PLC控制系统自动报警程序的设计方法

PLC控制系统自动报警程序的设计方法 欧阳三泰1,胡俊达1,周 琴2 (1 1 湖南工程学院,411104 ;21 国防科学技术大学,410073) 摘要:PLC控制系统的故障主要发生在外部设备及其接口。外部输入控制设备和输出执行机构故障的自动检测 与报警,是系统设计的重要环节。本文介绍了二种实用的故障检测报警编程方法。给出了故障检测报警实用的梯形 图程序。 关键词:PLC ;控制系统;自动报警程序 中图分类号:TP39118 文献标识码:B 文章编号:1004 - 0420(2004)02 - 0037 - 03 A design method of automatic alarm program on PLC control system OU YAN G San - tai1,HU Jun - da1,ZHOU Qin2 (1 1Hunan Institute of Engineeringn ,411104;21National University of Defence Technologe ,410073) Abstract :The trouble of PLC control system takesplace mostly in peripheral equipment and interface. The automatic in2 spect and alarm on theperipheral input and autuator equipment failure is important in system design. Two kind of applied pro2 gramming method of automatic alarm are introduced. The ladder diagrams of automatic inspect and alarm are given. Key words :PLC ;control system ;automatic alarm program 0 引言 任何控制系统在最大限度地满足生产控制要 求的同时,还要做到安全、 可靠、 经济和使用维修 方便。现代的PLC为工业自动控制提供了十分 完善的控制手段。但随着工业生产过程的复杂化 和功能要求的不断提高,对PLC控制系统的要求 也越来越高。总线技术的开发应用,更使PLC控 制系统不断扩大化了,因而对远程控制、 群控、 数 控、 数据的修改与交换、 故障的自动检测、 自动报 警、 各控制点的状态显示以及历史事件记录的查 询等智能化控制技术提出了新的更高的要求。生 产厂家已使PLC具有自我诊断功能来检测其自 身的故障,但PLC外部设备的故障检测需要用户 自己设计处理。检测外部设备故障的途径有二: 一是设计专门的故障检测装置对外部设备故障进 行检测。此举必须增加硬件设备,PLC的输入接 点也相应要增加,即应以昂贵的费用为代价;其二 是利用PLC丰富的内部资源及强大的功能指令, 编制故障检测程序,即以软件方法实现外部故障 的自动检测与自动报警。此举虽然使用户程序复 杂化,但却能节省成本,使PLC控制系统的性能 价格比提高。 如何开发利用PLC丰富的内部资源,充分有 效地发挥其先进的控制功能,设计出简单实用的 故障自动检测和报警程序,以提高自动控制系统 的安全性和可靠性,是控制系统设计的一个重要 环节。 1 用基本逻辑指令编程 在PLC控制系统发生事故、 故障时都应发出报 警信号,一般是声光报警信号。下面介绍的用PLC 基本逻辑指令实现报警功能,其梯形图如图1所示, 假设两个事故信号接在PLC的X0和X1输入端, 两个故障信号接在X2和X3端,“停止报警” 按钮接 在X4输入端,声光报警器接在Y0输出端。在一个 事故、 故障刚发生时(即图1中X0 - X3的上升沿 ) , PLC指令使M100 - M103的常开触点接通一个扫 描周期,事故信号、 故障信号将分别锁存在M107和 M110中,M107或M110的常开触点闭合后开始报 警,同时定时器T0定时1min ,定时时间到时,T0的 常闭触点断开,使M107或M110的线圈 “断电”,停 73 计算机PLC应用 PLC控制系统自动报警程序的设计方法机床电器200412 止报警。如果在1min内操作人员按了 “停止报警” 按钮,X4的常闭触点断开,也将使M107或M110 复位,报警器停止报警。T1和T2用来产生接通0. 4s、 断开0. 8s的断续信号,如果仅出现故障,M110 的常开触点和M107的常闭触点接通,Y0发出连续 的报警信号。假使在X2故障出现期间又发生了 X0事故,在X0的上升沿M100的常开触点接通一 个扫描周期,M105的常闭触点断开一个扫描周期, 使T0复位,T0将重新开始定时60s。与此同时, M107的常开触点接通,常闭触点断开,Y0的线圈 将由一直 “通电” 变为周期性地间断 “通电”,由故障 报警变为事故报警,从而可实现 “事故报警优先” 的 要求。 