全国大学生西门子杯工业自动化挑战赛ITEM逻辑控制赛项样题高校组
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。
2016年全国大学生西门子杯工业自动化挑战赛ITEM1过程控制赛项样题 高校组
2016年全国大学生西门子杯工业自动化挑战赛ITEM 1 过程控制赛项样题本样题是为了让参赛队伍了解2016年过程控制赛项的工艺对象及控制要求。
参赛队伍根据本样题的要求进行仪表及控制系统的初步设计。
在仿真对象发布后，具体物性参数、工艺参数、设备参数将给出，再进行详细设计，并提供上机练习调试。
在完成基本控制设计的基础上，提倡从生产优化、节能、安全等多角度进行方案设计与实施。
在正式比赛时，将得到一份正式赛题。
正式赛题与样题在物性参数、工艺参数、设备参数、对象特性、控制要求、评分考查点及扰动类型等方面会有10-30%的差异。
一、工艺描述某反应工艺过程如下图所示：该反应过程是原料A与原料B，在催化剂C的作用下，生成主产物D和副产物E的过程。
反应方程式如下所示：主反应：2A + B —＞D副反应：A + B —＞ E其中，主反应生成物D是所需产品，而副反应生成物E是杂质。
主副反应均为强放热反应。
为了获得较高转化率，采用A物料过量的工艺。
成品转化率计算公式为D / B * 100%。
正常工况时的工艺过程如下：物料A与物料B分别由A进料泵、B进料泵输送进入混合罐V101（立式圆罐）内混合。
混合物料经预热器E101升温后，进入反应器R101进行反应，反应所需的催化剂C由催化剂输送泵P103从反应器顶部加入。
在反应过程中，反应放热强烈，因此R101需要使用夹套用冷却水进行冷却。
反应温度、停留时间、反应物料浓度及混合配比最终影响产品D的转化率。
反应体系气相压力对温度敏感，在冷却失效产生的高温条件下，过高的气相压力将使反应器有爆炸的风险。
因此，在反应器顶部设一路抑制剂。
当反应压力过高危及安全时，通入抑制剂F。
该抑制剂会使催化剂C迅速中毒失活，从而迅速中止反应。
冷却水被反应器加热后形成的热水通往E101预热器对进料进行预热,回收一部分热量，多余的热水通往公用工程。
R101反应器底部出口物料含有产品D、杂质E，催化剂C、以及未反应的原料A和少量原料B。
PLC报告
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：YYY队参赛学校名称：合肥学院2015年 6月 25日目录一、方案设计依据、范围及相关标准 (1)1.1设计依据 (1)1.2设计范围 (1)1.3相关标准 (1)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） (2)2.1甲方需求 (2)2.1.1单部电梯基本功能 (2)2.1.2单部电梯运行（异常）状态监测 (2)2.1.3集群电梯的群控实现 (3)2.2电梯的基本结构 (3)2.2.1电梯的定义 (3)2.2.2电梯的组成及占用的四个空间 (3)2.2.3电梯整体结构 (4)2.3电梯分类 (5)2.3.1根据电梯用途分类 (5)2.3.2根据电梯运行速度分类 (7)2.3.3按有无电梯机房分类 (7)2.3.4按曳引机结构型式分类 (8)2.4安全保护系统 (8)2.4.1电梯可能发生的事故和故障 (8)2.4.2电梯安全保护系统的组成 (9)2.4.3电梯安全保护装置的动作关联关系 (9)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） (11)3.1控制系统的组成及关系 (11)3.2具体控制 (11)3.2.1故障检测及电梯启动 (12)3.2.2 电梯正常运行 (13)3.2.3错误指令自动消除控制 (14)3.2.4楼层门锁控制 (15)3.2.5数码管显示控制 (16)3.2.6集群电梯的群控实现 (17)四、控制系统选型与系统连接 (19)4.1电梯控制系统选型 (19)4.1.1控制器的选型与比较 (19)4.1.2 PLC优点 (20)4.2电梯仿真IO列表 (21)五、经济效益分析 (24)5.1成本分析 (24)5.2投资估算 (25)图2-2 电梯基本结构电梯分类根据电梯用途分类图2-3 电梯安全系统关联图由上图可知，当电梯出现紧急故障时，分布于电梯系统各部位的安全开关被触发，切断电梯控制电路，曳引机制动器动作，制停电梯。
