每周一个编程小例子：模拟量信号报警

剑指工控星期日, 02/08/2026 - 10:05 发表

引言

在工业自动化过程中，监控和报警系统是确保设备和过程安全的重要手段。模拟量信号经常用于表示温度、压力、流量等关键工艺参数，及时发现异常并触发报警，可以有效避免设备损坏或生产事故。本文将介绍一个 PLC 功能块——FB_AnalogAlarm，它用于对模拟量信号进行多级报警监测，能够灵活处理不同级别的报警需求（如高高报警、低低报警等），并且支持死区设置以避免频繁的报警触发。

1 程序代码及介绍

下面是完整的 PLC 程序代码(代码基于 CodeSys 平台的 ST 语言)：

FUNCTION_BLOCK FB_AnalogAlarm
VAR_INPUT
ProcessValue : REAL; // 过程值
HighHighLimit : REAL; // 高高限
HighLimit : REAL; // 高限
LowLimit : REAL; // 低限
LowLowLimit : REAL; // 低低限
Deadband : REAL := 1.0; // 死区
END_VAR
VAR_OUTPUT
HighHighAlarm : BOOL; // 高高报警
HighAlarm : BOOL; // 高报警
LowAlarm : BOOL; // 低报警
LowLowAlarm : BOOL; // 低低报警
AlarmActive : BOOL; // 任何报警激活
END_VAR
VAR
HighHighFlag : BOOL;
HighFlag : BOOL;
LowFlag : BOOL;
LowLowFlag : BOOL;
END_VAR
// 功能说明：对模拟量信号进行报警监测，支持高报、高高报、低报、低低报。
// 高高报警（带死区）
IF ProcessValue > HighHighLimit THEN
HighHighFlag := TRUE;
ELSIF ProcessValue < (HighHighLimit - Deadband) THEN
HighHighFlag := FALSE;
END_IF
// 高报警（带死区）
IF ProcessValue > HighLimit THEN
HighFlag := TRUE;
ELSIF ProcessValue < (HighLimit - Deadband) THEN
HighFlag := FALSE;
END_IF
// 低报警（带死区）
IF ProcessValue < LowLimit THEN
LowFlag := TRUE;
ELSIF ProcessValue > (LowLimit + Deadband) THEN
LowFlag := FALSE;
END_IF
// 低低报警（带死区）
IF ProcessValue < LowLowLimit THEN
LowLowFlag := TRUE;
ELSIF ProcessValue > (LowLowLimit + Deadband) THEN
LowLowFlag := FALSE;
END_IF
HighHighAlarm := HighHighFlag;
HighAlarm := HighFlag AND NOT HighHighFlag; // 高高报警优先
LowAlarm := LowFlag AND NOT LowLowFlag; // 低低报警优先
LowLowAlarm := LowLowFlag;
AlarmActive := HighHighAlarm OR HighAlarm OR LowAlarm OR LowLowAlarm;

2 程序介绍

输入变量

ProcessValue：模拟量信号的当前值，如温度、压力或其他工艺参数。
HighHighLimit、HighLimit、LowLimit、LowLowLimit：分别为高高限、高限、低限、低低限，定义了不同级别的报警阈值。
Deadband：死区，用于避免频繁的报警触发。例如，当过程值稍微超出报警阈值时，死区可以防止报警的频繁波动。

输出变量

HighHighAlarm、HighAlarm、LowAlarm、LowLowAlarm：表示各个报警级别的状态，TRUE表示报警激活，FALSE表示没有报警。
AlarmActive：任何报警激活时，值为 TRUE，否则为 FALSE。

内部变量

HighHighFlag、HighFlag、LowFlag、LowLowFlag：内部标志，用于表示各个报警条件是否满足。

功能实现

程序根据输入的模拟量信号和设置的阈值进行判断，判断过程是否超出设定的报警范围。
每个报警级别都带有死区设置，这意味着信号稍微波动不会立即触发报警，只有当信号持续超过或低于死区范围时才会触发报警。
通过 IF 语句，程序检查模拟量信号是否超出对应的限值，并设置相应的报警标志。
高报警和低报警在处理时优先考虑高高报警和低低报警。例如，当高高报警触发时，高报警将不被激活。
最终，通过将各个报警标志组合，确定是否有任何报警被激活，并输出 AlarmActive。

3 应用场景

工业自动化控制：在化工、电力、制造等行业，常常需要监测和报警系统来保证设备运行在安全范围内。此功能块可以用于温度、压力、流量等参数的实时监控。

安全系统：对于需要对极限值进行严格控制的过程，例如气体泄漏监测、压力过载保护等，本功能块可帮助及时响应，防止事故发生。

设备故障预测：通过模拟量信号监控设备状态，当过程值接近或超出安全范围时，可以提前发出报警，提示操作人员进行检查和维护。

4 拓展思考

报警联动：可以在报警触发后，自动联动执行其他操作，如关闭阀门、启动备用设备或切换工作模式，以最大限度地避免事故发生。

报警历史记录：功能块可以扩展为记录报警事件，包括报警时间、过程值、报警级别等，方便后续分析和故障诊断。

多级报警扩展：目前的程序支持四个级别的报警，未来可以增加更多级别的报警，例如设置警告级别（如“注意”），以帮助操作员提前采取预防措施。

总结

FB_AnalogAlarm 功能块提供了一个高效、灵活的模拟量信号报警监控解决方案，能够根据不同的需求生成多级报警，避免因频繁波动而产生误报，并且带有死区设置以保证系统稳定性。它适用于各类工业过程控制系统，能够及时监测和响应异常情况，从而提高系统的安全性和可靠性。随着技术的不断发展，未来可以进一步扩展功能，加入更多报警功能和智能化控制，提高系统的整体性能。

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