西门子杯中国智能制造挑战赛.docx

2017 年“西门子杯”中国智能制造挑战赛 （原全国大学生工业自动化挑战赛） 逻辑控制 设计开发赛项 决赛赛题一、 被控对象描述 1. 对象模型 电梯三维模型主要包括：电梯整体（包括轿厢、电机、限位开关，等）、各个楼层按钮（上下行呼梯按 钮及指示灯，等）、电梯内部设备（轿厢开关门按钮、轿厢选层按钮及指示灯，等），等等。电梯模型采用 六部十层结构，其外形及示意图如下所示： ha h a mngbi f m n g b kdl j e c k d 十位 个位 图 1：电梯模型外形示意图 图 2：七段数码管 曳引电动机 曳引电动机 引导轮 上端站第二限位 上端站第一限位 10 轿厢 轿厢 上平层传感器 下平层传感器 轿厢关门到位 9 轿厢门驱动电机 轿厢开门到位 … 2 基站 1 下端站第一限位 下端站第二限位 图 3：电梯模型原理示意图 图 4：交流双速电梯拖动系统 符号 含义 符号 含义 JXK 电机启动信号 SK 上行接触器 1K 1 级制动减速 XK 下行接触器 2K 2 级制动减速 KK 高速运行 3K 3 级制动减速 MK 低速运行 YA 抱闸 电梯模型中各IO 参数均可与PLC 通过工．业．以．太．网．相连，实施自动控制。 2. 设计参数 名称 设计参数 名称 设计参数 客梯数量 6 部 客梯层数 10 层 3. 单部载重 IO 变量及相对地址列表 1050kg （见附录） 单部定员 14 人 二、 任务要求及评分细则 任务要求 针对电梯控制，参赛队需完成： 控制方案的实施及调试。包含 PLC 硬件组态及控制程序实施， WINCC 监控画面组态及实施， PLC 与 WINCC 之间的通信连接，以及系统调试、投运。 实现电梯的自动控制，及时响应不同楼层的客户召唤请求。包括电梯启停、平层、开关门、故障提 示及上下限位保护等。 评分细则 序号 评分项 具体要求 分值 说明 电梯模型会给出自动运行信号（脉冲信号）示意比赛开始，控制程序 1 电梯初始化 需要在收到该信号后，进行初始化工作，完成初始化后须返回准备就绪信号（长信号）以确认。具体目标是：使4．号．梯．停在十．层．，其．它．梯． 9 采样评分 停在基．站．。准备就绪即意味着电梯可以正常运行载客。 1） 在电梯停止时，当进入轿厢人数达到 14 人/1050kg时（超重信号）， 电梯不关门，满载指示灯亮起并提示故障指示；当超重信号消失 2 操作检查 时，满载指示及故障指示灯均灭掉。 2） 当电梯在关门过程中，检测到光幕信号动作时，门须反转开门直 7 到开门到位； 3） 电梯在运行过程中或是在门区外，则开门按钮无效。 3 载客量 评分期间，所运输的乘客的总数量。当乘客成功到达目的地时才进行 统计。该指标越大越好。 84 1） 乘客平均候梯时间：该指标越小越好。 2） 乘客长时间候梯率：候梯时间超过 60s 的乘客数量占总乘客数的 4 群控指标 比例。该指标越小越好。 3） 乘客平均乘梯时间：该指标越小越好。 0 不计入分 数统计★ 4） 电梯运行总距离：所有电梯的运行距离之和。该指标越小越好。 5） 系统启停总次数：所有电梯启停的次数之和。该指标越小越好。 5 强制换速功能 通过井道内设置的端站强制换速开关（第 1 限位），实现在端站固定 位置的强迫换速（须以低速运行）。 2 6 终端越程保护 通过井道内设置的端站限位开关（第 2 限位），当其动作后，电梯应 紧急停止并仅能向相反方向运行。 2 7 反向登陆检查 禁止反向登陆，即，如电梯上行过程中超过了三层，则三层以下的选 层按钮均禁止响应。 3 采样评分， 1） 运行过程中，需要始终对当前运行方向、当前楼层（采用七段数 扣分项▼ 码管显示）进行实时监控与显示。 8 运行监控 2） 乘客会根据当前电梯运行方向及电梯状态来判断是否上车，当．没． 3 有．运．行．方．向．指．向．信．号．时．，．乘．客．是．不．会．上．车．的．。因此，仅当无任何 召唤信号时，运行方向指示无指向。 9 互锁控制 上下行、快慢速和开关门信号需要实现PLC 程序的电气互锁。 3 ★说明：当自动评分成绩相同时，群控指标1-5 项作为参考指标进行比较，用以确定名次的先后顺序。这五项指标，其评价优先级按照从高到低的顺序依次是：乘客平均候梯时间 > 乘客长时间候梯率 > 乘客平均乘梯时间 > 电梯运行总距离 > 系统启停总次数。 ▼扣分项说明：当实现该功能时，得分为 0 分；当该功能未实现或实现有误时，得分为负分。 附录：电梯仿真对象 IO 列表 PLC 输入变量： 序号 位号 1 层上行呼梯按钮I+ 1 层上行呼梯按钮 I+ 1.0 1 层上行呼梯按钮指示灯 Q+ 2.0 2 层上行呼梯按钮 I+ 1.1 2 层上行呼梯按钮指示灯 Q+ 2.1 3 层上行