【正文】 ........................ 27 FX2N4AD 模擬量轉(zhuǎn)換模塊 ............................................................................... 27 FX2N4DA 模擬特殊模塊 .................................................................................. 32 PLC 與計(jì)算機(jī)連接通訊 ..................................................................................... 35 第五章 調(diào)試 .................................................................................................................................. 36 調(diào)試步驟 ........................................................................................................................ 36 調(diào)試結(jié)果與常見(jiàn)故障分析 ............................................................................................. 36 調(diào)試 .................................................................................................................... 36 常見(jiàn)故障分析 .................................................................................................... 36 第六章 結(jié)論 .................................................................................................................................. 38 參考文獻(xiàn) .......................................................................................................................................... 39 謝辭 .................................................................................................................................................. 40 徐衛(wèi)東畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 1 第一章 緒論 自二十世紀(jì)六十年代美國(guó)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(lái) ， PLC得到了快速發(fā)展 ， 在世界 各地得到了廣泛應(yīng)用。目前，可編程控制器在機(jī)械制造、石 油化工、冶金鋼鐵、汽車、輕工業(yè)等領(lǐng)域的應(yīng)用都得到了長(zhǎng)足的發(fā)展。 特別在那些對(duì)實(shí)時(shí)性要求高，對(duì)成本敏感，對(duì)尺寸敏感的場(chǎng)合，嵌入式 PLC大有可為。 MCGS組態(tài)軟件支持多種硬件設(shè)備，實(shí)現(xiàn) “設(shè)備無(wú)關(guān) ”，用戶不必因外部設(shè)備的局部改動(dòng)，而影響整個(gè)系統(tǒng)。被控對(duì)象調(diào)節(jié)采用線性的理想特征，構(gòu)成的控制系統(tǒng)為線性控制系統(tǒng)。氣開(kāi)型是當(dāng)膜頭上空氣壓力增加時(shí)，閥門向增加開(kāi)度方向動(dòng)作，當(dāng)達(dá)到輸入氣壓上限時(shí)，閥門處于全開(kāi)狀態(tài)。這時(shí)，宜選用氣開(kāi)閥更安全些，因?yàn)橐坏庠赐Ｖ构┙o ，閥門處于關(guān)閉比閥門處于全開(kāi)更合適。 控制方式的選擇 在控制系統(tǒng)中，串級(jí)控制系 統(tǒng)對(duì)改善控制過(guò)程的品質(zhì)極為有效，它改善了單回路系統(tǒng)時(shí)間常數(shù)大、容易受到干擾等缺點(diǎn)，因此在生產(chǎn)過(guò)程中得到了廣泛的應(yīng)用。 ③提高了系統(tǒng)的魯棒性 “魯棒性 ”又稱 “強(qiáng)壯性 ”，系統(tǒng)地控制品質(zhì)對(duì)對(duì)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(gè)單元，可以取其中的一到兩個(gè)單元，但比例控制單元是必不可少的。當(dāng)被控對(duì)象 的結(jié)構(gòu)和參數(shù)不能完全掌握，或得不到精確的數(shù)學(xué)模型時(shí)，控制理論的其它技術(shù)難以采用時(shí)，系統(tǒng)控制器的結(jié)構(gòu)和參數(shù)必須依靠經(jīng)驗(yàn)和現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試來(lái)確定，這時(shí)應(yīng)用 PID控制技術(shù)最為方便。