【正文】 （ 3）調(diào)整增益和偏移值 1）當(dāng)通過將 BFM20設(shè)為 K1 而將其激活后，包括模擬特殊功能模塊在內(nèi)的所徐衛(wèi)東畢業(yè)設(shè)計（論文） 31 有的設(shè)置將復(fù)位成缺省值，對于消除不希望的增益和偏移調(diào)整，這是一種快速的方法。 2） 如果 BFM21的 （ b1,b0）設(shè)為（ 1， 0），增益和偏移的調(diào)整將被禁止，以防止操作者不正確的改動。若需要改變增益和偏移，則（ b1,b0）必須設(shè)為（ 0， 1），缺省值是（ 0， 1）。 3） BFM23和 24的增益和偏移量杯傳送到指定輸入通道的增益與偏移的穩(wěn)定寄存器，帶調(diào)整的輸入通道可以由 BFM22適當(dāng)?shù)模ㄔ鲆?偏移）位來指定。 4）對于具有相同增益和偏移量的通道，可以單獨或一起調(diào)整。 5） BFM23和 24種的增益和偏移量的單位是 mV或 uA，由于單元的分辨率，實際的響應(yīng)將以 5mV或 20uA為最小刻度。 （ 4）狀態(tài)信息 BFM29 BFM29的位設(shè)備 開 ON 關(guān) OFF b0:錯誤 b1b4中任何一個為 ON 如果 b2到 b4中任何一個為 ON，所有通道的 A/D轉(zhuǎn)換停止 無錯誤 b1：偏移 /增益錯誤 在 EEPROM中的偏移 /增益數(shù)據(jù)不正?；蛘哒{(diào)整錯誤 增益 /偏移數(shù)據(jù)正常 b2：電源故障 24V DC電源故障 電源正常 b3：硬件錯誤 A/D轉(zhuǎn)換器或其它硬件故障 硬件正常 b10：數(shù)字范圍錯誤 數(shù)字輸出值小于 2048或大于 2047 數(shù)字輸出值正常 b11：平均采樣錯誤 平均采樣數(shù)不小于 4097，或不大于0（使用缺省值 8） 平均正常（在 1到 4096之間） b12：偏移 /增益調(diào)整禁止 禁止 BFM21的（ b1,b0）設(shè)為 （ 1， 0） 允許 BFM21的（ b1,b0）設(shè)為（ 1， 0） （ 5）識別碼 BFM30 可以使用 FROM指令讀出特殊功能模塊的識別號， FX2N4AD單元的識別號是 K2021 徐衛(wèi)東 畢業(yè)設(shè)計（論文） 32 FX2N4DA 模擬特殊模塊 1． FX2N4DA 的結(jié)構(gòu)： （ 1） FX2N4DA模擬特殊模塊有四個輸出通道，輸出通道接收數(shù)字信號并轉(zhuǎn)換成等價的模擬信號，這樣稱為 D/A轉(zhuǎn)換。 FX2N4DA最大分辨率是 12位 （ 2）基于輸入 /輸出的電壓電流選擇通過用戶配線完成，可選用的模擬值范圍是 10V到 10VDC（分辨率 5mV） ,或者 0到 20mA（分辨率 20uA），可被每個通道分別選擇。 （ 3） FX2N4DA和 FX2N主單元之間通過緩沖存儲器交換數(shù)據(jù)， FX2N4DA共有 32個存儲器（每個 16位） （ 4） FX2N占用 FX2N擴(kuò)展總線的 8個點。這 8個點可以分配成輸入或輸出， FX2N4DA消耗 FX2N主單元或有源擴(kuò)展單元 5V電源槽的 30mA電流。 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(yīng)遠(yuǎn)離電源線或者其他可能產(chǎn)生電氣干擾的電線。 （ 2）在輸出電纜的幅載短使用單點接地（ 3級接地：不大于 100歐姆）。 （ 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（ 。 25V）。 （ 4）將 FX2N4DA的接地端和可編程控制器的接地端連接在一起 （ 5）將電壓輸出端子短路或者連接電流輸出負(fù)載道電壓輸出端子可能會損壞FX2N4DA。 （ 6）也可以使用可編程控制器 24VDC服務(wù)電源。 （ 7）不要將任何單元連接到未用端子。 3．緩沖存儲器（ BFM）的分配 BFM 內(nèi)容 W 0E 輸出模式選擇，出廠設(shè)置 H0000 1 2 3 徐衛(wèi)東畢業(yè)設(shè)計（論文） 33 4 5E 數(shù)據(jù)保持模式，出廠設(shè)置 H0000 6， 7 保留 （ 1） BFM0輸出模式選擇： BFM0的值使每個通道的模擬輸出在電壓輸出和電流輸出之間切換。采用 4位十六進(jìn)制數(shù)的形式。