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西门子工程设计文件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工程设计文件参赛队伍编号:_______________年月日一、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)SIMATICS7-1200使用手册及产品目录。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(电梯初始化、集选控制、开关门控制、启停控制、运行监控、错误指令消除、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SIMATICS7-上完成监控环境组态,之间的通讯连接。3、方案设计相关标准(1)GB7588-2003《电梯制造与安装安全规范》;(2)-2009《电梯安全要求第1部分:电梯基本安全要求》;(3)GB/-2013《电梯安全要求第2部分:满足电梯基本安全要求的安全参数》;(4)GB/T10058-1997《电梯技术条件》;(5)GB/T10059-1997《电梯试验方法》;(6)GB/T24474-2009《电梯乘运质量测量》;(7)GB/-2008《电梯主参数及轿厢、井道、机房的型式与尺寸第1部分:Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ类电梯》;(8)GB/-2008《电梯主参数及轿厢、井道、机房的型式与尺寸第2部分:Ⅵ类电梯》;(9)GB/-1997《电梯主参数及轿厢、井道、机房的型式与尺寸第3部分:Ⅴ类电梯》;(10)DB13/355-1998《电梯安全技术检验》;(11)DB31/T543-2011《在用电梯运行能效评价及测试方法》;(12)DB32/T2670-2014《电梯安全技术评价规范》;(13)DB62/T2451-2014《在用电梯安全评价规范》;(14)JG5009-1992《电梯操作装置、信号及附件》;(15)KSB6884-2001《电梯用安全极限开关》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)1、甲方需求分析(1)单部电梯任务根据不同楼层客户需求及时响应,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。功能描述如下:1)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,并返回准备就绪信号以确认。例如,使电梯位于基站(即一层)待命。2)集选控制集选控制是指集合呼叫信号,选择应答控制。例如,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指令信号,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选层指令信号后,停在最后一次运行的目标层待命。3)开关门控制电梯门会根据当前电梯的状态、轿厢门的状态、呼梯信号、选层信号及光幕信号状态等,合理的进行相应的响应。例如,当门未全关时,如有光幕信号,须优先响应,保持电梯门打开;当电梯平层开门后,延时关闭,且此时间可修改;在持续按住开门按钮时,电梯门延时关闭功能失效。4)启停控制根据电梯主电路完成按时间原则的启动、停止过程。当电梯平层时,需要依时间原则依次触发三级制动减速,待平层后,切断上行、下行接触器,抱闸停车。5)运行监控在运行过程中,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来判断是否进入轿厢。仅当无呼叫指令时,运行方向指示无指向。6)错误指令消除针对选层指令中可能存在的人为误操作进行相应的优化。7)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)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。当有出现异常状态时,输出信号至故障指示灯。功能描述如下:1)超载保护电梯超载时,故障指示灯闪烁,并保持开门状态,电梯不允许启动。2)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。3)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,故障指示灯常亮。如果电梯在持续开门一段时间后,尚未收到开门到位信号,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。4)运行保护为安全起见,在门区外或电梯运作中,设定电梯不能开门。(3)电梯群控针对多部多层电梯实施联合控制,满足常见不同应用场景下集群电梯的控制策略切换。一般地,至少需要考虑以下几个因素:载