2016年西门子杯全国大学生工业自动化挑战赛
2016年西门子杯全国大学生工业自动化挑战赛设计开发型赛项高校组初赛赛题赛题——锅炉控制。
要求根据所提供的工艺对象，通过分析其对象动态特性，设计系统控制方案，现场实施并投入运行。
一、被控对象描述1. 工艺流程赛题的被控对象是流程工业领域常见的自然循环锅炉。
锅炉是用于生产蒸汽的装置，生产的蒸汽用于发电和提供热能。
去大气软化水经给水泵P1101泵出，分成两路，一路给水去减温器E1101，与过热蒸汽换热，然后与另一路给水混合进入省煤器E1102。
去减温器E1101的锅炉给水用于调整过热蒸汽的温度，同时也对锅炉给水进行预热。
正常工况时，大部分锅炉给水直接流向省煤器，小部分锅炉给水流向减温器。
省煤器E1102由多段盘管组成，燃料燃烧产生的高温烟气自上而下通过管间，与管内的锅炉给水换热，回收烟气中的余热，并使锅炉给水进一步预热。
被烟气加热成饱和水的锅炉给水全部进入汽包V1102，再经过对流管束和下降管进入锅炉水冷壁，吸收炉膛辐射热在水冷壁里变成汽水混合物，然后返回汽包V1102进行汽水分离。
锅炉汽包为卧式圆筒形承压容器，内部装有给水分布槽、汽水分离器等。
汽水分离是汽包的重要作用之一，汽包V1102顶部设放空阀XV1104，分离出的饱和蒸汽再次进入炉膛F1101进行汽相升温，成为过热蒸汽。
出炉膛的过热蒸汽进入减温器E1101壳程，进行温度微调并为锅炉给水预热，最后以工艺所要求的过热蒸汽压力、过热蒸汽温度输送给下游生产过程。
过热蒸汽出口管线上设开关阀XV1105。
燃料经由燃料泵P1102泵入炉膛F1101的燃烧器，空气经变频鼓风机K1101送入燃烧器。
燃料与空气在燃烧器混合燃烧，产生热量使锅炉水汽化。
燃烧产生的烟气带有大量余热，对省煤器E1102中的锅炉给水进行预热。
烟气经由烟道，靠烟囱的抽力抽出，通入大气。
锅炉的典型控制包括：（1）燃烧控制，需要控制燃料和空气的配比，以达到充分燃烧；（2）给水控制，需要与蒸汽产量匹配，以控制锅炉汽包内水的储量；（3）过热蒸汽出口压力控制，要求能够根据负荷的变化控制蒸汽压力；（4）过热蒸汽出口温度控制，需要根据工艺要求精确控制蒸汽温度。
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。
2015年西门子杯全国大学生工业自动化挑战赛
2015年西门子杯全国大学生工业自动化挑战赛ITEM2逻辑控制赛项决赛赛题电梯是高层宾馆、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、被控对象描述1. 对象模型对象模型分为电梯模型与用户行为模型两项。
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。
电梯模型采用多部多层结构，其外形及示意图如下所示：图1：电梯模型外形示意图图2：电梯模型原理示意图图3：交流双速电梯拖动系统bfce图4：七段数码管电梯模型中各IO参数均可与PLC通过现场总线相连，实施自动控制。
用户行为模型指软件系统将模拟各楼层出现的用户数量以及每位用户对电梯的操作行为，如每一名用户按下期望到达的目标楼层按钮。
用户行为模型可以模拟现实情况下大量用户使用电梯时的具体用例，从而观察PLC所控制的电梯的行为是否符合要求。
2. 设计参数3. 输入输出数据I O列表详见附录。
二、控制任务1. 单部电梯基本功能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。
具体地，应具备如下功能：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，完成后使电梯位于基站（即一层）待命，并返回准备就绪信号以确认。
2）集选控制集选控制是指在信号控制的基础上把召唤信号集合起来进行有选择的应答。
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。
第五届西门子杯全国大学生控制仿真挑战赛考题
