设置根据传感器电极标号，完成电导率仪表常数参数的设置，已知传感器量程为0~20ms/cm。表B-13电导率仪表参数设置1电导池类型选择2电导池常数输入从传感器标签上读取3单位选择μs/cm44mA对应值设置520mA对应值设置6确认签字选手签工位号：裁判签字：B3-8PLC端口定义表的填写表B-14PLC端口定义表多级离心泵运行状态变频器启停控制自吸离心泵运行状态自吸离心泵控制潜水泵运行状态潜水泵控制回流泵运行状态回流泵控制自吸泵支路电磁阀状态自吸泵支路电磁阀控制多级离心泵泵前压力变频器控制多级离心泵泵后压力自吸泵支路调节阀控制自吸离心泵泵前压力多级泵支路调节阀控制自吸离心泵泵后压力潜水泵支路调节阀控制潜水泵支路压力调速搅拌电机B4智能节水系统的调试根据任务书的要求，完成程序设计、工程下载、管道试漏、器件调试、故障排除、运行参数调整、数据记录和相关曲线绘制等操作。B4-1PLC控制程序设计打开U盘考试程序文件夹，在提供的系统程序中，完成子程序“节水系统调试平台”的“程序段6”、子程序“田间大棚环境监测智能控制运行”的“程序段1”、子程序“智能节水系统调压运行”的“程序段5”三段程序的编写。将完成程序转换为A4、PDF文档，将程序作者填写为“场次-工位-程序段”，PDF文档中不要出现其他程序段，最终将三个程序段合并至一个PDF文档中，PDF文档命名为“场次-工位-题号”，保存到U盘中。然后将完善保存后的程序下载到PLC中。表B-15PLC程序放弃操作记录表1无法完成程序，放弃1□2□3□2无法完成程序下载放弃□B4-2水泵运行调试（1）水泵管路系统启动前的准备。（2）安装顺序依次启动多级离心泵管路系统，自吸泵管路系统，潜水泵管路系统，回流泵管路系统。（3）通水后，检查设备是否正常，如有问题，停止运行，调整完成再启动。（4）记录运行数据。（5）关闭水泵。（6）填写水泵运行调试记录表B-16和读数记录表B-17。表B-16水泵泵运行调试记录表1启动多级离心泵□是□否2电磁阀正常控制□是□否3电动调节阀正常控制□是□否4变频器频率正常控制□是□否5超声波流量计正常记录□是□否6管路系统的是否漏水□是□否7完成管路系统的漏水维修□是□否8完成运行，并关闭□是□否9完成自吸泵灌水□是□否10启动自吸泵□是□否11电磁阀正常控制□是□否12电动调节阀正常控制□是□否13超声波流量计正常记录□是□否14管路系统的是否漏水□是□否15完成管路系统的漏水维修□是□否16完成运行，并关闭□是□否17启动自吸泵□是□否18电磁阀正常控制□是□否19电动调节阀正常控制□是□否20超声波流量计正常记录□是□否21管路系统的是否漏水□是□否22完成管路系统的漏水维修□是□否23完成运行，并关闭□是□否24调试顺序多级离心泵-自吸泵-潜水泵□是□否25启动回流泵□是□否26手阀打开□是□否表B-17读数记录表1多级离心泵供水系统电动调节阀开度大小2泵前数字压力表数值3泵后数字压力表数值4超声波流量计数值5泵温度数值6泵转速数值7泵振动数值8自吸泵供水系统电动调节阀开度大小9泵前数字压力表数值10泵后数字压力表数值11超声波流量计数值12泵温度数值13潜水泵供水系统电动调节阀开度大小14泵后数字压力表数值15超声波流量计数值16确认签字选手签工位号：裁判签字：B4-3首部系统调试（1）水泵调试完成的基础上启动首部系统调试实训平台。（2）检查闸阀状态。