急停与安全链路:条件丢失即停机、锁存、手动复位
急停不是一个"更急的停止按钮"。它的正确行为有两层:安全条件(急停、安全门、过载)任何一条丢失, 运行立即断开;条件恢复后设备不允许自己恢复运行,必须人工确认复位。 这一页用梯形图把这两个原则搭出来,练习时可直接打开 PLC 在线仿真器 边搭边跑,其它示例见 梯形图示例库。
题目
设备有三个安全条件:急停回路正常、安全门关闭、热继保护未动作。三者任意一个丢失:立即断开运行输出并点亮报警灯;全部恢复后,仍需按下复位按钮才能清除报警、允许重新运行。
变量表
| 变量名 | 类型 | 习惯地址 | 说明 |
|---|---|---|---|
| 急停回路 | 布尔 | I0.0 | 1 = 正常(硬件用常闭触点,按下/断线时为 0) |
| 安全门 | 布尔 | I0.1 | 1 = 门已关闭 |
| 热继保护 | 布尔 | I0.2 | 1 = 正常未动作 |
| 复位按钮 | 布尔 | I0.3 | 手动确认 |
| 安全条件 | 布尔 | M0 | 三个条件都满足时为 1 |
| 故障锁存 | 布尔 | M1 | 一旦条件丢失就保持为 1 |
| 运行允许 | 布尔 | Q0.0 | 送给设备的使能/接触器 |
| 报警灯 | 布尔 | Q0.1 | 锁存期间常亮 |
梯形图逻辑
安全条件:[ I0.0 ] ─ [ I0.1 ] ─ [ I0.2 ] ─ ( M0 常开线圈 ) 锁存置位:[ /M0 ] ─ ( 置位线圈 M1 ) 条件一丢,立刻锁存 锁存复位:[ I0.3 常开 ] ─ [ M0 常开 ] ─ ( 复位线圈 M1 ) 条件恢复 + 按复位才清除 运行允许:[ M0 常开 ] ─ [ /M1 ] ─ ( Q0.0 ) 报警灯: [ M1 常开 ] ─ ( Q0.1 )
逻辑:
M0 = 急停回路 · 安全门 · 热继保护 M1:/M0 置位,复位按钮 · M0 复位 (锁存) 运行允许 Q0.0 = M0 · /M1 报警灯 Q0.1 = M1
三行逻辑各自在做什么
- M0:把三个安全条件串成一个"总条件",串联就是与逻辑,任意一条为 0,M0 即为 0
- M1 置位:注意用的是 M0 的常闭触点——只要 M0 不为 1,就无条件置位锁存。条件瞬间丢失也会被抓住
- M1 复位:串联了"复位按钮"和"M0 常开"两个条件——安全条件没恢复时按复位无效,恢复了不按也无效
- 运行允许:M0 提供条件、/M1 拦锁存。急停一按,Q0.0 立即为 0,不需要等任何定时
搭建步骤
- 变量表建好上表 8 个变量
- 安全条件梯级:三个常开触点串联 → 常开线圈 M0
- 锁存置位梯级:M0 的常闭触点 → 置位线圈 M1
- 锁存复位梯级:复位按钮常开 + M0 常开 → 复位线圈 M1
- 运行允许梯级:M0 常开 + M1 常闭 → 常开线圈 Q0.0
- 报警梯级:M1 常开 → 常开线圈 Q0.1
- 开始模拟:把安全门置 0,确认运行立即断开、报警灯亮
- 把安全门置回 1:报警灯仍然亮——这就是锁存
- 按复位按钮:报警清除、允许恢复。再把急停回路置 0 重复一遍,确认行为一致
要点:
① 急停≠停止按钮。停止按钮是"有序停机"(先减速、后断负载);急停要求立即切断动力。程序里的急停逻辑只是补充,
真正第一层保护是硬件安全链:急停按钮直接串在接触器线圈/变频器 STO 回路里。
② 急停按钮接常闭触点:不按时回路是通的(信号=1),按下断开(=0)。断线、端子松脱也等于"按下",这叫 fail-safe。
③ 复位必须是"手动 + 条件恢复"两个条件同时满足,绝不允许自动复位——否则故障恢复瞬间设备自己启动,正是最危险的时候。
④ 对安全等级有要求的设备,安全链要用安全继电器或安全型 PLC(F-CPU)实现,标准程序不承担安全等级。
变体与延伸
- 接入起保停:把运行允许 Q0.0 作为触点串进 起保停回路, 或者在启动按钮的链路里串联 M0 常开、M1 常闭——停止逻辑与安全逻辑就接上了
- 故障区分:三个条件各接一盏诊断灯,或多加一个"锁存"输入通道锁定故障源,便于维修
- 配合步进程序:在 步进控制里,每个输出梯级都串上 Q0.0 触点,一停全停
- 急停与报警分离:急停要立即切断输出(不经过 PLC 或经由安全链),报警只需记录和提示,两者职责不同
练习完成后,如果你想把这套安全逻辑用到真实的西门子 S7-1500 工程里,可以先用 梯形图转 SCL 得到结构化文本,再用 TiaLink(博途 MCP 网关) 写进博途工程并下载到 PLCSIM 仿真。