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畢業(yè)論文設計-基于plc的壓力過程控制系統(tǒng)設計(存儲版)

2025-02-11 19:31上一頁面

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【正文】 ........................ 27 FX2N4AD 模擬量轉換模塊 ............................................................................... 27 FX2N4DA 模擬特殊模塊 .................................................................................. 32 PLC 與計算機連接通訊 ..................................................................................... 35 第五章 調試 .................................................................................................................................. 36 調試步驟 ........................................................................................................................ 36 調試結果與常見故障分析 ............................................................................................. 36 調試 .................................................................................................................... 36 常見故障分析 .................................................................................................... 36 第六章 結論 .................................................................................................................................. 38 參考文獻 .......................................................................................................................................... 39 謝辭 .................................................................................................................................................. 40 徐衛(wèi)東畢業(yè)設計(論文) 1 第一章 緒論 自二十世紀六十年代美國推出可編程邏輯控制器 ( Programmable Logic Controller, PLC) 取代傳統(tǒng)繼電器控制裝置以來 , PLC得到了快速發(fā)展 , 在世界 各地得到了廣泛應用。目前,可編程控制器在機械制造、石 油化工、冶金鋼鐵、汽車、輕工業(yè)等領域的應用都得到了長足的發(fā)展。 特別在那些對實時性要求高,對成本敏感,對尺寸敏感的場合,嵌入式 PLC大有可為。 MCGS組態(tài)軟件支持多種硬件設備,實現(xiàn) “設備無關 ”,用戶不必因外部設備的局部改動,而影響整個系統(tǒng)。被控對象調節(jié)采用線性的理想特征,構成的控制系統(tǒng)為線性控制系統(tǒng)。氣開型是當膜頭上空氣壓力增加時,閥門向增加開度方向動作,當達到輸入氣壓上限時,閥門處于全開狀態(tài)。這時,宜選用氣開閥更安全些,因為一旦氣源停止供給 ,閥門處于關閉比閥門處于全開更合適。 控制方式的選擇 在控制系統(tǒng)中,串級控制系 統(tǒng)對改善控制過程的品質極為有效,它改善了單回路系統(tǒng)時間常數(shù)大、容易受到干擾等缺點,因此在生產(chǎn)過程中得到了廣泛的應用。 ③提高了系統(tǒng)的魯棒性 “魯棒性 ”又稱 “強壯性 ”,系統(tǒng)地控制品質對對象特性變化不靈敏,則系統(tǒng)的 “魯棒性 ”越好。在很多情況下,并不一定需要全部三個單元,可以取其中的一到兩個單元,但比例控制單元是必不可少的。當被控對象 的結構和參數(shù)不能完全掌握,或得不到精確的數(shù)學模型時,控制理論的其它技術難以采用時,系統(tǒng)控制器的結構和參數(shù)必須依靠經(jīng)驗和現(xiàn)場調試來確定,這時應用 PID控制技術最為方便。對一個自動控制系統(tǒng),如果在進入穩(wěn)態(tài)后存在穩(wěn)態(tài)誤差,則稱這個控制系統(tǒng)是有穩(wěn)態(tài)誤差的或簡稱有差系統(tǒng)( System with Steadystate Error)。解決的辦法是使抑制誤差的作用的變化 “超前 ”,即在誤差接近零時,抑制誤差的作用就應該是零。二是工程整定方法,它主要依賴工程經(jīng)驗,直接在控制系統(tǒng)的試驗中進行,且方法簡單、易于掌握,在工程實際中被廣泛采用。 在實際調試中, 可以 先大致設定一個經(jīng)驗值,然后根據(jù)調節(jié)效果修改。隨著它的快速發(fā)展,實時數(shù)據(jù)庫、實時控制、SCADA、通訊及聯(lián)網(wǎng)、開放數(shù)據(jù)接口、對 I/O設備的廣泛支持已經(jīng)成為它的主要內容。真正的 32位程序,支持多任務、多線程,運行于 Win95/98/NT/2022 平臺 功能強大的網(wǎng)絡數(shù)據(jù)同步、網(wǎng)絡數(shù)據(jù)庫同步構建,保證多個系統(tǒng)完美結合 在設備組態(tài)窗口中選 擇適當?shù)拇谕ㄓ嵲O備.添加 三菱 FX2N, 正確設置其屬性。 圖 壓力過程控制系統(tǒng) 徐衛(wèi)東 畢業(yè)設計(論文) 14 “壓力過程控制系統(tǒng)界面”的出現(xiàn)使得原本復雜系統(tǒng)變得一目了然,它直觀地展現(xiàn)了串級系統(tǒng)的工作方法和連接方法。 雙絞線連接 在 RS485/422 UNIT 中 SDA 與 SDB 和 RDA與 RDB間接電阻( 300歐姆),雙絞線在485BD側的屏蔽線要接地( 100歐姆或更低)。若用本構件來設置時,請?zhí)砑?D8121寄存器,然后往寄存器中寫數(shù)就可以了。 采集周期:為運行時, MCGS對設備進行操作的時間周期,單位為毫秒,一般在靜態(tài)測量時設為 1000ms,在快速測量時設為 200ms。(如圖 ) 圖 設備的內部屬性 增加通道: 單擊設備基本屬性中的“設置設備內部屬性”在打開的屬性頁中按“增加通道”按鈕,彈出增加通道窗口。 對開關量輸入輸出通道,在對應值一列顯示的是開關量狀態(tài),為 0表示關,為 1表示開。 FX2N 編程軟件的應用 PLC編程指令 程序中使用到的指令 指令 MOV [S1.] [S2.] MOV指令是指將 [S1.]中的內容存入 [S2.]中 指令 CMP [S1.] [S2.] [D.] CMP是兩數(shù)比較指令。軟件方法就是根據(jù) PID算法編制控制程序或直接調用 PID指令,后者較方便,但不是所有 PLC都支持。 數(shù)據(jù)傳輸:打開 FX2N4DA口。在應用軟件中,應用者還可以編入外圍器件的故障自診斷程序,使系統(tǒng)中除 PLC以外的電路及設備也獲得故障自診斷保護。它接口容易,編程語言易于為工程技術人員接受。 FX2N 特殊功能模塊的應用 為了擴大 PLC的應用范圍, FX2N系列 PLC開發(fā)出各種特殊功能 I/O模塊,以滿足各種工業(yè)控制的不同需求。FX2N4AD消耗 FX2N主單元或有源擴展單元 5V電源槽 30mA的電流 2. FX2N4AD的安裝注意事項: ( 1)模擬輸入通過雙絞屏蔽電纜來接收,電纜應遠離電源線或其他可能產(chǎn)生的電線 ( 2)如果輸入有電壓波動,或在外部接線中有電氣干擾,可以接一個平滑電容徐衛(wèi)東 畢業(yè)設計(論文) 28 器( , 25V) ( 3)如果使用電流輸入,請互連 V+和 I+端子。1% 轉換速度 15ms/通道 ( 常速 ), 6ms/通道 ( 高速 ) 4.