2015年全国大学生西门子杯工业自动化挑战赛--ITEM2逻辑控制赛项工程设拓梦者队计文件剖析.docVIP

2015年全国大学生西门子杯工业自动化挑战赛工程设计文件 ITEM2 逻辑控制赛项 参赛队伍名称：机电拓梦者队 参赛学校名称：北京联合大学 2015 年 8月20日 一、方案设计依据、范围及相关标准 1.1方案设计依据 2015年全国大学生西门子杯工业自动化挑战赛工程应用型赛项高校组初赛赛题及初赛细则 六层电梯仿真设备用户手册 SIMATIC PCS7 使用手册及产品目录 1.2设计范围 本设计包括：自动平层、开关门上下限位，层门联锁保护二、系统分析 2.1甲方需求分析 2.1.1电梯群控 针对3部多层电梯实施联合控制，满足常见不同应用场合下集群电梯的控制策略切换。具体来讲，需要考虑三方面因素： 乘客平均候梯时间； 乘客平均乘梯时间； 系统整体能耗。 2.1.2 WINCC监控画面 要求能够实现对电梯运行状况的实时监控，所需包含的内容有： 整个电梯系统当前状态，包含故障、风扇、照明状态指示，以及关键传感器信号状态指示； 当前电梯运行方向及所在楼层； 当前呼叫情况汇总，包括各楼层呼梯信号、轿厢内选层信号。 2.1.3 单部电梯基本功能 根据不同楼层客户需求时响应，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。具体地，应如下功能： 电梯初始化 比赛开始时，电梯模型会给出自动运行信号，示意比赛开始，控制程序需要在收到该信号后，进行必要的初始化工作，完成后返回准备就绪信号以确认。 集选控制 电梯在运行过程中可以应答同一方向所有层站呼梯信号和轿厢内的选层信号，并自动在这些信号指定的层站平层停靠。电梯运行响应完所有呼梯信号和指令信号后，停在最后一次运行的目标层待命。 开关门控制 电梯门会根据当前电梯的状态、轿厢门的状态、呼信号、选层信号及光幕信号状态等，合理的进行相应的响应。 启停控制 电梯主路启动、停止。 运行控制 在运行过程中，需要始终对当前运行方向、当前楼层（采用七段数码管显示）进行实时监控与显示。通常，乘客会根据当前电梯运行方向及电梯门是否打开进行判断后上车。仅当无呼叫指令时，运行方向指示无指向。 错误指令消除 当电梯到达最远层站将要反向时，原有登记的指令全部消除。连按两次指令的按钮，该信号就被取消。 待载休眠 电梯无指令时或外登记超过一段时间后，轿厢内照明、风扇自动断电。但在接到指令或召唤信号后，又会自动重新上电投入使用。 2单部电梯运行（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。具体地，应如下功能： 超载保护 电梯超载时，，并保持开门状态，不允许起动。 终端越程保护 电梯的上下终端都装有终端减速开关、终端限位开关，以保证电梯不会越程。 开关门保护 如果电梯持续关门一段时间后，尚未使门锁闭合，电梯就会转换成开门状态 如果电梯在持续开门一段时间后，尚未收到开门限位信号，电梯就会变成关门状态，并在门关闭后，响应下一个召唤和指令。 运行保护 为安全起见，在门区外，系统设定不能开门。层结构 图1 层3d模型 图2电梯模型原理示意图 图3交流双速拖动系统 电梯模型中各IO参数均可与PLC通过现场总线相连，实施自动控制。 电梯共需要89个数字量输入，95个数字量输出。通讯需要占用2个字节，IO输入输出需要占用6个字节控制电梯的运行具体的输入输出数据如下表1，表2所示。 表1数字量输入信号 分类 变量说明 数量 呼梯信号 1-6层站轿内指令登记按钮 18 1-5层站上行呼叫按钮 5 2-6层站下行呼叫按钮 5 控制信号 轿厢内开门按钮 3 轿厢内关门按钮 3 开门到位 3 关门到位 3 红外光幕信号 3 超重感应器 3 轿门锁开关 3 1-6层站门锁开关 18 上平层传感器 3 下平层传感器 3 上端站强迫换速开关（第一限位） 3 下端站强迫换速开关 3 上端站越位控制开关（第二限位） 3 下端站越位控制开关 3 检修开关 3 启动信号 自动运行信号 1 合计 89 表2 数字量输出信号 分类 变量说明 数量 内选、外召唤指示信号 1-6层站轿内指令登记灯 18 1-5层站上行呼叫按钮登记灯 5 2-6层站上行呼叫按钮登记灯 5 层楼信号显示 七段数码管输出信号 21 上行指示信号 3 下行指示信号 3 控制信号 曳引电机启动信号 3 上行方向接触器 3 下行方向接触器 3 开门继电器 3 关门继电器 3 电梯高速运行 3 电梯低速运行 3