2010年第五届西门子杯全国大学生控制仿真挑战赛考题根据所提供的工艺对象，通过分析其对象动态特性，设计和实施完整的控制方案。
方案中需突出本次大赛主题“低碳、安全”。
一、被控对象描述1. 工艺流程介绍所选被控对象为工业领域广泛应用的自然循环锅炉。
经处理的软化水进入除氧器V1101上部的除氧头，进行热力除氧，除氧蒸汽由除氧头底部通入。
除氧的目的是防止锅炉给水中溶解有氧气和二氧化碳，对锅炉造成腐蚀。
热力除氧是用蒸汽将给水加热到饱和温度，将水中溶解的氧气和二氧化碳放出。
在除氧器V1101下水箱底部也通入除氧蒸汽，进一步去除软化水中的氧气和二氧化碳。
除氧后的软化水经由上水泵P1101泵出，分两路，其中一路进入减温器E1101与过热蒸汽换热后，与另外一路混合，进入省煤器E1102。
进入减温器E1101的锅炉上水走管程，一方面对最终产品（过热蒸汽）的温度起到微调（减温）的作用，另一方面也能对锅炉上水起到一定的预热作用。
省煤器E1102由多段盘管组成，燃料燃烧产生的高温烟气自上而下通过管间，与管内的锅炉上水换热，回收烟气中的余热并使锅炉上水进一步预热。
被烟气加热成饱和水的锅炉上水全部进入汽包V1102，再经过对流管束和下降管进入锅炉水冷壁，吸收炉膛辐射热在水冷壁里变成汽水混合物，然后返回汽包V1102进行汽水分离。
锅炉上汽包为卧式圆筒形承压容器，内部装有给水分布槽、汽水分离器等，汽水分离是上汽包的重要作用之一。
分离出的饱和蒸汽再次进入炉膛F1101进行汽相升温，成为过热蒸汽。
出炉膛的过热蒸汽进入减温器E1101壳程，进行温度的微调并为锅炉上水预热，最后以工艺所要求的过热蒸汽压力、过热蒸汽温度输送给下一生产单元。
燃料经由燃料泵P1102泵入炉膛F1101的燃烧器；空气经由变频鼓风机K1101送入燃烧器。
燃料与空气在燃烧器混合燃烧，产生热量使锅炉水汽化。
燃烧产生的烟气带有大量余热，对省煤器E1102中的锅炉上水进行预热。
【运动控制组】全国大学生西门子杯工业自动化挑战赛工程设计文件(DOC)
【运动控制组】全国大学生西门子杯工业自动化挑战赛工
程设计文件（DOC）
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
运动控制赛项
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
五、实施效果
5.1 操作说明
5.2 监控画面(包括数据显示、趋势显示、操作报警等)
5.3 响应曲线及性能分析
六、经济效益分析。
2017年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） 运动系统设计开发赛项 决赛 赛题
文件。 参赛队伍应提交所保存的工程项目文件，日后审核及仲裁时，将以此文件作为评判依据。 在任务演示过程中，当驱动器产生故障报警时，参赛队伍不可通过调试计算机对故障进行确认，
但可以由裁判通过开关 DI15 进行故障确认。待驱动器恢复正常后，可继续进行任务演示。如通过 开关 DI15 无法对驱动器故障报警进行确认时，并且经认定该情况由参赛队伍的工程项目中的缺陷 引起，则停止该参赛队伍的评分。该参赛队伍的比赛成绩为已完成评分项的总分。 由于竞赛设备设有安全保护装置，当保护装置被触发时，驱动器将会断电。参赛队伍应充分考虑 到此种情况发生的可能性。在评分过程中，如果出现此种情况，要求参赛队伍在设备恢复供电时， 在不重新下载工程项目的前提下，仍能够保证评分可以继续进行。如因保护装置被触发导致评分 无法继续进行，不论保护装置由谁触发，均停止该参赛队伍的评分。该参赛队伍的比赛成绩为已 完成评分项的总分。 在任务演示过程中，如有卷绕物料断裂的情况发生，则停止该参赛队伍的评分。该参赛队伍的比 赛成绩为已完成评分项的总分。 如有违反上述各项要求的情况出现，则参赛队伍的比赛成绩将被记为 0 分。 2. 评分说明 决赛控制任务总分为 80 分。 当出现同分队伍时，则张力控制环节（评分细则第十二项）得到全部分数的队伍的排名高于此环 节得到部分分数或未得到分数的队伍。如果张力控制环节得分相同，则速度控制环节（评分细则 第十三项）得到全部分数的队伍的排名高于此环节得到部分分数或未得到分数的队伍。如果该两 项得分均相同，则比较参赛队伍调试所用时间，用时较短的队伍的排名高于用时较长的队伍。
