PLC编程工艺——单双电控气缸报警程序

单电控与双电控气缸的限位报警PLC程序逻辑分析

一、引言

气缸作为自动化控制中的关键执行元件，其稳定运行对于整个系统至关重要。根据控制方式的不同，气缸可以分为单电控和双电控两种类型。为了保障气缸在行程范围内安全运行，并防止气缸动作不到位而造成机械机构干涉或碰撞，限位报警功能显得尤为关键。本文将详细分析单电控和双电控气缸的限位报警PLC程序逻辑。

二、气缸类型及原理

单电控气缸 ：单电控气缸通常通过一个电磁阀控制气缸的伸出或缩回。其特点是控制简单，但功能相对单一，无法实现复杂的动作序列。双电控气缸 ：双电控气缸则通过两个电磁阀分别控制伸出和缩回动作，提供了更高的控制灵活性和精确性。双电控气缸可以实现更复杂的动作组合和顺序控制。

三、限位报警需求分析

为了确保气缸的动作有效或动作到位，防止其未动作或卡住等情况造成其他机构的干涉或碰撞，需要在气缸的极限位置或止挡位置设置磁性开关或位置检测传感器。当气缸接近或达到极限位置时，通过延时来进行判断，触发报警信号，提醒操作人员及时处理。

四、PLC程序逻辑设计

输入信号 ：PLC程序需要接收来自气缸位置传感器的输入信号，通常包括气缸的伸出和缩回位置信号。逻辑判断 ：根据气缸的类型和行程范围，设置相应的逻辑判断条件。对于电控气缸，主要判断电磁阀得电时，气缸是否动作到位，在失电时，气缸是否返回原位；对于双电控气缸，则需要判断在伸出阀得电时，气缸是否伸出到位，缩回阀得电时，气缸是否返回原位。报警输出 ：当气缸电磁阀动作时间超出设定的超时时间后，如还未检测到相应的位置信号，则认为气缸动作超时。PLC程序输出报警信号，驱动声光报警器发出报警提示。同时，程序应将报警信息记录在日志中，便于后续故障排查。报警解除 ：在报警被触发后，程序应提供一种解除报警的机制。通常情况下，需要操作人员确认并处理故障后，手动解除报警。

五、程序实现与优化

程序实现 ：根据上述逻辑设计，编写相应的PLC程序代码。在编写过程中，应注意代码的简洁性、可读性和可维护性。

下面以S71200系列PLC为例，编写一个气缸报警的FB块；

首先创建一个气缸报警功能块，并添加如下图所示的形参。

气缸报警块中的形参

然后编写传感器异常报警程序，其报警逻辑是，如果气缸安装的伸到位传感器或缩到位的传感器都有信号，或都没有信号超过了预设的超时时间，则触发传感器异常报警。梯形图程序如下图所示：

气缸传感器异常报警程序

在这里，我们将单电控气缸的电磁阀默认为是伸出阀。则我们认为，如果伸出阀动作时，超出超时设定时，还未检测到伸到位传感器信号，则认为该气缸伸出超时。触发该报警，梯形图程序如下图所示：

伸出超时报警程序

我们设置了一个气缸类型变量，用来区分单电控和双电控类型，气缸类型为0时，代表单电控，为1时代表双电控。当气缸类型为1时，缩回阀动作时，或者气缸类型为0，且伸出阀关闭时，如超时时间到达后还未检测到缩到位传感器信号，则认为缩回超时，触发该报警。梯形图如下图所示：

缩回超时报警程序

程序优化 ：为了提高程序的运行效率和稳定性，可以对程序进行优化。例如，采用模块化编程思想，将功能相似的代码封装成模块；使用定时器或中断功能，实现对气缸位置的实时监测和报警处理等。

六、总结与展望

本文详细分析了单电控和双电控气缸的限位报警PLC程序逻辑。通过实时监测气缸位置并与设定的极限位置进行比较，PLC程序能够在气缸超时的情况下判断是否动作到位江及时发出报警，从而保障设备联锁动作和人员的安全。在实际应用中，还需根据具体的气缸型号和应用场景对程序进行适当的调整和优化。

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PLC用ST语言开发的执行气缸功能块的程序解析

程序展现

下面两张图片就是功能块 FB_Actuator (*执行器*) 全部程序逻辑，分为如下几部分：

1、安全防呆程序逻辑；

2、自动模式下动作气缸，自动模式选项；

3、自动模式下动作气缸，普通模式选项；

4、手动模式下动作气缸，自锁模式选项；

5、手动模式下动作气缸，普通模式选项；

6，气缸位置信号状态显示，模拟输出选项；

7，气缸位置信号状态显示，实际输出选项；

8，手动操作时，报警逻辑；

9，气缸动作时间计算；

10，报警逻辑；

调用功能块时，通过输入参数选择相应的功能，你可以只选择其中一个功能，例如，手动功能，那么这个程序块就只有手动操作功能。

声明变量，定义输入输出借口和中间变量

整套程序逻辑

功能块的优势

整套逻辑实现了简单的气缸动作功能，做成功能块是为了封装多种功能，一劳永逸。

我这里用这个简单的功能块做程序的案例讲解编程思路，其实在实际项目中，通过不断地添加功能和优化程序，一段时间积累后就可以开发真正的一劳永逸的功能块，适用于市面上绝大多是电磁阀，单稳态，双稳态等，都适用，改个参数的就行！

我用的倍福的ST框架，西门子同样可以用SCL写出相同的功能块，有心的同学做项目过程中会一直完善自己的功能块，几年下来，使用自己完善的功能块，做个项目那就是分分钟搞定，剩余时间打打游戏，搞搞自媒体，挺爽！！

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