【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