4
CF 卡
6SL3054-0EG00-1BA0
西门子杯流程行业自动化校内赛题目
西门子杯不是你的普通比赛这是最聪明的人才在工业自动化世界中展示技能的游乐场想象一下，要求学生释放创造力，并用改变游戏的解决方案来解决化学、石油和制造业等行业的现实问题。
这不是你的"让我们完成它"之类的活动我们谈论的是设计和实施自动化系统，这些系统不仅能提高效率，而且能保证事物的安全性和可持续性。
这就像一款高考创新的游戏，只有最大胆最聪明的玩家才能在顶端出场。
如果你准备好带来你的A —游戏，向世界展示你是什么做的，那么抠上安全带因为西门子杯是魔法发生的地方！
同学们！想炫耀你在工艺行业自动化方面的技能吗？这份请愿书向全国所有大专院校团队开放。
你需要一组3 —5成员和至少一个教师顾问加入。
共有两轮：区域赛和全国总决赛。
在区域，你会得到一个问题要解决，并且需要处理一个项目提案。
顶级团队随后将进入全国总决赛，向行业专家和西门子代表介绍自己的解决方案。
这是展示你的才华，获得一些宝贵反馈的好机会！
胜利团队将获得一笔货币赠款、胜利的象征和在西门子实习以推进项目的前景。
论文为学生提供了一个将理论知识付诸实践的评台，解决现实世界的困境，增加他们接触工业专家的机会，并有可能激发他们在工业自动化领域的职业生涯。
西门子杯工艺行业自动化申请不仅培育了创新和创造力，而且为渴望在工艺行业追求职业的学生提供了宝贵的学习环境。
全国大学生西门子杯工业自动化挑战赛ITEM2逻辑控制赛项样题高校组
全国大学生西门子杯工业自动化挑战赛ITEM2逻辑控制赛项样题高校组近年来，工业自动化领域的发展越来越受到人们的关注。
为了培养优秀的工业自动化人才，提高我国工业自动化技术水平，西门子公司举办了全国大学生西门子杯工业自动化挑战赛。
其中，ITEM2逻辑控制赛项是该赛事中的重要环节，对于参赛选手来说，这是一次展示自己技术能力的绝佳机会。
ITEM2逻辑控制赛项样题要求参赛选手在规定时间内，设计并实现一个自动化控制系统。
参赛选手需要运用所学的理论知识，结合实际情况，规划动作流程并编写控制程序。
在比赛过程中，选手需要面对各种可能出现的问题，进行调试和修正，使得整个系统能够稳定运行。
这不仅对参赛选手的技术能力提出了较高的要求，也考验了他们的团队合作和解决问题的能力。
逻辑控制是工业自动化领域中的一项核心技术，它通过对输入信号进行逻辑运算和判断，对输出信号进行控制，实现对工业过程的自动化控制。
在现代工业生产中，逻辑控制技术广泛应用于各种自动化设备和生产线，能够有效提高生产效率，减少人力和物力资源的浪费。
因此，掌握逻辑控制技术对于工业自动化人才来说非常重要。
在ITEM2逻辑控制赛项中，选手所面临的挑战不仅仅是设计一个系统，更重要的是要考虑到系统的可靠性和稳定性。
在现实生产环境中，往往会出现各种干扰因素和故障，例如电压波动、传感器故障等，这些都可能对系统的正常运行产生影响。
因此，选手需要在设计控制系统时充分考虑到这些问题，并采取相应的措施来保证系统的鲁棒性。
同时，选手在比赛中还需要具备一定的创新能力。
虽然赛题给出了明确的要求和指导，但选手也可以在此基础上进行改进和创新。
他们可以优化控制算法，提高系统的响应速度和精度；他们可以设计智能化的控制策略，使系统能够自动调整参数和适应不同的工况；他们还可以通过与其他团队的合作，共同解决问题和互相学习，推动自动化技术的发展。
总之，全国大学生西门子杯工业自动化挑战赛ITEM2逻辑控制赛项样题是对参赛选手技术能力和团队合作能力的全面考察。
全国大学生西门子杯工业自动化挑战赛ITEM逻辑控制赛项样题高校组
2016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【样题】电梯是宾馆、商店、住宅、多层厂房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，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。
本赛项以电梯行业为背景，要求参赛选手按照现实工程项目的实施流程来完成对电梯的控制。
