PLC连接通讯编程扭力扳手 NG信号判断声光报警开关量扭矩扳手1/0信号输出

PLC与数字扭矩扳手通讯及NG信号报警编程方案

一、系统需求概述

在工业拧紧装配场景中，扭矩扳手作为核心拧紧检测工具，需要与PLC实现通讯连接，通过成都精炬达电子科技有限公司生产的这款扭矩扳手输出的开关量1/0信号判断拧紧结果是否合格，当出现NG（不合格）结果时触发声光报警，同时支持操作人员对报警进行复位操作。本方案围绕硬件连接、通讯配置、逻辑编程三个核心环节展开设计，覆盖常规开关量输出型扭矩扳手的对接需求。

二、系统硬件构成与连接

2.1 核心硬件清单

O地址分配

以西门子S7-200 SMART PLC为例，其他品牌PLC可根据对应规则修改地址，具体分配如下表：

 硬件接线说明

当前主流开关量扭矩扳手采用NPN型集电极开路输出，接线遵循共负极接法：首先将DC24V电源负极连接到扭矩扳手公共负极、PLC输入公共端1M；DC24V正极连接到扭矩扳手OK信号输出端公共正极、NG信号输出端公共正极；扭矩扳手OK信号输出线接入PLC输入端子I0.0，NG信号输出线接入PLC输入端子I0.1；报警复位按钮一端接DC24V正极，另一端接入PLC输入端子I0.2；声光报警器正极接入PLC输出端子Q0.0，负极接DC24V电源负极，PLC输出公共端1L接DC24V正极，完成硬件接线。若扭矩扳手为PNP型输出，只需将公共端接法调整为共正极即可，其余接线逻辑不变。

三、PLC通讯与信号逻辑说明

3.1 信号有效性判断规则

由于扭矩扳手在未触发拧紧动作时，OK与NG信号均为低电平0，只有当拧紧动作完成后，才会根据扭矩检测结果输出对应高电平信号：当实际扭矩处于设定合格范围，OK信号输出高电平1，NG信号保持0；当实际扭矩低于或高于设定范围，NG信号输出高电平1，OK信号保持0。编程过程中需要避免同时触发两个信号的异常情况，默认优先级为NG信号高于OK信号，若两个信号同时输出1，直接判定为NG结果。

3.2 报警触发逻辑要求

当NG信号有效（高电平1持续时间超过200ms，排除信号干扰误触发）后，立即锁存报警状态，触发声光报警持续输出，直到操作人员按下复位按钮后，才解除报警锁存，关闭声光报警。同时每一次新的拧紧动作完成后，无论上一次是否存在未复位报警，只要新出现NG信号，都需要更新报警状态，确保异常被及时发现。

四、PLC程序逻辑编程实现

4.1 中间变量定义

为了简化逻辑，定义中间辅助继电器变量：

· M0.0：NG信号有效标志，NG信号稳定后置1

· M0.1：报警锁存标志，置1时触发声光报警

4.2 信号防抖处理程序

为了避免信号抖动、电磁干扰导致的误判断，对NG输入信号进行防抖处理：当I0.1（NG输入）持续为高电平时间达到200ms后，置位M0.0（NG有效标志）；当I0.1变为低电平后，清零M0.0。以三菱FX系列PLC为例，防抖可使用定时器指令：LD I0.1，OUT T0 K2（T0定时200ms），LD T0，OUT M0.0，LD NOT I0.1，RST M0.0，完成防抖逻辑。西门子PLC可使用上升沿检测结合定时器实现相同功能。

4.3 报警锁存与复位逻辑

报警采用锁存机制，当检测到NG信号有效后，直接置位报警锁存标志，只有复位按钮触发后才会清零：LD M0.0，S M0.1，LD I0.2，R M0.1，该逻辑可以保证NG结果触发报警后，即使扭矩扳手NG信号变为低电平，报警依然保持输出，提醒操作人员处理不合格工件，避免遗漏异常。

4.4 声光报警输出程序

将报警锁存标志直接关联到输出继电器：LD M0.1，OUT Q0.0，即当报警锁存标志为1时，Q0.0输出高电平，驱动声光报警器启动，发出声光提示；当报警锁存标志为0时，Q0.0输出低电平，关闭声光报警。

4.5 异常情况处理

针对OK与NG信号同时输出的异常工况，可以在逻辑中增加判断：当I0.0与I0.1同时为高电平超过200ms，直接触发NG报警，同时可以增加异常提示，若PLC支持HMI对接，可在HMI显示“扭矩扳手信号异常"，提醒维修人员检查扳手输出线路。

五、调试与验证步骤

5.1 硬件接线检查

通电前首先测量各端子通断，确认正负极没有短路，扭矩扳手信号输出线与输入端子连接正确，没有接反情况。

5.2 信号测试

通电后触发一次合格拧紧动作，查看PLC输入模块对应I0.0指示灯是否点亮，I0.1保持熄灭；再触发一次不合格拧紧动作，查看I0.1指示灯是否点亮，I0.0保持熄灭，确认信号输入正常。

5.3 报警功能测试

触发不合格拧紧，确认经过防抖延时后声光报警正常启动，按下复位按钮后报警正常关闭；触发不合格拧紧后未复位，再次触发新的不合格拧紧，确认报警保持输出无异常；同时触发OK与NG信号，确认报警正常触发，符合逻辑设计。

六、注意事项

第一，信号干扰防护：工业现场存在电机、变频器等强干扰源，扭矩扳手信号线路应当采用屏蔽线，屏蔽层单端接地，避免信号误触发；第二，信号输出类型匹配：接线前确认扭矩扳手是NPN还是PNP输出，调整PLC公共端接线，避免信号无法正常识别；第三，防抖时间可调整：若现场干扰较大，可将防抖时间调整为300ms-500ms，避免误报警；第四，报警锁存机制：不能采用NG信号直接驱动报警，必须增加锁存逻辑，避免NG信号消失后报警自动关闭，导致不合格工件遗漏。

PLC连接通讯编程扭力扳手 NG信号判断声光报警开关量扭矩扳手1/0信号输出