緩沖存儲器( BFM)的分配 徐衛(wèi)東畢業(yè)設計(論文) 29 BFM 內容 *0 通道初始化 , 缺省值 =H0000 *1 通道 1 包含采樣數(shù)( 14096),用于得到平均結果,缺省值就為正常速度,高速操作可選擇 *2 通道 2 *3 通道 3 *4 通道 4 5 通道 1 這些緩沖區(qū)包含采樣數(shù)的平均輸入值,這些采樣數(shù)十分別輸入在緩沖區(qū)中的通道數(shù)據(jù) 6 通道 2 7 通道 3 8 通道 4 9 通道 1 這些緩沖區(qū)包含每個輸入通道讀入的當前值 10 通道 2 11 通道 3 12 通道 4 1314 保留 15 選擇轉換速度 如設為 0,則選擇正常速度, 15ms/通道 如設為 1,則選擇高速, 6ms/通道 說明: 帶 *號的緩存器( BFMS)可以使用 TO指令從 PC寫入;不帶 *號的緩沖存儲器的數(shù)據(jù)可以使用 FROM指令讀入 PC 在從模擬特殊功能模塊讀出數(shù)據(jù)之前,確保這些設置已經(jīng)送入模擬特殊功能模塊中。 4)對于具有相同增益和偏移量的通道,可以單獨或一起調整。 ( 3)如果輸出存在電氣噪聲或者電壓波動,可以連接一個平滑電容器( 。 H O O O O CH4 CH3 CH2 CH1 O=0:設置成電壓輸出模式(輸出 10V到 +10V電壓) O=1:設置成電流輸出模式(輸出 +4mA到 20mA電流) O=2:設置成電流輸出模式(輸出 0mA到 20mA電流) ( 2) BFM1, 2, 3, 4:分別表示輸出數(shù)據(jù)通道 CH1, CH2, CH3, CH4,且初始值均為 0。一旦設置了禁止調整功能,該功能將一直有效,直到設置了允許命令( BFM21=1)。 徐衛(wèi)東 畢業(yè)設計(論文) 36 第五章 調試 調試步驟 PLC串口連接 、計算機以及 PLC PLC串口通信和 MCGS串口通信 調試結果與常見故障分析 調試 調試結果:軟件與 PLC無法建立通信連接。 采樣周期太短,試著改變采樣周期。而工控機和組態(tài)軟件結合監(jiān)控系統(tǒng), 融合了較先進的自動化技術、計算機技術、通訊技術、故障診斷技術和軟件技術,廣泛應用在化工、供暖、機械、供水、水處理等多個領域,在工業(yè)生產(chǎn)中發(fā)揮越來越顯著的作用。隨著它的快速發(fā)展,實時數(shù)據(jù)庫、實時控制、 SCADA、通訊及聯(lián)網(wǎng)、開放數(shù)據(jù)接口、對 I/O設備的廣泛支持已經(jīng)成為它的主要內容,隨著技術的發(fā)展,監(jiān)控組態(tài)軟件將會不斷被賦予新的內容。 徐衛(wèi)東畢業(yè)設計(論文) 37 通信不可靠(不穩(wěn)定)若通信狀態(tài)時而為 0,時而為 1,表示通信不可靠,原因可能有: 通信距離太遠,一般不超過 50米。 工控機與 PLC 的通訊通過電纜來完成 ,它將 FX2N的編程口與計算機的 RS232口相連 ,具體設置是在下位機的編程環(huán)境 (FX2N 編程軟件 )和 MCGS 組態(tài)軟件的設備窗口中完成 的。 ( 6) BFM20:初始化:當 K1寫入 BFM20時,所有的值將被初始化成出廠設定。采用 4位十六進制數(shù)的形式。 2. FX2N4DA安裝注意事項: ( 1)對于模擬輸出使用雙絞線屏蔽電纜,電纜應遠離電源線或者其他可能產(chǎn)生電氣干擾的電線。若需要改 變增益和偏移,則( b1,b0)必須設為( 0, 1),缺省值是( 0, 1)。 2048~2047 分辨率 5mV 20uA 總體精度 177。 ( 3) FX2N4AD和 FX2N主單元之間通過緩沖存儲器交換數(shù)據(jù), FX2N4AD共有 32個緩沖存儲器(每個 16位) ( 4) FX2N4AD占用 FX2N擴展總線的 8個點。 ,重量輕,能耗低 以超小型 PLC為例,新近出產(chǎn)的品種底部尺寸小于 100mm,重量小于 150g,功耗僅數(shù)瓦。加上 PLC通信能力的增強及人機界面技術的發(fā)展,使用 PLC組成各種控制系統(tǒng)變得非常容易。從 PLC的機外電路來說,使用 PLC構成控制系統(tǒng),和同等規(guī)模的繼電接觸器系統(tǒng)相比,電氣接線及開關接點已減少到數(shù)百甚至數(shù)千分之一,故障也就大大降低。 打開 FX2N 特殊功能模 塊 模塊是否打開 數(shù)據(jù)輸入 PID 控制 數(shù)據(jù)輸出 結束 開始 控制閥動作 徐衛(wèi)東 畢業(yè)設計(論文) 24 數(shù)據(jù)傳輸:對兩個輸入端口進行設置,分別將兩個壓力罐的當前壓力值傳入 PLC的數(shù)據(jù)寄存器中,并且對 PID控制的數(shù)據(jù)進行設置。比如,指令 TO K2 K5 D10 K4就是指,當徐衛(wèi)東 畢業(yè)設計(論文) 22 該指令執(zhí)行時,就將 D10~ D13中的數(shù)據(jù)寫入編號為 2的特殊功能模塊中地址編號為5~ 8的數(shù)據(jù)緩沖寄存器中。 WUB 16位 無符號二進制 WB 16位 有符號二進制 WD 16位 4位 BCD DUB 3
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