具体地，比赛以西门子S7-1200系列PLC为控制系统，电梯仿真模型为被控对象，从项目前期方案文档、项目工程/程序开发及项目现场执行调试三方面进行考察，不仅能提高学生的逻辑思维能力，还可培养学生在较为复杂环境下，综合应用所学知识对控制科学与工程及相关领域现实问题进行分析、处理和解决，面对社会和环境的各种变迁具有较强的调节和适应能力，具有应对危机与突发事件的初步能力。
一、被控对象描述1.对象模型对象模型分为电梯模型与用户行为模型两项。
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。
电梯模型采用多部多层结构，其外形及示意图如下所示：图1：电梯模型外形示意图图2：电梯模型原理示意图bfce图3：七段数码管电梯模型中各IO参数均可与PLC通过现场总线相连，实施自动控制。
用户行为模型指软件系统将模拟各楼层出现的用户数量以及每位用户对电梯的操作行为，如每一名用户按下期望到达的目标楼层按钮。
用户行为模型可以模拟现实情况下大量用户使用电梯时的具体用例，从而观察PLC所控制的电梯的行为是否符合要求。
2.设计参数二、控制系统配置被控对象通过PROFIBUS DP总线网络与控制系统进行通讯。
大赛所使用的控制器标准配置为SIMATIC S7-1200系列PLC★，以及西门子TIA Portal 软件系统。
2016年全国大学生西门子杯工业自动化挑战赛ITEM3运动控制赛项样题
2016年西门子杯全国大学生工业自动化挑战赛ITEM3运动控制赛项样题一、赛项介绍运动控制赛项主要面向自动化、机电一体化、装备制造等专业方向的参赛选手，着重于参赛选手运动控制系统方面能力的培养。
本赛项通过实际使用运动控制设备完成规定控制任务并结合现场答辩的方式，来着重考察参赛选手对运动控制系统理论知识的掌握程度和灵活运用的能力，以及对于典型运动控制系统实际调试的熟练程度。
本赛项所采用的运动控制器为实际生产中广泛采用的西门子SIMA TIC 315T控制器，驱动部分则采用了通用性强、性能出众的SINAMICS S120系列驱动产品。
这两者的结合使用，可轻松满足运动控制系统对响应速度、定位精度、同步精度等方面内容的要求。
本赛项分为初赛和决赛两个环节。
其中，初赛环节采用完成不同规定任务的方式进行比赛，该环节着重考查参赛选手运动控制系统的基本调试能力。
决赛环节控制对象为一经过抽象后的实际生产设备，控制方案需要参赛选手根据控制要求自行设计，该环节要求选手不仅仅具备驱动器的调试能力，还需要具备一定的方案设计和控制程序编写能力。
决赛环节还设置了笔试环节和方案答辩环节，在这两个环节中，会对参赛选手的运动及控制理论基础知识及其系统分析和程序设计的思路进行考查，从而更好的反映出参赛选手的综合素质。
二、运动控制系统描述1. 设备组成运动控制系统主要由电气箱(运动控制器、控制单元、整流单元、电机模块、变压器、手操盒等)与被控对象(伺服电机、减速箱、同心圆盘对象包、物料卷绕对象包)组成。
2. 设备清单2.1 控制系统设备清单：2.2调试软件及硬件：STEP 7 V5.5可编程控制器调试软件S7-Technology V4.2 T系列可编程控制器调试软件STARTER运动控制器调试软件WinCC Advacnced v13或更高版本人机界面组态软件调试用计算机、通讯电缆与测量仪器2.3 对象模型清单：带刻度圆盘大、小各一个圆盘用同步带两根铝质安装背板物料卷绕对象包3. 对象模型描述对象模型- 同心圆盘共一大一小两个圆盘，各由一部电机驱动。
2016年“西门子杯”中国智能制造挑战赛 ITEM 1 过程控制赛项初赛竞赛规则
2016年“西门子杯”中国智能制造挑战赛ITEM1过程控制赛项初赛竞赛规则一、总则1.以公平、公正、公开为原则，以参赛队的工程实施效果为考核标准。
2.大赛组委会以甲方的身份发布工程项目招标需求，各参赛队以乙方的身份，根据甲方提出的要求，进行项目方案设计，并以工程承包商的身份进入比赛现场实施。
大赛组委会将组织专家就项目方案设计、项目系统开发和现场系统实施等三个方面，对参赛队的系统分析、系统设计和系统实施能力进行综合考察。
3.项目方案设计内容：（1）系统分析，包括需求分析、对象特性分析、安全分析等。
（2）控制系统设计，包括开车顺序、控制回路、控制算法、安全联锁等。
（3）控制系统选型，包括控制器、IO卡件、通讯网络等。