從右到左分別表示各個通道的輸出模式，第一位數(shù)字是通道 1的命令，第二位數(shù)字則是通道 2的命令，以此類推。 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。 （ 3） BFM5：數(shù)據(jù)保持模式：當(dāng)可編程控制器處于停止（ STOP）模式， RUN模式下的最后輸出值將被保持。要復(fù)位這些值以使其成為偏移值，可將十六進(jìn)制設(shè)置值寫入BFM5中。 H O O O O O=0：保持輸出 CH4 CH3 CH2 CH1 O=1：復(fù)位到偏移值 除了上述功能外，緩沖存儲器可以調(diào)整 FX2N4D的 I/O特性，并且將 FX2N4DA的狀態(tài)報告給可編程控制器 BFM 說明 8（ E） CH1， CH2的偏移 /增益設(shè)定命令，初始值 H0000 9（ E） CH3， CH4的偏移 /增益設(shè)定命令，初始值 H0000 W 10 偏移數(shù)據(jù) CH1*1 單位： mV或 uA 初始偏移值： 0 初始增益值 +5，000 11 增益數(shù)據(jù) CH1*2 12 偏移數(shù)據(jù) CH2*1 13 增益數(shù)據(jù) CH2*2 徐衛(wèi)東 畢業(yè)設(shè)計（論文） 34 14 偏移數(shù)據(jù) CH3*1 模式 0 15 增益數(shù)據(jù) CH3*2 16 偏移數(shù)據(jù) CH4*1 17 增益數(shù)據(jù) CH4*2 18， 19 保留 W 20（ E） 初始化，初始 值 =0 21E 禁止調(diào)整 I/O特性（初始值： 1） 22， 28 保留 29 錯誤狀態(tài) 30 K3020識別碼 31 保留 （ 4） BFM8， 9：偏移 /增益設(shè)置命令：在在 BFM8或 9相應(yīng)的十六進(jìn)制數(shù)據(jù)位中寫入 1，以改變通道 CH1到 CH4的偏移和增益值，只有此命令輸出后，當(dāng)前值才會有效。 （ 5） BFM10到 17：偏移 /增益數(shù)據(jù)：將新數(shù)據(jù)寫入 BFM10到 17，可以改變偏移和增益值。寫入數(shù)據(jù)的單位是 mV或者 uA，數(shù)據(jù)寫入后 BFM8和 9作相應(yīng)的設(shè)置。 （ 6） BFM20：初始 化：當(dāng) K1寫入 BFM20時，所有的值將被初始化成出廠設(shè)定。 （ 7） BFM21：禁止調(diào)整 I/O特性：設(shè)置 BFM21為 2，會禁止用戶對 I/O特性的疏忽性調(diào)整。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）。 （ 8） BFM29：錯誤信息：當(dāng)出現(xiàn)錯誤時，可以用 FROM指令從這里讀出錯誤的信息。 位 名字 位設(shè)為“ 1”時的狀態(tài) 位設(shè)為“ 0”時的狀態(tài) b0 錯誤 b1到 b4任何一位為 ON 無錯 b1 O/G錯誤 EEPROM中的偏移 /增益數(shù)據(jù)不正常或者發(fā)生設(shè)置錯誤 偏移 /增 益數(shù)據(jù)正常 b2 電源錯誤 24VDC電源故障 電源正常 b3 硬件錯誤 D/A轉(zhuǎn)換器故障或者其他硬件故障 沒有硬件缺陷 b10 范圍錯誤 數(shù)字輸入或模擬輸出值超出指定 輸入或輸出值在規(guī)定范圍徐衛(wèi)東畢業(yè)設(shè)計（論文） 35 范圍 內(nèi) b12 G/O調(diào)整禁止?fàn)顟B(tài) BFM21沒有設(shè)為“ 1” 可調(diào)整狀態(tài) BFM21=1 （ 9） BFM30：特殊功能模塊的識別碼，可用 FROM指令讀取。 FX2N4DA單元的標(biāo)識碼是 K3020，可編程控制器與特殊功能模塊交換任何數(shù)據(jù)之前，可以在程序中使用標(biāo)識碼來確定特殊功能模塊。 PLC 與計 算機(jī)連接 通訊 FX 系列 PLC 支持無協(xié)議的 RS232 和 RS485 通信協(xié)議兩種通信方式。 PLC 的默認(rèn)設(shè)置是只支持 RS232 通信，所以要使用 RS485 通信協(xié)議，必須事先用 RS232（即 PLC的編程口）通信，設(shè)置寄存器 PLC D8120 寄存器，因此必須具有編程電纜一條。 