對(duì)一個(gè)自動(dòng)控制系統(tǒng)，如果在進(jìn)入穩(wěn)態(tài)后存在穩(wěn)態(tài)誤差，則稱這個(gè)控制系統(tǒng)是有穩(wěn)態(tài)誤差的或簡(jiǎn)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(shí)，抑制誤差的作用就應(yīng)該是零。二是工程整定方法，它主要依賴工程經(jīng)驗(yàn)，直接在控制系統(tǒng)的試驗(yàn)中進(jìn)行，且方法簡(jiǎn)單、易于掌握，在工程實(shí)際中被廣泛采用。 在實(shí)際調(diào)試中， 可以 先大致設(shè)定一個(gè)經(jīng)驗(yàn)值，然后根據(jù)調(diào)節(jié)效果修改。隨著它的快速發(fā)展，實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)、實(shí)時(shí)控制、SCADA、通訊及聯(lián)網(wǎng)、開(kāi)放數(shù)據(jù)接口、對(duì) I/O設(shè)備的廣泛支持已經(jīng)成為它的主要內(nèi)容。真正的 32位程序，支持多任務(wù)、多線程，運(yùn)行于 Win95/98/NT/2022 平臺(tái) 功能強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)同步、網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫(kù)同步構(gòu)建，保證多個(gè)系統(tǒng)完美結(jié)合 在設(shè)備組態(tài)窗口中選 擇適當(dāng)?shù)拇谕ㄓ嵲O(shè)備．添加 三菱 FX2N， 正確設(shè)置其屬性。 圖 壓力過(guò)程控制系統(tǒng) 徐衛(wèi)東 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 14 “壓力過(guò)程控制系統(tǒng)界面”的出現(xiàn)使得原本復(fù)雜系統(tǒng)變得一目了然，它直觀地展現(xiàn)了串級(jí)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(cè)的屏蔽線要接地（ 100歐姆或更低）。若用本構(gòu)件來(lái)設(shè)置時(shí)，請(qǐng)?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(yùn)行時(shí)， MCGS對(duì)設(shè)備進(jìn)行操作的時(shí)間周期，單位為毫秒，一般在靜態(tài)測(cè)量時(shí)設(shè)為 1000ms，在快速測(cè)量時(shí)設(shè)為 200ms。（如圖 ） 圖 設(shè)備的內(nèi)部屬性 增加通道： 單擊設(shè)備基本屬性中的“設(shè)置設(shè)備內(nèi)部屬性”在打開(kāi)的屬性頁(yè)中按“增加通道”按鈕，彈出增加通道窗口。 對(duì)開(kāi)關(guān)量輸入輸出通道，在對(duì)應(yīng)值一列顯示的是開(kāi)關(guān)量狀態(tài)，為 0表示關(guān)，為 1表示開(kāi)。 FX2N 編程軟件的應(yīng)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(nèi)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(diào)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(kāi) FX2N4DA口。在應(yīng)用軟件中，應(yīng)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(shè)備也獲得故障自診斷保護(hù)。它接口容易，編程語(yǔ)言易于為工程技術(shù)人員接受。 FX2N 特殊功能模塊的應(yīng)用 為了擴(kuò)大 PLC的應(yīng)用范圍， FX2N系列 PLC開(kāi)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(kuò)展單元 5V電源槽 30mA的電流 2． FX2N4AD的安裝注意事項(xiàng)： （ 1）模擬輸入通過(guò)雙絞屏蔽電纜來(lái)接收，電纜應(yīng)遠(yuǎn)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(dòng)，或在外部接線中有電氣干擾，可以接一個(gè)平滑電容徐衛(wèi)東 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 28 器（ ， 25V） （ 3）如果使用電流輸入，請(qǐng)互連 V+和 I+端子。1% 轉(zhuǎn)換速度 15ms/通道 （ 常速 ）， 6ms/通道 （ 高速 ） 4．緩沖存儲(chǔ)器（ BFM）的分配 徐衛(wèi)東畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 29 BFM 內(nèi)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(jié)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(gè)輸入通道讀入的當(dāng)前值 10 通道 2 11 通道 3 12 通道 4 1314 保留 15 選擇轉(zhuǎn)換速度 如設(shè)為 0，則選擇正常速度， 15ms/通道 如設(shè)為 1，則選擇高速， 6ms/通道 說(shuō)明： 帶 *號(hào)的緩存器（ BFMS）可以使用 TO指令從 PC寫入；不帶 *號(hào)的緩沖存儲(chǔ)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(shè)置已經(jīng)送入模擬特殊功能模塊中。 