液压推杆中软限位的应用

熊健

（天山钢铁巴州有限公司烧结厂，新疆 巴音郭楞蒙古自治州 841000）

1 研究背景

液压推杆因其动作的精确性，所以在日常生产中常用做仓门、插板等控制，控制运用中必然用到各种限位，机械限位或者电感限位，来作为连锁控制信号。在本地操作时，往往由于大多为可视化操作，故障较少，但对于远程操作来说，看不到现场情况，无法了解设备状态，就必定要依赖各种可靠的限位连锁信号来实现控制。而在现实生产中，往往由于限位本身质量问题，或者现场振动、固定不牢、触点不动作、机械碰伤等原因，造成限位不起作用，从而达不到控制要求，有时甚至发生烧毁电机、机械故障等事故，造成一定损失。为减少和避免这样的情况发生，采用了程序中的软限位，代替现实物理限位，大大减少了限位故障。本应用是远程操作，所以对于本地操作不做相关论述。

2 程序编写和画面说明

以西门子PLC300[1]和WinCC[2]操作画面为例，并以阀门操作来说明，简略操作画面如图1 所示。

图1 阀门操作简略画面

从图1 操作画面上可以清晰了解阀门的状态，其中的开到位和关到位信号就是软限位。在远程操作中，为实现这2 个限位的展示，采用简便的梯形图[3]，以开和关来表示液压推杆的正反动作，简略程序如图2、图3、图4 所示。

图2 程序段1

图3 程序段2

图4 程序段3 与程序段4

图2、图3 为开操作的编程[4]，图2、图3 中，当远程状态时，点按M0.1，Q0.0 输出动作，当Q0.0 输出时，则I0.2 为1 开始计时，T1 计时结束时导通M0.3；图4 中，M0.3 为1 时Q0.0 结束输出，同时M0.5 置位，M0.5 就是开到位的信号，当点动M0.7，关操作时，M0.5 复位。之所以设置M0.5，是便于在操作画出上显示开到位信号，使相关人员了解现在推杆状态，具体画面设计根据实际情况，但大都包含图1 中的几个信号，即要有远程信号、故障信号、运行信号、开到位信号、关到位信号。示例中此时操作画面如图5 所示。

图5 推杆状态操作画面1

图5 中的画面，显示了远程信号和开到位信号，均变成绿色，实时反映阀门的开阀状态，当要关阀时，点按关阀按钮，反向运动指令发出时，开到位信号失去。

关操作的编程具体如图6、图7、图8 所示。

图6 程序段5

图7 程序段6

图8 程序段7 与程序段8

图6、图7 为关操作编程[1]，图6、图7 中，当远程状态时，点按M0.7，Q0.1 输出动作，当Q0.1 输出时，I0.4 作为运行信号，其为1 时T2 开始计时，T2计时结束时导通M1.0；图8 中，M1.0 为1 时Q0.1 结束输出，同时M1.1 置位，M1.1 就是关到位的信号，当点M0.1 开操作时，M1.1 复位。设置M1.1，是便于在操作画出上显示关到位信号，使相关人员了解现在推杆状态。示例中此时操作画面如图9 所示。

图9 推杆状态操作画面2

图9 中的画面，此时应显示远程信号和关到位信号，均变成绿色，反映阀门关阀状态，如要开阀，当点按开阀按钮，反向运动指令发出时，关到位信号失去。

3 现场调试

实际工作中，以阀门关状态为标准位。当接线完毕后，首先确认液压推杆无泄漏，油缸加足液油，油压状态正常；其次送电，送电后先试本地操作，本地操作开阀和关阀均正常后，将其转到远程操作，点动远程，看远程和本地动作方向是否一致，方向一致后，转至本地操作，本地操作将推杆关阀到位，到达标准位后，开始远程调试。

本地与远程动作方向调试完毕后，将操作改到远程状态，然后在程序中设定T1、T2 的时限，时限以PLC 扫描周期[5]为准，通常以100 ms 为单位，即增加时限以100 ms 的整数倍增加，先以较短的时间开始调试，慢慢增加T1、T2 的数值，直到开阀关阀满足现实生产要求，在操作画面中清晰显示所有信号，并且软限位信号正常，调试结束。

在实际生产运用中，如果在工作现场添加视频监控，则可以进一步方便于远程操作人员进行操作。日常工作中要定期检查液压推杆的油压，有无泄漏，保证其在正常工作状态。

4 故障和不足

在本应用事例中，不足之处在于调试时比较繁杂，另外日常故障主要有4 种情况：①PLC 断电。在断电的情冲下，PLC 信号丢失，阀门状态在操作画面上就没有了，当恢复供电时，要将液压推杆转换到现场操作并恢复到关阀的标准位，然后打到远程，开始开阀操作，远程操作画面阀门状态就有了，并与现场相一致。②PLC 本身故障。PLC 本身故障也会导致阀门状态丢失，当故障排除，PLC 正常后，仍然现场操作，恢复到标准位，远程做相应的开阀操作，恢复阀门状态信号。③液压推杆故障。液压推杆本身故障会导致操作达不到生产要求，要定期检查液压推杆有无泄漏，液压是否正常，阀门是否开到位或关到位等，实际生产中，在液压推杆重新加油后，动作可能会有偏差，这时就需要重新调整动作时限以达到生产要求。④电机过载故障。电机在动作过程中产生过载跳闸后，这时远程已不能进行操作，操作画面会显示故障信号，由于程序没有执行完毕，同时软限位信号也就没有显示了，这种情况下，在排除电机故障后，仍然现场操作恢复阀门标准位，远程做相应的开阀操作，恢复阀门状态信号。

5 结束语

通过PLC 编程，设置软限位，远程操作液压推杆，运行平稳，避免了物理限位的故障。在推广上，可以试着用于往复运动的场合，编程上可能更复杂。不足之处有2 点：①在于现场调试时，运行时限的确定要从短到长，多次调试加以确定，比较麻烦；②当发生故障时，主要有4 种情况，分别是PLC 断电、PLC 本身故障、液压推杆本身故障和电机过载跳停，则需要打到本地操作，将推杆回到关到位的标准位，然后才可以远程操作，这种情况一般较少。