（4）系统实施说明，包括系统连接、系统安装、系统调试、系统投运等。
（5）经济效益分析，包括产能、耗能、安全、环保等。
4.项目方案实施内容：（1）在SIMATIC PCS 7上，完成硬件组态和控制程序开发。
（2）系统调试，包括控制器参数整定、故障排除、系统投运等。
（3）系统验收，包括项目方案设计书、现场实施情况，接受甲方对系统性能的评估。
5.大赛组委会和各分赛区组委会只保证比赛设备正常可用，比赛现场不再对硬件组态、程序下载等基础问题作技术支持。
参赛队需要自行分析解决问题，大赛组委会将此作为比赛考核内容之一。
6.参赛队需要自行携带电脑，作为系统的上位机，并自己负责设备的连接。
大赛组委会和各分赛区组委会提供的电脑仅作为备用机。
7.正式比赛期间，指导教师不得进入比赛现场。
如有不听规劝者，将取消其所带领的参赛队的比赛资格。
在现场比赛过程中，指导教师可以通过手机、截屏或视频等方式与参赛队员进行远程交流和指导。
二、初赛规则1.各参赛队依据大赛样题撰写“项目方案设计书”，方案设计书提交后方有资格参加初赛。
2.各参赛队提交的“项目方案设计书”，将由分赛区组委会邀请专家抽样审查评分。
若方案设计文档不合格，视情况给予奖项降级处理。
OUTPUT__2016年“西门子杯”中国智能制造挑战赛-ITEM2逻辑控制赛项-初赛组织办法
1、依据《参赛队伍信息表》核对身份证、学生证、教师证、报名表、保险单。 2、更换参赛队员/指导教师的，根据《临时更换参赛成员或指导教师的管理办法》进行核实，并登记 《参赛人员信息变更登记表》。 3、参赛人员填写《报到登记表》，并签署《免责声明》和《法律声明》。 4、分组抽签。所有参赛队派出队长进行抽签分组，并由工作人员进行登记，抽到的分组不允许调换 。 注意：指导老师所在学院的名称务必填写官方全称！ 报到说明： 1. 参赛队根据分赛区初赛通知，在指定时间带身份证、学生证、报名表盖章原件、教师证、保险单等 相关证件前往分赛区报到注册。 2. 更换参赛队员/指导教师的，根据《临时更换参赛成员或指导教师的管理办法》进行核实，并登记 《参赛人员信息变更登记表》。 3. 在报到注册登记后，每人签署一份《免责声明》。 4. 每支队伍1位指导教师+1-3位参赛学生，参赛学生最多允许1位研究生。 5. 领取初赛相关资料及胸牌，所有参赛人员、嘉宾、工作人员在竞赛期间必须全程佩戴胸牌。 6. 竞赛期间遵从分赛区的其他相关规定。 1、比赛现场布置：比赛现场需能够容纳所有的比赛设备并为参赛队员的调试工作留出较为充足的空 间。每台EES设备上需贴好机器编号。 2、分赛区技术负责人更新EES软件。 3、分赛区技术负责人对EES设备、S7-1200 PLC、备用机做最后测试。 4、设检录处：标识、桌椅、检录相关表格。 5、设计分处：一位计分裁判、一台装好EES软件的电脑（配加密狗）、一台打印机。 6、张贴赛场的横幅、门牌。 7、准备U盘若干（与比赛设备数量一致）。 8、对主裁判、边裁、巡检裁判、计分裁判、仲裁进行相关培训（明确工作职责、注意事项等）。每 个分赛区需要主裁一名、巡检裁判一名、计分裁判一名、边裁若干（至少与比赛设备数量一致，建议 为每台设备配备2-3名边裁，可以轮换休息）。 9、成立仲裁组，明确仲裁职责。 10、所有准备工作完成后，用封条封闭比赛现场（每日比赛完毕后，均需要封闭比赛现场）。
2015ITEM3运动控制赛项样题
2015ITEM3运动控制赛项样题2015年西门子杯全国大学生工业自动化挑战赛ITEM3运动控制赛项样题（版本1.0）（经专家组出题会议讨论发布）一、对象描述●对象1、旋转运动定位与同步两个圆盘，一大一小，前后放置。
●对象2、直线运动定位与同步两条同步带，一长一短形成内外圈，由电机带动。
●对象3、模拟缠绕打标装置其中，对象1用于分赛区竞赛，对象2、3用于总决赛竞赛，其中对象3的任务作为附加赛题。
附加任务在规定赛题在参赛队伍水平相当无法决出名次时启用。
以上示意图仅为说明题目难度与复杂度水平，实际对象可能会有局部增、减。
二、任务要求1.分赛区竞赛任务要求：针对对象1的任务：●任务A：将其中一个转盘实现定位，从当前位置到达指定的起始位置，然后再转运定位到新的指定位置。
要求在上位机软件界面上设置相应的按钮，在起始位置定位时，可通过按钮实现点动就位。