（3）检查管路、设备密闭性，如有漏水，则停止运行，调整完成再试。（4）关闭该平台。（5）填写首部系统调试记录表B-18。表B-18首部系统调试记录表1启动“首部系统调试”平台□是□否2手阀切换□是□否3系统通水启动□是□否4系统通水运行□是□否5过滤器检查□是□否6水肥一体化装置检查□是□否7各项仪表检查□是□否8关闭“首部系统调试”平台□是□否B4-4田间灌溉系统承压调试（1）水泵调试及首部系统调试完成的基础上，启动节水系统调试平台。（2）检查管道系统的密闭性，冲洗管道，依次为滴灌、渗灌、微喷灌。（3）按照0.12Mpa稳压运行。（4）按照1:180调节水肥比例。（5）轮灌组切换，依次为微喷灌、滴灌、渗灌各1.5min。（6）检查灌水器是否正常，如有问题更换。（7）填写节水系统调试记录表B-19。（8）结束完成后界面截图为.jpg格式保存到U盘中，命名为场次+工位号+题号。表B-19节水系统调试记录表1启动“节水灌溉系统调试”平台□是□否2开启多级离心泵支路电磁阀□是□否3开启多级离心泵支路电动调节阀□是□否4设置灌溉压力设定值：（）米□是□否5平台界面中点击一键启动多级离心泵启停按钮，系统通水□是□否6滴灌管道冲洗操作□是□否7渗灌管道冲洗操作□是□否8微喷灌管道冲洗操作□是□否9承压运行操作□是□否10施肥比例调节□是□否11轮灌组自动切换□是□否12管路系统检查£是□否13仪表工作状态检查□是□否14灌水器工作状态检查□是□否15关闭“节水灌溉系统调试”平台□是□否B4-5其它部件调试根据任务书要求完成其它部件的调试任务。表B-20其它部件调试记录表1施肥罐浮球开关调试£是£否2集水箱浮球开关调试£是£否3前顶天窗调试£是£否4后顶天窗调试£是£否5排气扇调试£是£否6电动圈帘调试£是£否7上层田间调光灯调试£是£否8中层田间日光灯调试£是£否9下层田间日光灯调试£是£否10移动喷淋调试£是£否B4-6系统故障排查通过系统调试，发现节水系统出现运行不正常，通过所掌握的技能知识，找出五处故障点，选手自己排除故障，完成调试，并填写系统维护日常记录单和放弃表B-21。表B-21系统维护日常记录单及放弃记录表故障一故障二故障三故障四故障五B5智能节水系统的运行与监控B5-1水泵温度监控1.水泵温度自动报警（1）开启进水阀门。进入“水泵温度监控”运行界面。（2）设定温度报警值为“环境温度”+10℃。（3）开启自吸泵，持续时间不限，直到报警为止。（4）温度报警后以“20%”开度间隔梯度开启电动调节阀至全开（时间间隔10s以上有效），全开后持续时间不限直到报警消失为止。（5）梯度关闭电动调节阀至全闭后，关闭自吸泵。（6）将运行结束后的界面以.jpg格式保存到U盘中，并命名为“场次-工位-B5-1-1”。（7）完成后，填写水泵温度自动报警操作完成情况确认单表B5-1。表B5-1水泵温度自动报警操作完成情况确认单1环境温度值2报警温度值3水泵温度报警开始时间4水泵温度报警结束时间5梯度开阀20%开度时间6梯度开阀40%开度时间7梯度开阀60%开度时间8梯度开阀80%开度时间9梯度开阀100%开度时间10梯度关阀80%开度时间11梯度关阀60%开度时间12梯度关阀40%开度时间13梯度关阀20%开度时间14梯度关阀0%开度时间15是否完成£是£否2.自吸泵闭闸启动（1）开启进水阀门。再次重新进入“水泵温度监控”运行界面。（2）开启自吸离心泵至压力稳定。