4）對(duì)于具有相同增益和偏移量的通道，可以單獨(dú)或一起調(diào)整。 （ 3）如果輸出存在電氣噪聲或者電壓波動(dòng)，可以連接一個(gè)平滑電容器（ 。 H O O O O CH4 CH3 CH2 CH1 O=0：設(shè)置成電壓輸出模式（輸出 10V到 +10V電壓） O=1：設(shè)置成電流輸出模式（輸出 +4mA到 20mA電流） O=2：設(shè)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(shè)置了禁止調(diào)整功能，該功能將一直有效，直到設(shè)置了允許命令（ BFM21=1）。 徐衛(wèi)東 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 36 第五章 調(diào)試 調(diào)試步驟 PLC串口連接 、計(jì)算機(jī)以及 PLC PLC串口通信和 MCGS串口通信 調(diào)試結(jié)果與常見(jiàn)故障分析 調(diào)試 調(diào)試結(jié)果：軟件與 PLC無(wú)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(jī)和組態(tài)軟件結(jié)合監(jiān)控系統(tǒng)， 融合了較先進(jìn)的自動(dòng)化技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、通訊技術(shù)、故障診斷技術(shù)和軟件技術(shù)，廣泛應(yīng)用在化工、供暖、機(jī)械、供水、水處理等多個(gè)領(lǐng)域，在工業(yè)生產(chǎn)中發(fā)揮越來(lái)越顯著的作用。隨著它的快速發(fā)展，實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)、實(shí)時(shí)控制、 SCADA、通訊及聯(lián)網(wǎng)、開(kāi)放數(shù)據(jù)接口、對(duì) I/O設(shè)備的廣泛支持已經(jīng)成為它的主要內(nèi)容，隨著技術(shù)的發(fā)展，監(jiān)控組態(tài)軟件將會(huì)不斷被賦予新的內(nèi)容。 徐衛(wèi)東畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 37 通信不可靠（不穩(wěn)定）若通信狀態(tài)時(shí)而為 0，時(shí)而為 1，表示通信不可靠，原因可能有： 通信距離太遠(yuǎn)，一般不超過(guò) 50米。 工控機(jī)與 PLC 的通訊通過(guò)電纜來(lái)完成 ,它將 FX2N的編程口與計(jì)算機(jī)的 RS232口相連 ,具體設(shè)置是在下位機(jī)的編程環(huán)境 (FX2N 編程軟件 )和 MCGS 組態(tài)軟件的設(shè)備窗口中完成 的。 （ 6） BFM20：初始化：當(dāng) K1寫入 BFM20時(shí)，所有的值將被初始化成出廠設(shè)定。采用 4位十六進(jìn)制數(shù)的形式。 2． FX2N4DA安裝注意事項(xiàng)： （ 1）對(duì)于模擬輸出使用雙絞線屏蔽電纜，電纜應(yīng)遠(yuǎn)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?cè)鲆婧推疲瑒t（ b1,b0）必須設(shè)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(guò)緩沖存儲(chǔ)器交換數(shù)據(jù)， FX2N4AD共有 32個(gè)緩沖存儲(chǔ)器（每個(gè) 16位） （ 4） FX2N4AD占用 FX2N擴(kuò)展總線的 8個(gè)點(diǎn)。 ，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(qiáng)及人機(jī)界面技術(shù)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(jī)外電路來(lái)說(shuō)，使用 PLC構(gòu)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(kāi)關(guān)接點(diǎn)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(kāi) FX2N 特殊功能模 塊 模塊是否打開(kāi) 數(shù)據(jù)輸入 PID 控制 數(shù)據(jù)輸出 結(jié)束 開(kāi)始 控制閥動(dòng)作 徐衛(wèi)東 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 24 數(shù)據(jù)傳輸：對(duì)兩個(gè)輸入端口進(jìn)行設(shè)置，分別將兩個(gè)壓力罐的當(dāng)前壓力值傳入 PLC的數(shù)據(jù)寄存器中，并且對(duì) PID控制的數(shù)據(jù)進(jìn)行設(shè)置。比如，指令 TO K2 K5 D10 K4就是指，當(dāng)徐衛(wèi)東 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 22 該指令執(zhí)行時(shí)，就將 D10～ D13中的數(shù)據(jù)寫入編號(hào)為 2的特殊功能模塊中地址編號(hào)為5～ 8的數(shù)據(jù)緩沖寄存器中。 WUB 16位 無(wú)符號(hào)二進(jìn)制 WB 16位 有符號(hào)二進(jìn)制 WD 16位 4位 BCD DUB 3