图1 基本逻辑指令编程的报警程序 图1所示的用基本逻辑指令实现报警功能的 梯形图,报警;硬件电路简单,只用一只DC24V的 声光报警器,占用PLC的一个输出点;经过设定 的时间后自动停止报警;在该时间内,如果操作人 员按了 “停止报警” 按钮,将立即停止报警。 2 用功能指令编程 用基本逻辑指令虽然可以编写出报警程序, 但编写的程序复杂,如控制系统较大,需检测报警 的部位较多时,要编制出报警程序有相当大的难 度,且容易出错。现代的PLC具有专用的报警器 置位复位功能指令。如三菱公司的FX2、FX2C、 FX2N PLC有专用的报警器置位复位指令;欧姆 龙公司的新系列C200a PLC的FPD故障点自动 检测指令。 211 FX PLC报警器置位复位指令 报警器置位ANS。它的原操作数是T0 - T199 ,目标操作数与S900 - S999 , T的设置时间 为0. 1 - 3276. 7s ,只有16位运算。当ANS指令 被驱动时,自动计时器T计时,计时时间到,置指 示状态元件S为ON。在计时进程中或计时结束 后,若此指令不被驱动,定时器自动复位,但标志 寄存器的状态保持不变。 报警复位指令ANR ,可使激活的状态寄存器 依次复位。为防止程序在每个扫描周期都运行 ANR指令,需采用脉冲触发方式或采用互锁编 程。 用ANS、ANR编制PLC外部故障诊断程序, 简单、 清晰。可监控特殊数据寄存器D8049的内 容,将显示S900 - S999中动作(ON)的状态元件 中地址号最小者。当有多个故障同时发生时,最 小地址号故障排除后,还可依次显示下一个故障 的地址号。 212 程序应用实例 图2是用ANS、ANR功能指令设计的三层楼 货梯的报警程序。可监控电梯控制系统的故障, 进行声光报警,并可显示故障部位。 图2 ANS、ANR指令编程的三层楼货梯报警程序 程序说明: 83 机床电器2004. 2计算机PLC应用 PLC控制系统自动报警程序的设计方法 逻辑行1 :PLC运行时,驱动特殊辅助继电器 M8049 ,监控有效。 逻辑行2 :货梯上升(下降)时,即Y0 ( Y1)驱 动后,若层间运行时间15s内,货梯未碰到邻层的 位置开关,则S900动作报警。 逻辑行3 :当顶层位置开关和上极限位置开关 或底层位置开关和下限位置开关同时压下时,1s 内,则S901动作报警。 逻辑行4 :当PLC发出上升信号而上升接触 器KM1未动作或发出下降信号而下降接触器 KM2未动作时,1s内,则S902动作报警。 逻辑行5 :当有故障发生时,即S900 - S999中 任意一个为ON时,特殊辅助继电器M8048就动 作,故障报警输出Y6发出报警声光信号。相应的 S900 - S999中ON状态的最小编号存入D8049 中,监控D8049的内容,可显示S900S999中动 作(ON)状态元件的地址号最小者,即告知故障地 址。 逻辑行6 :由外部故障诊断程序使之接通的软 元件,可用复位按钮复位,每按一次复位按钮X7 , 已动作的状态软元件按其地址号由小到大依次复 位。 3 结束语 用基本逻辑指令和用功能指令都可设计报警 程序。但利用功能指令设计的报警程序,程序简 洁、 清晰、 监控容易。不同厂家生产的PLC的指 令系统有很大的差别,其编写故障检测程序方法 也不尽相同,但编程的基本思路是一致的。要设 计出理想的报警程序,就必须认真仔细阅读产品 的编程手册,熟悉程序的设计方法及应注意的技 术要点。 参考文献: 1 廖常初 1 可编程序控制器的编程方法与工程应用M 1 重庆大学出版社,20011 2 FX系列可编程序控制器编程手册Z1 三菱电机公司, 19971 3 欧阳三泰,欧阳琳,周琴 1 浅谈PLC高级应用程序设计 与技术要点J 1 工业控制计算机,2002 ,(12)1 收稿日期:2003 - 08 - 20 作者简介:欧阳三泰(1947 - ) ,男,湖南邵东人,高级工程师, 现湖南工程学院从事教学和科研,主要研究方向为电气自动 控制、 可编程控制和自动检测技术。 (上接19页)规定,将浪涌电压抑制在6kV来考虑 的防雷击保护,估计在80 %以上的区域都可以得 到有效的EMP保护。 电子、 电气产品电磁兼容性的设计目的,是使 产品在预期的电磁环境中能正常工作,无性能降 低或故障,并具有对电磁环境中的任何电子、 电气 设备不构成电磁干扰的能力。 4 结束语 电子、 电气产品电磁兼容性的设计目的,是使 产品在预期的电磁环境中能正常工作,无性能降 低或故障,并具有对电磁环境中的任何电子、 电气 设备不构成电磁干扰的能力。所以本文针对数控 系统开关电源的电磁干扰的抑制和设计分析研 究,对任何一种电子、 电气设备产品的电磁兼容性 设计都有参考价值。希望未进行电磁兼容性设计 的电子、 电气设备的生产厂家,尽早地对自己的产 品进行电磁兼容性设计都是非常必要的。本文也 对电子、 电气设备提出了多种防止电磁干扰的方 法,具有较高的实际参考价值。 参考文献: 1 李金伴,