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以下是為 **三菱FX5U PLC** 設計的 **一閥多氣缸報警控制FB塊（結構化文本ST語言）** 的實現思路和代碼框架，支持氣缸數量動態配置、到位檢測及獨立報警功能：
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### **FB塊設計思路**
#### **功能需求**
1. **動態氣缸管理**：可配置氣缸數量（1~N個）。
2. **閥控邏輯**：單個電磁閥統一控制所有氣缸的 **進/退動作**。
3. **到位檢測**：每個氣缸獨立檢測 **前進到位（F_Sensor）** 和 **后退到位（R_Sensor）** 信號。
4. **獨立報警**：每個氣缸超時未到位或傳感器沖突時觸發報警。
5. **模式切換**：支持手動/自動控制。
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### **FB塊接口定義**
```st
FUNCTION_BLOCK CylinderGroupControl
VAR_INPUT
// 控制信號
Enable: BOOL; // FB使能
AutoMode: BOOL; // 自動模式（TRUE=自動，FALSE=手動）
ValveCmd: BOOL; // 電磁閥命令（TRUE=前進，FALSE=后退）
CylinderCount: INT := 8; // 氣缸數量（默認8個，可配置）
Timeout: TIME := T#5S; // 到位超時時間
END_VAR
VAR_IN_OUT
// 氣缸傳感器信號（數組索引1~N）
F_Sensor: ARRAY[1..20] OF BOOL; // 前進到位信號
R_Sensor: ARRAY[1..20] OF BOOL; // 后退到位信號
END_VAR
VAR_OUTPUT
// 報警及狀態
Alarm: ARRAY[1..20] OF BOOL; // 氣缸獨立報警
ValveOut: BOOL; // 電磁閥實際輸出（受報警互鎖）
END_VAR
VAR
// 內部變量
Timer: ARRAY[1..20] OF TON; // 超時檢測定時器
IsMoving: ARRAY[1..20] OF BOOL; // 氣缸動作中標志
END_VAR
```
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### **核心邏輯實現**
#### **1. 電磁閥輸出控制**
```st
// 電磁閥輸出互鎖：無報警時跟隨命令，有報警時強制關閉
ValveOut := ValveCmd AND (NOT ANY_ALARM);
```
#### **2. 氣缸動作監控**
```st
FOR i := 1 TO CylinderCount DO
// --- 氣缸動作邏輯 ---
IF Enable AND AutoMode THEN
// 根據閥命令設置目標狀態
CASE ValveCmd OF
TRUE: // 前進指令
IF NOT F_Sensor THEN
IsMoving := TRUE;
Timer(IN := TRUE, PT := Timeout);
ELSE
IsMoving := FALSE;
Timer(IN := FALSE);
END_IF;
FALSE: // 后退指令
IF NOT R_Sensor THEN
IsMoving := TRUE;
Timer(IN := TRUE, PT := Timeout);
ELSE
IsMoving := FALSE;
Timer(IN := FALSE);
END_IF;
END_CASE;
// --- 報警檢測 ---
// 報警條件1：超時未到位
Alarm := Timer.Q;
// 報警條件2：傳感器沖突（前進/后退同時ON）
Alarm := Alarm OR (F_Sensor AND R_Sensor);
ELSE
// 手動模式或FB禁用時復位狀態
IsMoving := FALSE;
Timer(IN := FALSE);
Alarm := FALSE;
END_IF;
END_FOR;
```
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### **報警匯總處理**
```st
// 全局報警標志（任一氣缸報警則觸發）
ANY_ALARM := BOOL_TO_WORD(Alarm[1]) <> 0;
FOR i := 2 TO CylinderCount DO
ANY_ALARM := ANY_ALARM OR Alarm;
END_FOR;
```
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### **使用示例**
```st
PROGRAM Main
VAR
CylinderFB: CylinderGroupControl; // 實例化FB
Sensor_F: ARRAY[1..8] OF BOOL AT X0; // 前進到位信號（X0-X7）
Sensor_R: ARRAY[1..8] OF BOOL AT X10; // 后退到位信號（X10-X17）
Alarm_Y: ARRAY[1..8] OF BOOL AT Y0; // 報警輸出（Y0-Y7）
Valve_Y: BOOL AT Y10; // 電磁閥輸出（Y10）
END_VAR
// 調用FB塊
CylinderFB(
Enable := TRUE,
AutoMode := TRUE,
ValveCmd := M0, // M0控制前進/后退
CylinderCount := 8, // 使用8個氣缸
Timeout := T#5S,
F_Sensor := Sensor_F,
R_Sensor := Sensor_R,
Alarm := Alarm_Y,
ValveOut := Valve_Y
);
```
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### **功能擴展**
#### **1. 手動模式干預**
```st
// 手動模式下可單獨控制某個氣缸
IF NOT AutoMode THEN
CylinderFB.F_Sensor[1] := Manual_F_Sensor1; // 手動模擬到位信號
CylinderFB.R_Sensor[1] := Manual_R_Sensor1;
END_IF;
```
#### **2. 報警復位**
```st
// 外部復位信號清除報警
IF ResetAlarm THEN
FOR i := 1 TO CylinderCount DO
CylinderFB.Alarm := FALSE;
END_FOR;
END_IF;
```
#### **3. 實時狀態監控**
```st
// 通過HMI顯示氣缸運動狀態
HMI_MovingStatus := CylinderFB.IsMoving;
```
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### **執行流程**
1. **初始化**：配置氣缸數量及超時時間。
2. **自動控制**：
- 電磁閥命令觸發后，所有氣缸開始動作。
- 每個氣缸獨立檢測到位信號并啟動超時計時。
3. **報警處理**：
- 超時或傳感器沖突時，對應氣缸報警并鎖定電磁閥輸出。
4. **恢復條件**：報警復位后重新允許閥動作。
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### **注意事項**
1. **硬件接線**：確保傳感器信號與PLC輸入地址正確映射。
2. **防抖動處理**：在傳感器輸入側添加濾波（如`TON`函數塊）。
3. **緊急停止**：在FB外部添加急停邏輯，直接切斷電磁閥輸出。
4. **氣缸數量限制**：根據PLC內存合理設置最大氣缸數（示例中為20）。
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此FB塊通過 **動態數組管理** 和 **獨立狀態監控**，實現了多氣缸的精準控制與報警，適用于自動化設備中氣動執行機構的集中管理。調試時建議使用 **GX Works3** 的交叉引用功能監控各氣缸狀態。
滬公網安備31010802001143號
