工业大学广州-工业大学广州
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：
< br>h
m
i
f
a
b
n
g
l
图
1
：电梯模型外形示意图
曳引电动机
k
十位<
/p>
j
e
d
个位
c
引导轮
上端站第二限位
上端站第一限位
图
2
：七段数码管
10
9
轿厢
上平层传感器
< br>下平层传感器
轿厢
轿厢关门到位
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
JXK
1K
2K
3K
YA
含义
电机启动信号
1
级制动减速
2
级制动减速
3
级制动减速
抱闸
符号
SK
XK
KK
MK
含义
上行接触器
下行接触器
高速运行
低速运行
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
客梯数量
单部载重
设计参数
6
部
1050kg
名称
客梯层数
单部定员
设计参数
10
层
14
人
3.
IO
变量及相对地址列表
（
见附录
）
二、
任务要求及评分细则
1.
任务要求
针对电梯控制，参赛队需完成：
1
）
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。
2
）
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。
2.
评分细则
序号
评分项
具体要求
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
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
电梯初始化
绪
信号（长信号）以确认。具体目标是：使
4
号梯
停在十
< p>层，其它
梯
．
．．
．
．
．．
．
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
/1050 kg
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
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。
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。
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
6
7
强制换速
功能
终端越程
保护
反向登陆
检查
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）
。
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。
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。
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
8
运行监控
码管显示）进行实时监控与显示。
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
．．
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
3
2
2
3
不计入分
0
数统计
★
分值
说明
9
采样评分
7
84
采样评分，
扣分项
▼
★
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
< p>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
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
位号
PLC
输出变量：
位号
(
相对
)
地址
(
相对
)
地址
1
层上行呼梯按钮
2
层上行呼梯按钮
3
层上行呼梯按钮
4
层上行呼梯按钮
5
层上行呼梯按钮
6
层上行呼梯按钮
7
层上行呼梯按钮
8
层上行呼梯按钮
9
层上行呼梯按钮
2
层下行呼梯按钮
3
层下行呼梯按钮
4
层下行呼梯按钮
5
层下行呼梯按钮
6
层下行呼梯按钮
7
层下行呼梯按钮
8
层下行呼梯按钮
9
层下行呼梯按钮
10
层下行呼梯按钮
1
号梯轿内选层按钮
1
1
号梯轿内选层按钮
2
1
号梯轿内选层按钮
3
1
号梯轿内选层按钮
4
1
号梯轿内选层按钮
5
1
号梯轿内选层按钮
6
1
号梯轿内选层按钮
7
1
号梯轿内选层按钮
8
1
号梯轿内选层按钮
9
1
号梯轿内选层按钮
10
1
号梯轿内开门按钮
1
号梯轿内关门按钮
1
号梯光幕信号
1
号梯超重信号
1
号梯检修信号
1
号梯轿厢门锁信号
1
号梯
1
楼层门锁信号
1
号梯
2
楼层门锁信号
1
号梯
3
楼层门锁信号
1
号梯
4
楼层门锁信号
I+ 1.0
I+ 1.1
I+ 1.2
I+ 1.3
I+ 1.4
I+ 1.5
I+ 1.6
I+ 1.7
I+ 2.0
I+ 2.1
I+ 2.2
I+ 2.3
I+ 2.4
I+ 2.5
I+ 2.6
I+ 2.7
I+ 3.0
I+ 3.1
I+ 3.2
I+ 3.3
I+ 3.4
I+ 3.5
I+ 3.6
I+ 3.7
I+ 4.0
I+ 4.1
I+ 4.2
I+ 4.3
I+ 4.4
I+ 4.5
I+ 4.6
I+ 4.7
I+ 5.0
I+ 5.1
I+ 5.2
I+ 5.3
I+ 5.4
I+ 5.5
1
层上行呼梯按钮指示灯
2
层上行呼梯按钮指示灯
3
层上行呼梯按钮指示灯
4
层上行呼梯按钮指示灯
5
层上行呼梯按钮指示灯
6
层上行呼梯按钮指示灯
7
层上行呼梯按钮指示灯
8
层上行呼梯按钮指示灯
9
层上行呼梯按钮指示灯
2
层下行呼梯按钮指示灯
3
层下行呼梯按钮指示灯
4
层下行呼梯按钮指示灯
5
层下行呼梯按钮指示灯
6
层下行呼梯按钮指示灯
7
层下行呼梯按钮指示灯
8
层下行呼梯按钮指示灯
9
层下行呼梯按钮指示灯
10
层下行呼梯按钮指示灯
1
号梯
1
层按钮指示灯
1
号梯
2
层按钮指示灯
1
号梯
3
层按钮指示灯
1
号梯
4
层按钮指示灯
1
号梯
5
层按钮指示灯
1
号梯
6
层按钮指示灯
1
号梯
7
层按钮指示灯
1
号梯
8
层按钮指示灯
1
号梯
9
层按钮指示灯
1
号梯
10
层按钮指示灯
1
号梯
LEDa
1
号梯
LEDb
1
号梯
LEDc
1
号梯
LEDd
1
号梯
LEDe
1
号梯
LEDf
1
号梯
LEDg
1
号梯
LEDh
1
号梯
LEDi
1
号梯
LEDj
Q+ 2.0
Q+ 2.1
Q+ 2.2
Q+ 2.3
Q+ 2.4
Q+ 2.5
Q+ 2.6
Q+ 2.7
Q+ 3.0
Q+ 3.1
Q+ 3.2
Q+ 3.3
Q+ 3.4
Q+ 3.5
Q+ 3.6
Q+ 3.7
Q+ 4.0
Q+ 4.1
Q+ 4.2
Q+ 4.3
Q+ 4.4
Q+ 4.5
Q+ 4.6
Q+ 4.7
Q+ 5.0
Q+ 5.1
Q+ 5.2
Q+ 5.3
Q+ 5.4
Q+ 5.5
Q+ 5.6
Q+ 5.7
Q+ 6.0
Q+ 6.1
Q+ 6.2
Q+ 6.3
Q+ 6.4
Q+ 6.5