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2015年西门子杯全国大学生工业自动化挑战赛工程应用型赛项初赛样题  PAGE \* MERGEFORMAT 4 2015年西门子杯全国大学生工业自动化挑战赛 工程应用型赛项初赛样题 电梯是高层宾馆、商店、住宅、多层厂房和仓库等高层建筑不可缺少的垂直方向的交通工具。随着社会的发展，建筑物规模越来越大，楼层越来越多，对电梯的调速精度、调速范围等静态和动态特性提出了更高的要求。 目前电梯控制主要由PLC（可编程逻辑控制器）实现，现代的电梯控制除了需要满足基本的载客运货功能，还需要在保证安全的前提下，自动地、智能地制定最优的响应策略、运行速度等。 一、电梯模型介绍 1. 电梯模型 电梯模型主要包括：电梯整体（包括轿厢、电机、限位开关、急停按钮、重启按钮等等）、各个楼层按钮（上行按钮、下行按钮、指示灯等等）、电梯内部设备（轿厢开门按钮、轿厢关门按钮、指示灯等）等。电梯模型采用一列三层结构：单层高度3.1米，整体高度12.7米。如下图所示： 电梯模型由PLC全自动控制。 2. 设计参数 变量名称设计参数变量名称设计参数客梯数量1个客梯层数3层单层高度3.1 m整体高度12.7m3. 输入输出数据 （1）发往控制器的数字量数据 变量名称变量名称变量名称顶部限位开关电梯门开关轿厢门开关底部限位开关电梯门关闭传感器轿厢等待，轿厢门保持打开电梯锁定开关电梯门打开传感器按钮，前往1层检维修开关该楼层到位传感器按钮，前往2层电梯超载传感器当前运行方向，上行按钮，前往3层1层呼叫按钮，电梯上行当前运行方向，下行紧急停车按钮2层呼叫按钮，电梯上行当前处于1层紧急停车后的重新启动2层呼叫按钮，电梯下行当前处于2层轿厢门关闭传感器3层呼叫按钮，电梯下行当前处于3层轿厢门打开传感器（2）控制器输出的数字量数据 变量名称变量名称变量名称电梯电机向上运行1层呼叫按钮指示灯，电梯上行轿厢关门指示灯电梯电机向下运行2层呼叫按钮指示灯，电梯上行轿厢等待指示灯逆变器2层呼叫按钮指示灯，电梯下行前往1层指示灯快速运行3层呼叫按钮指示灯，电梯下行前往2层指示灯电梯刹车当前处于上行状态指示灯前往3层指示灯电梯超载指示灯当前处于下行状态指示灯报警蜂鸣器轿厢开门指示灯 二、控制任务 1. 基本功能 根据不同楼层客户需求，即时响应，实现自动平层、开关门、超重提示、实现上下限位，层门联锁保护等，并根据不同的需求实现合理的响应。 2. 运行（异常）状态监测 在电梯整个运行过程中，监测状态参数以及各种反馈信号等，确保电梯稳定运行。在故障情况下，制定相应的安全策略。 三、比赛要求 大赛以一个虚拟的控制工程项目为背景展开。大赛组委会作为甲方发布模糊的控制工程招标需求，各参赛队伍以乙方身份，根据甲方提出的控制任务，进行工程技术方案设计，并以甲方工程承包商的身份进入现场实施控制工程项目。大赛综合考察参赛选手系统分析能力、系统设计能力以及系统实施能力。 参赛选手在理解被控对象的基础上，完成： 1. 工程方案设计 参赛队伍向大赛组委会提交工程方案设计文件后方可参加初赛。 工程方案设计主要内容包括： （1）系统分析，包括甲方需求分析、对象特性分析、安全分析等； （2）控制系统设计，包括控制逻辑、控制回路、控制算法等的选择及理由 （3）控制系统选型，包括PLC、IO卡件、通讯网络的选择，并表达出各单元之间的信号连接； （4）控制方案经济效益分析。 工程设计文件模板参见附件1 《2015年西门子杯全国大学生工业自动化挑战赛工程应用型赛项工程设计文件》。 2. 工程现场实施 工程现场实施包括以下4部分内容： （1）在SIMATIC S7系列PLC S7-1200上完成控制算法组态；在SIMATIC WINCC上完成监控环境组态；建立PLC和WINCC之间的通讯连接； （2）自控系统调试，完成控制系统投运和控制器参数整定； （3）自控系统交工验收，向甲方提交已实施的方案，接受甲方对控制系统性能的评估。 比赛时，参赛队伍根据给定的测试案例（测试多个楼层多个客人的要求），参赛队伍按照控制任务要求，在确保电梯稳定、安全运行的前提下，实现合理响应。 四、其他 1. 样题无标准答案，鼓励各参赛队在满足赛题基本要求的???提下创新。 2. 正式比赛过程中如果对赛题存在技术问题时，经专家组讨论，提出适当的弥补措施。 3. 各参赛队对赛题有技术疑问时，在不影响公开、公正、公平原则的基础上，大赛组委会秘书处负责解释。 4. 此文件为大赛样题，正式比赛的赛题在难度，考查范围，形式与样题一致