计算机机C应用机C控利系统白动微禁触序的登计力法 框东比各2004.2 PLC控制系统自动报警程序的设计方法 武阳三泰胡俊达'周号 (1.湖南工程学隆，411101：2.国防科学技术大学410073引 摘暖：孔C控制系统的查购主要发生在外密设各及其孩口，外输入色制过备和输出执行见将故时的自动险测 与损警，是系统数川的重鬓4节。本文介娼了种实用的拔障检测推督梁社方法，给出了故障检测设整实用的除形 用程了 关健词：叫C控制系统，自动餐警型序 中图分黄号：TP391.8 文献标识码丑 文章编号：1004.0420(004)020037.03 A design method of automatic alarm program on PLC control system OU YANG San tai',IIU Jun-da',ZIIOU Qin' (1.Hunan Insiture of Enginceringn 411104:2.National University of Defence Tochnologe 410173) Abtract The tmuHe of M.Cantal r labes plser moly in perpherd oipmet and interfce The atomtic ir et and alarmon the peripheral inpie and aut intor equpmen firlure is irtporlart in syer desgn.Twn kind of :ppled p graming mthod ef aulmatc arn a idued.The ladder dungram aomlie inect and almm are given 位yah:LC域os量出aoi址a山由poogmm 0引言 杂化，门却能节省成本，使LC控系统的性能 价格比提高， 任何控制系统在最大限度电满足生产控制是 如句开发利用LC半富的内部资湖，充分有 求的同时，还要做到安全、可常，经济和使用维修 效地发挥其先选的控制功能，设计出衢单实用的 方塑。现代的LC为工业自动控制提供了十分 故漳自动检测和报禁程序以提高自动控制系统 完善的控手段。但随着工业生产过程的复条化 的安全性和可霏性，是控制系统设计的一个重要 和功能发求的不断是高，对凡C空刷系统的要求 坏节。 也越米越高。总线技术的开发应用，更使LC控 州系统不断扩大化了因而对远程控制，群控、数 1用基本逻辑指令编程 控数据的修改与交换，故障的自动检迷、自动报 在LC控制系统发牛事故、故际时都应发出报 警，各控制点的状燕显示以及历史事件记录的查 警信号，一放是声光报警信号。下面介绍的用LC 询等召能化控制技术提出了新的更高的要求。生 基本逻辑指令实现报警功能，其梯形图如图1所示， 产)家已使LC具有自我诊断功能来检测其自 假设两个故信号接在LC的0和X1输入增， 牙的战障，但PLC外部设备的战降检测渐要用户 两个战后号接在2和3端，“停止拟警”按钮接 自己设计处班。检测外部设备故障的途径有二： 在X4箱入端产光报警器技在0帕出漫。在一个 一是设计专门的故防检测装置对外部设备故降进 事故，故晚刚发生时即图1中0·3的上升沿》， 行检测.比举必须增加硬件设备，P叫.C的输入接鬥.C指令使M10.M1O3的常开触点接通一个门 点也相应要增如即应以品贵的费用为代价，其二 描周期.事拉信号，故障信号将分别镜存在M10们和 是利用LC半富的内部资源及强大的功能指令，M110中，M107或M110的常开触点闭合后开始报 端制故障检德程序，即以款件方法实现外部故障 警，同倒定时器TD定到1n,定时时问到时，T0的 的自动检测马自动报警。比举丝燃使用户程序复 常闲点断开，使M107或M110的线圈新电”，停 一37- 1994-2015 Chin Acodonic Juurnal Elecsrunc Piblishng Hoase.Al rizhts nserved.hutp/wwu.cnkinet
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 (11 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 - tai 1 ,HU J un - da 1 ,ZHOU Qin 2 (11Hunan Institute of Engineeringn ,411104 ;21National University of Defence Technologe ,410073) Abstract :The trouble of PLC control system takes place mostly in peripheral equipment and interface. The automatic in2 spect and alarm on the peripheral 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 — 37 — 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
机床比号2004.2 计算机机C应用LC轻队燕统白动根警作序的设计力法 止报警。如果在1mn内操作人员敦了“停止报警” 但编写的程序复杂，如控制系统较大，需检测报警 按钮，XM的常闭触点断开，也将使M10们或M110 的部位较多时，要编制出报警程序有相当大的 复位报警器停止张警。T1和T2用米产生按道0， 度，且容易出错，观代的1C具有专用的报晋器 45断开0.8s的断续信号，如果仅出现故障，M110 置位复位功隆指令，如三差公司的FX2,FX2C, 的常开触点和M107的常闭蚀点接迎，YD发出连就 FX2NPLC有专用的报零露置位复拉指令，欧想 的报整信号。程使在2故嫜出现期间又发生了 龙公司的新系列C200aPLC的FPD故障点自动 0事故，在X0的上升沿M100的常开触点接酒一 检测指令。 个门描周期，M105的常闭的点断开一个打搭周期，2,1XLC报答墨置拉复位指令 使D复位.TD将重新开始定时60s。与此同时， 报警器置拉ANS、它的原操作数是T0- M107的常开健点接通，常闭触点断开，D的线图 T199,目标操作数与s900-S99.T的设置时间 将由一直“通电”变为周则性地间断“通电”，由故库 为0.1-3276.7s.只有16位运算。