●任务B：主动轮从起始位置随机转运一定角度或圈数停止，从动轮转相同的角度或圈数并跟踪到相同位置。
●任务C:主、从动轮模拟时钟、分钟指针，一个转一圈，另一个转30度，直到重新重合后，再反向运行。
●任务D：主动轮与从动轮相差一个随机角度静止。
主动轮以一定角速度转动，当主、从轮上标志重合时，从动轮跟踪主动轮以相同的速度转动。
●任务E:主、从动轮重合就位。
主动轮从静止到指定速度按要求的加速度升、降速度，从动轮同步跟踪。
主动轮的运动变化包括加、减速及正反转，其速度曲线由专家组现场抽签决定，现场公布以上任务形式，请参考动画演示。
2.总决赛竞赛任务要求：针对对象1的任务：对转动轴施加负载，负载的变化由PLC程序控制。
负载变化曲线未知，由专家组现场确定。
依据转动轴的速度曲线判断控制效果。
针对对象2的任务：●任务A：内、外圈上的标志从随机位置开始运动，实现两者重合。
●任务B：内外圈转动时，实现内、外圈上标志在水平时的直线跟踪，以及两端的角速度跟踪。
以上任务形式，请参考动画演示。
逻辑控制培训-样题分析-2018年逻辑控制赛项(我自己加了去年的IO)
2018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）逻辑控制赛项【初赛样题】电梯是宾馆、商店、住宅、多层厂房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，对电梯的控制精度、控制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，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。
本赛项以电梯行业为背景，要求参赛选手按照现实工程项目的实施流程来完成对电梯的控制。
比赛以西门子S7-1200系列PLC为控制系统，电梯仿真模型为被控对象，从项目前期方案文档、项目工程/程序开发及项目现场执行调试三方面进行考察，不仅能提高学生的逻辑思维能力，还可以培养学生综合应用所学知识，分析、处理复杂环境下控制科学与工程及相关领域现实问题，提高学生对社会和环境变迁，以及危机和突发事件的适应能力。
一、被控对象描述1.对象模型对象模型分为电梯模型与用户行为模型两项。
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。
电梯模型采用多部多层结构，其外形及样例示意图如下所示：ag d bfce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。
用户行为模型指软件系统将模拟各楼层出现的用户数量以及每位用户对电梯的操作行为，如每一名用户按下期望到达的目标楼层按钮。
用户行为模型可以模拟现实情况下大量用户使用电梯时的具体用例，从而观察PLC 所控制的电梯的行为是否符合要求。
2. 设计参数二、 控制系统配置被控对象支持PROFIBUS ．．．．．．．．-．DP ．．总线网络．．．．与工业以太网．．．．．．两种方式与控制系统进行通讯。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
2016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【样题】
电梯是宾馆、商店、住宅、多层厂房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，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。
本赛项以电梯行业为背景，要求参赛选手按照现实工程项目的实施流程来完成对电梯的控制。
具体地，比赛以西门子S7-1200系列PLC为控制系统，电梯仿真模型为被控对象，从项目前期方案文档、项目工程/程序开发及项目现场执行调试三方面进行考察，不仅能提高学生的逻辑思维能力，还可培养学生在较为复杂环境下，综合应用所学知识对控制科学与工程及相关领域现实问题进行分析、处理和解决，面对社会和环境的各种变迁具有较强的调节和适应能力，具有应对危机与突发事件的初步能力。
一、被控对象描述
1.对象模型
对象模型分为电梯模型与用户行为模型两项。
