本文介紹了一種基於 Courzet-Soft 平台的順序功能圖（Sequential Function Chart，簡稱 SFC）程式應用。它提供了一個巨集（函數），用於封裝馬達啟動器的操作和行為。目標是建立一個可重複使用的對象，該對像不僅封裝了馬達啟動器的操作，還能提供運作狀態和故障狀態資訊。
馬達啟動器故障概述
我們先來了解馬達啟動器常見的故障。這些故障可分為以下四類：
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接觸器可能被強行接合，例如技術人員使用絕緣螺絲起子強行接合電樞。
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接觸器可能無法閉合。這可能是由於導線鬆脫、線圈燒毀、PLC 接點燒毀、中間繼電器故障或馬達啟動器輔助觸點出現問題造成的。
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接觸器可能無法保持閉合狀態。最常見的原因是馬達啟動器的過載保護裝置跳脫。這可能是由於物理過載、馬達故障、短時間內啟動/停止次數過多、相序不平衡或單相供電等原因造成的。
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接觸器可能無法斷開。在極端情況下，觸點可能已經熔焊在一起。
顯然，啟動馬達不僅僅是給線圈通電那麼簡單。隨著控制系統複雜性的增加，封裝故障偵測程式的巨集變得愈發重要。本文介紹了一種用於監控馬達啟動器輔助觸點的系統。可以添加多層保護來監控馬達運作情況，例如，使用帆形開關或電感式接近感測器來「監視」馬達驅動的齒輪。
技術提示：過載模組是將接觸器轉換為馬達啟動器的關鍵組件。過載模組的常閉觸點通常與線圈串聯。這提供了一種故障安全且獨立的馬達供電方式。
馬達啟動器狀態描述
既然我們已經列出了潛在故障，接下來就可以描述馬達啟動器的狀態了。狀態描述中使用了「有效」、「忙碌」和「故障」等形容詞。如果要將馬達物件整合到更大的系統中，識別這些術語至關重要。它們使我們能夠以最少的輔助邏輯將物件同步到更大的 PLC 程式中。請思考這些術語的用途：
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「有效」控制線表示馬達啟動器處於指令位置，無論是開啟或關閉。
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「忙碌」控制線表示馬達啟動器處於過渡階段。它可能正在開啟或關閉過程中。
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「故障」控制線表示故障。在更大的系統中，許多這樣的故障指示線可能會以「或」關係連接在一起。
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與故障控制線相關的是故障代碼。在本應用中，我們將為每種故障分配一個數值，包括：
- 強制關閉
- 關閉失敗
- 保持關閉失敗
- 打開失敗
故障代碼非常重要，技術人員可以利用它們來確定馬達啟動器故障的原因。在高級系統中，這些代碼可以添加時間戳並由系統記錄。更高級的解決方案還包括訊息字串，用於指示大型系統中哪個物件發生故障。
介紹順序功能圖解決方案
如果你尚未閱讀我之前關於 Crouzet-Soft SFC 的文章，現在正是回顧的好時機。該文章包含幾個重要的要點，例如：
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狀態機被編碼到 SFC 區塊
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「可重置初始步驟」區塊是代幣的建立來源。它還為所有 SFC 區塊提供不可見的重置線。
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從 SFC 區塊左側輸入的訊號用於開啟「小閘」，允許代幣進入下一個狀態。
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輸出邏輯位於 SFC 區塊的右側。
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我們可以自由地混合使用 Crouzet 的「連線模式」和「文字模式」。對於我們的應用，我們更推薦使用「文字模式」。這些青色的連接「線」消除了圖 1 中可能出現的雜亂無章的連線。
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「是」區塊用於展開節點。這在本應用中尤其重要，因為巨集的輸入線和區塊之間存在 一一 對應的關係。透過使用「是」區塊的節點複製功能，我們可以讓一個輸入連接到多個區塊。
從左到右觀察圖 1，我們可以看到組織結構。其主要分組如下：
- 輸入
- 「是」區塊和訊號反相器
- 編碼到 SFC 中的狀態機
- 帶有鎖存器的故障檢測區塊
- 輸出邏輯
- 輸出
圖 1：基於 SFC 的巨集，用於封裝馬達啟動器的操作。
SFC 中編碼了 4 個狀態，包括斷開、閉合、閉合和斷開。請注意，每個狀態都與 SFC 區塊的右側輸出相關聯。這些狀態足以描述馬達接觸器的物理位置。
故障狀態編碼在 SFC 之外。請注意，故障是基於狀態機觸發的。例如，考慮圖 2 所示的「閉合失敗故障」代碼的放大圖。這裡有一個 SFC 收斂到 AND 區塊和一個三輸入 AND 閘（三線連接，F = ABCC）。當上方 StateOpen 區塊的門被啟用時，代幣被分割。一個代幣直接進入收斂到 AND 區塊。另一個代幣「卡」在延時中，直到 500ms 後，當「沙漏」開啟時才會出現。同時，在物理世界中，馬達啟動器的輔助觸點應該閉合。如果所有三個事件在 500ms 內匯合，則代幣將傳遞給 StateClosed（圖中未顯示）。
請注意，Convergence-to-AND 區塊有兩個右側輸出，分別對應於兩個代幣。如果 500ms 的延遲到期且 AuxContact 未激活，則這兩個代幣將卡在該區塊中，導致 AND 4I 輸入端的兩個引腳為高電平。這與 NotAuxContact 區塊的邏輯高電平相結合，將啟動 SET/RST 區塊。然後，該訊號被饋送到其餘輸出邏輯，最終禁用整個區塊。
圖 2：FSC 的特寫視圖，顯示了 Convergence-to-AND 區塊。
結論
我們可以繼續描述輸出邏輯，但今天就不贅述了。我們可能已經達到了收益遞減的點。因此，我建議您下載附件。您可以在模擬器中執行該文件，但需要先開啟巨集並將 SFC 的閉合和開啟時間延遲從 500ms 設定為 5s。
請您在審閱附件代碼時，指出發現的任何錯誤。同時，也歡迎您提出任何提高程式碼可讀性的建議。
SFC_Motor_Start.pcs (72.5 KB)
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