（3）压力稳定后以“20%”开度间隔缓慢开启电动调节阀至全开（时间间隔10s以上有效），全开状态持续时间不小于1min。（4）缓慢关闭阀门至全闭后，关闭离心泵。（5）将运行结束后的界面以.jpg格式保存到U盘中，并命名为“场次-工位-B5-1-2”。（6）完成后，填写自吸离心泵闭闸启动操作完成情况确认单表B-23。表B5-2自吸离心泵闭闸启动操作完成情况确认单12稳定压力值3闭闸启泵20%开度时间4闭闸启泵40%开度时间5闭闸启泵60%开度时间6闭闸启泵80%开度时间7闭闸启泵100%开度时间8调节阀全开状态开始时间9调节阀全开状态结束时间10闭闸停泵80%开度时间11闭闸停泵60%开度时间12闭闸停泵40%开度时间13闭闸停泵20%开度时间14闭闸停泵0%开度时间15B5-2水泵性能曲线绘制与工况分析1.完成水泵性能曲线绘制（1）正确开闭手阀，为水泵性能曲线绘制作好准备。（2）通过主控窗口点击“水泵性能曲线绘制”按钮，进入“水泵性能曲线绘制”窗口，启动水泵性能曲线绘制平台。（3）设置变频器频率，打开“电磁阀”，启动变频器给系统供水运行。（4）点击“多级离心泵支路调节阀开度”数显框右侧的“”，弹出调节阀开度选择项。在开度选项下拉菜单中选择“15%开度”，调节阀会开至15%的开度，观察“多级离心泵流量”和“多级离心泵扬程”数显框中的流量和扬程数值，当数值相对稳定时点击左侧曲线下方的“取点并连线”按钮，取点连线并记录数据。（5）参照步骤（4）依次选择20%、25%、30%、35%、40%、45%、50%、55%、60%、65%、70%、75%、80%、85%、90%的开度，每个开度均需在数值相对稳定时点击左侧曲线下方的“取点并连线”按钮，绘制曲线并保存数据。（6）将运行结束后的界面以.jpg格式保存到U盘中，并命名为“场次-工位-B5-2-1”。（7）观察分析数据，选择稳定工况数据，列入表B-24。表B5-3水泵性能曲线稳定工况数据表用稳定工况数据绘制离心泵性能曲线（Q-H）。打开U盘中的“H-Q数据处理模版”，将工况数据表中的数据填入模版中对应的表格种，得出“离心泵性能曲线（Q-H）”，将完成的“离心泵性能曲线（Q-H）”以.jpg格式保存到U盘中，并保存命名为“场次-工位-B5-2-2”。2.工况分析已知离心泵在阀门全开的状态下，正常运行工况：Q=18L/s，H=13m；某一天开始，工况发生变化：Q=12L/s，分析可能存在的问题。表B5-4离心泵性能曲线绘制完成确认单1完成稳定工况数据表的填写£是£否2完成离心泵性能曲线绘制£是£否3工况分析（简要解答在本栏中）：答：B5-3节水系统调压运行根据任务要求，管道在一定压力下运行（微喷灌压力值15米、滴灌压力10米、渗灌值5米），不漏水。若有漏水，进行调试，直到不漏水为止。进入“智能节水系统调压运行”界面，根据要求，离心泵自动闭闸启动，梯度开启电动调节阀，向系统供水。设定智能节水系统中微喷灌、滴灌、渗灌的启动时间点为当下北京时间（由考场计时器获得）、运行时长（设定各2分钟），水源系统的水泵自动启动供水及自动调节变频器频率来满足不同灌溉状态的水量要求，完成自动控制运行。运行结束后将“运行结果界面”以.jpg格式保存到U盘中，并保存命名为“场次-工位-B5-3”。表B5-5节水系统调压运行记录表1启动平台2启动水泵3压力调节4密封性检查5滴灌稳压运行6微喷灌稳压运行7渗灌稳压运行B5-4节水系统智能控制运行1.肥料配制