西门子工业自动化挑战赛、逻辑控制,工程设计文件
西门子杯中国智能制造挑战赛
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：imjlbfce十位个位图1：电梯模型外形示意图图2：七段数码管图3：电梯模型原理示意图图4：交流双速电梯拖动系统．．．．．相连，实施自动控制。
2.设计参数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★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：PLC输出变量：。
2014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高校组工程设计文件
2014年西门子杯全国大学生工业自动化挑战赛工程设计文件工程应用型赛项高校组参赛队伍名称：XXXXXXXX参赛学校名称：XXXXXXXX年月日一、方案设计依据、范围及相关标准二、系统分析（包括甲方需求分析、对象特性分析、系统安全分析等）三、控制系统设计（包括控制逻辑、控制回路、控制算法等的选择，开机、停机等控制逻辑以流程图表达）一、控制逻辑流程图二、控制回路三、控制算法的选择双馈机组风电场控制系统采用PI控制和HCC算法。
1、PI控制算法：发电机并网时的变桨系统功率控制功率控制系统如下图所示，它由两个控制环组成外环是功率控制环，根据发电机实际功率值调整发电机的电流设定值。
内环是一个功率伺服环，它通过转子电流控制器对发电机转差率进行控制，使发电机功率跟踪功率给定值。
如果功率低于额定功率值，这一控制环将通过改变转差率，进而改变桨叶桨距角，使风轮获得大功率。
如果功率参考值是恒定的，电流参考值也是恒定的。
变滑差发电机主要控制与输出功率成正比的转子电流。
控制器向转子电流控制器发送要求电流基准值，然后实际转子电流会与基准值比较进而做相应调整，使用IGBT 作为直流开关，用转子电流控制单元的外部转子电阻的PWM 可获得转子电流。
切换频率接近3kHz，这使得平均外部电阻在0 到100%之间几乎连续可调，发电机的转差率相应地能够从0.6%（转子自身电阻）到10%（转子电阻为自身电阻与外接电阻之和）之间连续变化。
当功率变化即转子电流变化时，PI 调节器迅速调整转子电阻，使转子电流跟踪给定值，如果从主控制器传出的电流给定值是恒定的，它将保持转子电流恒定，从而使功率输出保持不变。
与此同时，发电机转差率却在作相应的调整以平衡输入功率的变化。
2、HCC算法：HCC 算法是一种人工智能算法，可用于寻找未知函数的极大值点。
该算法最基本的思想是连续地对控制对象应用一系列规则、约束，同时检验自身的输出，确保输出逐步接近极大值。
如果利用HCC 算法寻找风力发电机组的输出功率极大值，根据偏航误差角与电机功率关系来控制偏航电机动作，可精确地实现偏航控制。
2014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高校组工程设计文件
2014年西门子杯全国大学生工业自动化挑战赛工程设计文件工程应用型赛项高校组参赛队伍名称：XXXXXXXX参赛学校名称：XXXXXXXX年月日一、方案设计依据、范围及相关标准二、系统分析（包括甲方需求分析、对象特性分析、系统安全分析等）三、控制系统设计（包括控制逻辑、控制回路、控制算法等的选择，开机、停机等控制逻辑以流程图表达）一、控制逻辑流程图二、控制回路三、控制算法的选择双馈机组风电场控制系统采用PI控制和HCC算法。
1、PI控制算法：发电机并网时的变桨系统功率控制功率控制系统如下图所示，它由两个控制环组成外环是功率控制环，根据发电机实际功率值调整发电机的电流设定值。
内环是一个功率伺服环，它通过转子电流控制器对发电机转差率进行控制，使发电机功率跟踪功率给定值。
如果功率低于额定功率值，这一控制环将通过改变转差率，进而改变桨叶桨距角，使风轮获得大功率。
如果功率参考值是恒定的，电流参考值也是恒定的。
变滑差发电机主要控制与输出功率成正比的转子电流。
控制器向转子电流控制器发送要求电流基准值，然后实际转子电流会与基准值比较进而做相应调整，使用IGBT 作为直流开关，用转子电流控制单元的外部转子电阻的PWM 可获得转子电流。
切换频率接近3kHz，这使得平均外部电阻在0 到100%之间几乎连续可调，发电机的转差率相应地能够从0.6%（转子自身电阻）到10%（转子电阻为自身电阻与外接电阻之和）之间连续变化。
当功率变化即转子电流变化时，PI 调节器迅速调整转子电阻，使转子电流跟踪给定值，如果从主控制器传出的电流给定值是恒定的，它将保持转子电流恒定，从而使功率输出保持不变。
与此同时，发电机转差率却在作相应的调整以平衡输入功率的变化。
2、HCC算法：HCC 算法是一种人工智能算法，可用于寻找未知函数的极大值点。
该算法最基本的思想是连续地对控制对象应用一系列规则、约束，同时检验自身的输出，确保输出逐步接近极大值。
如果利用HCC 算法寻找风力发电机组的输出功率极大值，根据偏航误差角与电机功率关系来控制偏航电机动作，可精确地实现偏航控制。
全国大学生西门子杯工业自动化挑战赛设计开发型赛项总决赛评分规则
全国大学生西门子杯工业自动化挑战赛设计开发型赛项
总决赛评分规则
设计开发型赛项总决赛成绩满分100分，由工程现场实施与方案答辩两部分组成，分值分配如下：
一、工程现场实施评分规则
工程现场实施环节满分70分，由硬件接线、系统实现和扰动测试两部分组成，分值分配如下：