当ANs指令 报署变为事故拟警，从而可实现“事故报警优先的 被坚动时，自动计副器T计时，计时时问到，置指 发求。 小状态元作S为ON。在计时进程中成计时结束 图0 后，若北指令不被露动，定时器白动复位，但标志 S NOI 寄行器的状态保持不变。 PL 报警复位指令ANR,可使微活的状态寄存墨 P.S W10G 依次复位。为防止程序在每个打描周用都运行 IED ANR指令，需采用欧冲触发方式或采用互锁编 程。 3 用ANS,ANR编制PLC外部故障诊断程序 简单清麻。可监控特殊数常寄存器D8049的内 容，将显示S900-899中动作ON)的状态元件 CI西 巾地址号最小者。当有多个故障同时发牛时，最 小地址号故障排除后，还可依次显示下一个故障 要 ⑩0 的跑址号、 2.2程序应用实例 TI 图2是用ANS ANR历能指令设计的三层楼 赁梯的报警程序。可臣控电杨控制系统的故障， 18 进打声光报警并可显示故部位。 17 aL● 块料0 D ) e TU KIEE.00 室1 某本逻用指令编程的报再阳序 3田)☒ 图1所小的用基本逻知指令实现报警功能的 梯形图，报警，快针电路简单，只用一只DC24V的 3E0四gL 声光报警器，占用刊C的一个笔出点：经过设定 的时间后自动停止报警：在该时间内，如果操作人 4 TE 员按了“停止报警按钮将立即停止报答。 2 2用功能指令编程 图2ANS,ANR指令铜程前三显候费权报警程序 用基水泛却指令虽然可以编写出报警程序， 程序说明： -38一 1994-2010 China Acodemic Journal Electninc Pablishing House.Al rights reserved tapwww.cnkinct
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 : — 38 — 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
计算机机C应用LC控制系统白动根等塑序的设计方法 机床电器20042 逻得行1：LC运行时，驱动时殊辅助潍电器 M8049,监控有效. 3结束语 逻细行2：货楊上升（下降）时，即Y0(Y1) 用基本逐辑指令和用功能指令都可设计跟警 动后，若尽句运行时何5s内，货梯未碰创邻尽的 程序，但利用功能令设计的报警程序，程宇简 位置开关知S900动作报警， 洁，清所，监控客易。不同厂家生产的C的指 逻辑行3：当顶层位置开关和上极慰位置开关 令系统有根大的差别，其编写故：检测程序方法 或底层位置开关和下灵位置开关司时压下时，1 也不尽相同，们编程的基本思路是一致的。要设 内，则501动作报署。 计出年坦的报雾型序，就必动认真仔细阅读产品 逻辑行4：当LC发出上升信号而上升接生 的架程手册，熟香程序的设计方法及成注意的技 器KMI未动作或发出下降信号而下降接触器 术要点， KM2未动作时，1s内则S902动作报答， 逻辑行5：当有故障发生时即s900-S999中 都考文求： 任意一个为ON时.特殊辅助继电器M8D48或动 [1】廛管初。可国程序控制器的国程方法与工程应用M, 作，故碎报臀输出Y6发出报警声光信号。相应的 重庆大学出版社301. S900-S999中0N状态的最小编号存入D8049 12引FX乘列可杯序地器编程千研1Z引二亚中机公可， 19y7. 中.监控D8049的内容.可显示S00599中动 【3引】欢阳三拳肽阳味，周琴.浅浅孔.C高级应用程序没计 作(ON)状态元件的块此号最小者.即告知故障块 与拉术要点1工业拉制计每机202(12)， 址。 逐辑行6：由外部故障诊断程序使之接通的软 收日用：200520 元件，可用复位按纽复位，每按一次复位按钮X?, 作者简介咸阳三参(4？·》男减内，东人商拔工程而 已动作的状态款几件按其电址号由小到大债次刻 暖潮工买学院从事2泽和科研，半匹闭究方向为电（白动 位。 控制可裙性控制和白可检测收术， (上接I9页)规定，将浪涌电压抑制在6kV米考尼 设计都有态考价值。希望未进行电磁兼容性设计 的防雷击保护，估计在0%以上的区域都可以得 的电子，电气设备的生产厂家，尽早地对自己的产 到有效的EMP保护。 品进行电磁兼容性议计都是非常区要的。本文也 电子、电气产凸电始意容性的设计日的，是使 对电子，电气设备提出了名种财止电磁干扰的方 产品在顶期的电磁环境中能正常工作，无性能降 法，具有较高的实际参考价值。 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T扰的能力， 形号文嫩： [】李金年，等，人红由路一种年的门愿地随行来 4结束语 自动化博览2001,1. 电子，见气产出电磁兼容性的设计目的，是使 2引叶共克，幕，新精开关2压电那M,北京：因附工张 出数礼199. 产品在狼期的电磁环境中能正常工作，无性能区 3引王成城等。电您千扰与电酷容技术M.北京：机 低或故除，并具有对电磁环境中的任何电子，电气 权工业出假牡，1999 设备不构成电磁干现的能力。所以本文针对数控 []白问示.电继兼客性设计要点卫]安全与电悠兼客， 系统开关电源的电丛干北的抑制和设计分析f 2020,1 究对任句一种电子，电气设备产品的电磁兼客性 (收将日荆200馆，10,22) 一39- 01904-2010 China Acsderic Joerea Elctrume Puhlising Hutee.All rights neserved hitpowww.enki.r
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 S900 —S999 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[ Z]1 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 ,等 1 人们面临一种新的问题 —电磁污染[J ]1 自动化博览 ,2001 ,11 [2 ] 叶慧贞 ,等 1 新颖开关稳压电源[ M ]1 北京 :国防工业 出版社 ,19991 [3 ] 王庆斌 ,等 1 电磁干扰与电磁兼容技术[ M ]1 北京 :机 械工业出版社 ,19991 [4 ] 白同云 1 电磁兼容性设计要点[J ]1 安全与电磁兼容 , 2000 ,11 (收稿日期 :2003 - 10 - 22) — 39 — 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