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。
电梯模型采用多部多层结构，其外形及示意图如下所示：
图1：电梯模型外形示意图
图2：电梯模型原理示意图
图3：七段数码管
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。
用户行为模型指软件系统将模拟各楼层出现的用户数量以及每位用户对电梯的操作行为，如每一名用户按下期望到达的目标楼层按钮。
用户行为模型可以模拟现实情况下大量用户使用电梯时的具体用例，从而观察PLC所控制的电梯的行为是否符合要求。
2.设计参数
二、控制系统配置
被控对象通过PROFIBUS DP总线网络与控制系统进行通讯。
大赛所使用的控制器标准配置为SIMATIC S7-1200系列PLC★，以及西门子TIA Portal 软件系统。
其中，工程组态软件为STEP7 Professional V13，HMI软件为WINCC Professional V13。
其主要配置如下表。
★本赛项允许参赛队伍自带西门子其它小型控制器，如S7-200、S7-200SMART、S7-300等系列PLC或LOGO!控制器参加。
注意，自带控制器的参赛队伍需自行完成接线，以及自行保证所带PLC、PC及相关软硬件的可靠性，同时在比赛完成后，还需保证将现场比赛环境复原无误。
三、任务及要求
1.单部电梯任务
1）基本功能
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。
具体地，应具备如下功能：
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
集选控制是指在信号控制的基础上把召唤信号集合起来进行有选择的应答。
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进行判断后上车。
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。
例如，当电梯到达最远端层站（比如六层）将要反向时，轿厢内原有登记的所有后方选层指令（比如三层）全部消除；短时间内连按两次选层指令的按钮，该选层信号就被取消；禁止反向登陆，即：电梯上行过程中，如电梯运行超过了三层，三层以下的楼层按钮均禁止响应。
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。
具体地，应具备如下功能：1）超载保护
电梯超载时，故障指示灯闪烁，并保持开门状态，电梯不允许起动。
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。
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。
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：
1）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；
2）当前电梯运行方向及所在楼层；
3）当前呼叫情况汇总，包括各楼层呼梯信号、轿厢内选层信号。
3.初赛任务
初赛任务在包含以上两项任务（任务1 & 2）的基础上，还有如下要求：
并联控制
并联运行是两台电梯共享厅外召唤信号，并能够按照预先设定的调配原则自动地调配某台电梯去应答厅外召唤信号。
针对两部电梯实施并联控制，满足常见不同应用场合下电梯的控制策略切换。
4.决赛任务
决赛任务在包含以上两项任务（任务1 & 2）的基础上，还有如下要求：
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：
1）乘客平均候梯时间；
2）乘客平均乘梯时间；
3）系统整体能耗。
四、其他
1.正式比赛过程中，如发现并确认赛题存在技术问题时，可经专家组讨论后予以适当的弥补措施。
2.各参赛队对赛题有技术疑问时，可与大赛组委会秘书处沟通，大赛技术组会在不影响公开、公正、公平
原则的基础上予以相应的解释。
3.本样题仅针对上机比赛部分，只为说明竞赛任务的范围与难度水平，各参赛队可依据任务描述开展相关
准备工作。