1.硬件接线规则
硬件接线比赛环节，30分钟之内，要求将PCS 7远程IO中的AI模块与SMPT-1000仪表测量输出模块进行接线，并确保通讯正常。
硬件接线成绩由裁判组给出，对线缆连接及配置（满分100分，权重0.04）、系统通讯（满分100分，权重0.06）进行打分。
具体评分规则如下：
硬件接线的详细评分依据参见《2015年全国大学生西门子杯工业自动化挑战赛设计开发型赛项硬件接线评分表》，最终以表格形式报告评分结果。
2.系统实现规则
系统实现比赛环节中要求30分钟之内，系统快速、平稳投运，在开车过程中维持各动态指标在要求范围内，系统稳定运行后保持各稳态指标在要求范围内。
系统实现成绩由自动评分系统（2015版）给出，对开车过程、控制效果、能耗产量以及稳定与安全指标进行综合打分。
评分过程由裁判组监督并确认。
具体评分规则如下：。
最新全国大学生西门子杯工业自动化挑战赛工程设计文件资料
4）运行保护
为安全起见，在门区外，系统设定不能开门。
在非检修状态，电梯运行过程中，如果连续运行了运行时间限制器规定的时间后，其中没有平层开关动作过，系统就认为检测到钢丝绳打滑故障，所以就停止轿厢的一切运行，直到断电复位或转到检修状态时，才能恢复正常运行。
3）错误指令消除
当电梯到达最远层站将要反向时，原来所有后方登记的指令全部消除。连按2次错误指令的按钮，该等级的信号就被取消。
4）开门延时/关门保护
无司机运行时，电梯到站自动开门后，延时若干时间自动关门。在关门过程中，当安装在轿厢门口的光电信号或机械保护装置探测到有人或物体在此区域时，立即重新开门。
5）待载休眠
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：
参赛学校名称：
2015年6月28日
一、方案设计依据、范围及相关标准
1、方案设计依据
（1）全国大学生西门子杯工业自动化挑战赛逻辑控制赛项高校组初赛赛题及初赛细则；
（2）六层电梯逻辑控制仿真及设备用户手册等；
（3）SIMATIC S7-1200使用手册及产品目录。
图1理想速度曲线
在系统的制动段，既要对减速度进行必要的控制，以保证舒适感，又要严格地按电梯运行的速度和距离的关系来控制，以保证平层的精度。在系统的转速降至120r/min之前，为了使两者得到兼顾，采取以加速度对时间控制为主，同时根据在每一制动距离上实际转速与理论转速的偏差来修正加速度给定曲线的方法。
2、方案设计范围
本逻辑控制功能包括：六层电梯的单部电梯基本功能（集选控制、开关门控制、错误指令消除、开门延时/关门保护、待载休眠），单部电梯运行（异常）状态监测（超载保护、终端越程保护、开关门保护、运行保护），集群电梯的群控实现等。并在SIMATIC S7-1200 PLC上完成控制算法组态及SIMATIC WINCC上完成监控环境组态，建立PLC和WINCC之间的通讯连接。
西门子杯样题
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3. 输入输出数据（1）发往控制器的数字量数据（2）控制器输出的数字量数据二、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。
2014年西门子杯全国大学生工业自动化挑战赛工程应用型
2014年西门子杯
全国大学生工业自动化挑战赛
工程设计文件
工程应用型赛项
高校组
参赛队伍名称：XXXXXXXX
参赛学校名称：XXXXXXXX
年月日
一、方案设计依据、范围及相关标准
二、系统分析（包括甲方需求分析、对象特性分析、系统安全分析等）
三、控制系统设计（包括控制逻辑、控制回路、控制算法等的选择，开机、停机等控制逻辑以流程图表达）
四、控制系统选型与系统连接
风电场的有功控制策略
风电场的优化运行"电力系统的调频需要对系统有功功率平衡进行控制,调压需要对系统无
五、实施效果
六、经济效益分析。
2014年西门子杯全国大学生工业自动化挑战赛工程创新型竞赛组 工程设计方案
2014年西门子杯全国大学生工业自动化挑战赛工程创新型竞赛组
工程设计方案
1.产品介绍
简要介绍创新产品的功能。
2.产品亮点
请为贵公司的新产品提炼出8个以内的产品亮点，展示产品的新颖性，与市场同类产品比较的创新点。
3.产品设计方案
3.1产品功能介绍（描述产品的功能的选择过程以及选择理由）
3.2产品外形设计（结合主流工业设计软件来说明产品外观设计，如
Pro/ENGINEER，SolidWorks等）
3.3工作原理介绍（建议提供设计图纸，流程图或者采用flash等多媒体形式）3.4技术实现解析（介绍如何采用LOGO控制器实现各种产品功能，包含程序流程
图，I/O列表，程序说明等）
3.5可行性测试（请提供技术指标和参数，仿真或者现场演示结果）
3.6产品使用说明（类似产品说明书，可以附件形式提交）
3.7产品成本分析（请提供产品元器件清单以及价格）
4.商业计划书
4.1市场需求分析（围绕市场中存在哪些问题，问题背后有哪些市场需求等方面展
开）
4.2市场前景预测（可以采用SWOT分析方法，建议采用权威组织或媒体的数据和
结论来佐证）
4.3产品定位（目标客户定位，产品层次定位）
4.4产品定价策略（阐述定价原则，利润比例，并阐述理由）
4.5产品销售策略（比如直销或分销，零售或者网络营销，请说明选择理由）
4.6产品推广策略（结合市场活动，以及市场预算）
5.活动收获
总结一下参加本次创新赛项的收获和心得，分享一些比较有感触的事情。