液壓推桿中軟限位的應用

熊健

（天山鋼鐵巴州有限公司燒結廠，新疆 巴音郭楞蒙古自治州 841000）

1 研究背景

液壓推桿因其動作的精確性，所以在日常生產中常用做倉門、插板等控制，控制運用中必然用到各種限位，機械限位或者電感限位，來作為連鎖控制信號。在本地操作時，往往由于大多為可視化操作，故障較少，但對于遠程操作來說，看不到現場情況，無法了解設備狀態，就必定要依賴各種可靠的限位連鎖信號來實現控制。而在現實生產中，往往由于限位本身質量問題，或者現場振動、固定不牢、觸點不動作、機械碰傷等原因，造成限位不起作用，從而達不到控制要求，有時甚至發生燒毀電機、機械故障等事故，造成一定損失。為減少和避免這樣的情況發生，采用了程序中的軟限位，代替現實物理限位，大大減少了限位故障。本應用是遠程操作，所以對于本地操作不做相關論述。

2 程序編寫和畫面說明

以西門子PLC300[1]和WinCC[2]操作畫面為例，并以閥門操作來說明，簡略操作畫面如圖1 所示。

圖1 閥門操作簡略畫面

從圖1 操作畫面上可以清晰了解閥門的狀態，其中的開到位和關到位信號就是軟限位。在遠程操作中，為實現這2 個限位的展示，采用簡便的梯形圖[3]，以開和關來表示液壓推桿的正反動作，簡略程序如圖2、圖3、圖4 所示。

圖2 程序段1

圖3 程序段2

圖4 程序段3 與程序段4

圖2、圖3 為開操作的編程[4]，圖2、圖3 中，當遠程狀態時，點按M0.1，Q0.0 輸出動作，當Q0.0 輸出時，則I0.2 為1 開始計時，T1 計時結束時導通M0.3；圖4 中，M0.3 為1 時Q0.0 結束輸出，同時M0.5 置位，M0.5 就是開到位的信號，當點動M0.7，關操作時，M0.5 復位。之所以設置M0.5，是便于在操作畫出上顯示開到位信號，使相關人員了解現在推桿狀態，具體畫面設計根據實際情況，但大都包含圖1 中的幾個信號，即要有遠程信號、故障信號、運行信號、開到位信號、關到位信號。示例中此時操作畫面如圖5 所示。

圖5 推桿狀態操作畫面1

圖5 中的畫面，顯示了遠程信號和開到位信號，均變成綠色，實時反映閥門的開閥狀態，當要關閥時，點按關閥按鈕，反向運動指令發出時，開到位信號失去。

關操作的編程具體如圖6、圖7、圖8 所示。

圖6 程序段5

圖7 程序段6

圖8 程序段7 與程序段8

圖6、圖7 為關操作編程[1]，圖6、圖7 中，當遠程狀態時，點按M0.7，Q0.1 輸出動作，當Q0.1 輸出時，I0.4 作為運行信號，其為1 時T2 開始計時，T2計時結束時導通M1.0；圖8 中，M1.0 為1 時Q0.1 結束輸出，同時M1.1 置位，M1.1 就是關到位的信號，當點M0.1 開操作時，M1.1 復位。設置M1.1，是便于在操作畫出上顯示關到位信號，使相關人員了解現在推桿狀態。示例中此時操作畫面如圖9 所示。

圖9 推桿狀態操作畫面2

圖9 中的畫面，此時應顯示遠程信號和關到位信號，均變成綠色，反映閥門關閥狀態，如要開閥，當點按開閥按鈕，反向運動指令發出時，關到位信號失去。

3 現場調試

實際工作中，以閥門關狀態為標準位。當接線完畢后，首先確認液壓推桿無泄漏，油缸加足液油，油壓狀態正常；其次送電，送電后先試本地操作，本地操作開閥和關閥均正常后，將其轉到遠程操作，點動遠程，看遠程和本地動作方向是否一致，方向一致后，轉至本地操作，本地操作將推桿關閥到位，到達標準位后，開始遠程調試。

本地與遠程動作方向調試完畢后，將操作改到遠程狀態，然后在程序中設定T1、T2 的時限，時限以PLC 掃描周期[5]為準，通常以100 ms 為單位，即增加時限以100 ms 的整數倍增加，先以較短的時間開始調試，慢慢增加T1、T2 的數值，直到開閥關閥滿足現實生產要求，在操作畫面中清晰顯示所有信號，并且軟限位信號正常，調試結束。

在實際生產運用中，如果在工作現場添加視頻監控，則可以進一步方便于遠程操作人員進行操作。日常工作中要定期檢查液壓推桿的油壓，有無泄漏，保證其在正常工作狀態。

4 故障和不足

在本應用事例中，不足之處在于調試時比較繁雜，另外日常故障主要有4 種情況：①PLC 斷電。在斷電的情沖下，PLC 信號丟失，閥門狀態在操作畫面上就沒有了，當恢復供電時，要將液壓推桿轉換到現場操作并恢復到關閥的標準位，然后打到遠程，開始開閥操作，遠程操作畫面閥門狀態就有了，并與現場相一致。②PLC 本身故障。PLC 本身故障也會導致閥門狀態丟失，當故障排除，PLC 正常后，仍然現場操作，恢復到標準位，遠程做相應的開閥操作，恢復閥門狀態信號。③液壓推桿故障。液壓推桿本身故障會導致操作達不到生產要求，要定期檢查液壓推桿有無泄漏，液壓是否正常，閥門是否開到位或關到位等，實際生產中，在液壓推桿重新加油后，動作可能會有偏差，這時就需要重新調整動作時限以達到生產要求。④電機過載故障。電機在動作過程中產生過載跳閘后，這時遠程已不能進行操作，操作畫面會顯示故障信號，由于程序沒有執行完畢，同時軟限位信號也就沒有顯示了，這種情況下，在排除電機故障后，仍然現場操作恢復閥門標準位，遠程做相應的開閥操作，恢復閥門狀態信號。

5 結束語

通過PLC 編程，設置軟限位，遠程操作液壓推桿，運行平穩，避免了物理限位的故障。在推廣上，可以試著用于往復運動的場合，編程上可能更復雜。不足之處有2 點：①在于現場調試時，運行時限的確定要從短到長，多次調試加以確定，比較麻煩；②當發生故障時，主要有4 種情況，分別是PLC 斷電、PLC 本身故障、液壓推桿本身故障和電機過載跳停，則需要打到本地操作，將推桿回到關到位的標準位，然后才可以遠程操作，這種情況一般較少。