工控機(jī)與 PLC的通訊通過電纜來完成 ,它將 FX2N 的編程口與計算機(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。工控機(jī)與數(shù)顯儀表的具體設(shè)置在 MCGS 組態(tài)軟件的設(shè)備窗口中完成的。 徐衛(wèi)東 畢業(yè)設(shè)計（論文） 36 第五章 調(diào)試 調(diào)試步驟 PLC串口連接 、計算機(jī)以及 PLC PLC串口通信和 MCGS串口通信 調(diào)試結(jié)果與常見故障分析 調(diào)試 調(diào)試結(jié)果：軟件與 PLC 無法建立通信連接。 原因分析：由于在對“通信串口”進(jìn)行設(shè)置時，沒有正確設(shè)置 PLC 的實際地址，以至于軟件與 PLC無法建立連接。 常見故障分析 檢查 PLC是否上電。 485 擴(kuò)展模塊連接是否正 常，電源指示燈是否點亮， RD 數(shù)據(jù)接收燈是否點亮，若電源指示燈不亮或數(shù)據(jù)接收也不亮，則是模塊本身有問題。若電源指示燈亮且數(shù)據(jù)接收燈也亮，但 SD 燈不亮，則原因是通信參數(shù)設(shè)置與設(shè)備的格式不對。 確認(rèn) PLC的實際地址是否和串口基本屬性的地址一致，若不知道 PLC 的實際地址，則用編程軟件查看 D8121 的值 。 徐衛(wèi)東畢業(yè)設(shè)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(yuǎn)，一般不超過 50 米。 現(xiàn)場干擾太大，盡量使用屏蔽線。 采樣周期太短，試著改變采樣周期。 徐衛(wèi)東 畢業(yè)設(shè)計（論文） 38 第六章 結(jié)論 過程控制是指對溫度、壓力、流量等模擬量的閉環(huán)控制?；?PLC 的 壓力過程控制 系統(tǒng)，利用了工控機(jī)組態(tài)軟件的強大數(shù)據(jù)處理和圖形表現(xiàn)能力， PLC 抗干擾能力強、適用于工業(yè)現(xiàn)場的特點 ,以及變頻器的調(diào)速性能，融合了較先進(jìn)的自動化技術(shù)、計算機(jī)技術(shù)、通訊技術(shù)、故障診斷技術(shù)和軟件技術(shù)，具有可靠性高、維護(hù)容易等特點。系統(tǒng)實現(xiàn)了數(shù)據(jù)的集中管理、自動控制、故障檢測等多方面功能 ， 為 壓力過程控制系統(tǒng) 的連續(xù)、穩(wěn)定、安全運行提供了保證。 組態(tài)軟件 的 出現(xiàn)， 改變了 工控領(lǐng)域的用戶通過手工或委托第三方編寫 HMI應(yīng)用，開發(fā)時間長，效率低，可靠性差； 選擇余地小，不能滿足 用戶 需求 ； 難與外界進(jìn)行數(shù)據(jù)交互 以及 升級和增加功能都受到嚴(yán)重的限制 的現(xiàn)狀 。組態(tài)軟件的出現(xiàn)，把用戶從這些困境中解脫出來，可以利用組態(tài)軟件的功能，構(gòu)建一套最適合自己的應(yīng)用系統(tǒng)。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(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)軟件將會不斷被賦予新的內(nèi)容。 利用 計算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)采用集中監(jiān)測、集中控制、集中顯示、集中管理、集中保存的系統(tǒng) 。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)的自動化技術(shù)、計算機(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、水處理等多個領(lǐng)域，在工業(yè)生產(chǎn)中發(fā)揮越來越顯著的作用。 徐衛(wèi)東畢業(yè)設(shè)計（論文） 39 參考文獻(xiàn) . 監(jiān)控組態(tài)軟件及其應(yīng)用 , 清華大學(xué)出版社 , 2021 . 組態(tài)控制技術(shù) , 北京：電子工業(yè)出版社， 2021. . FX 系列 PLC 編程及應(yīng)用 , 北京：機(jī)械工業(yè)出版社 , 2021 . PLC 編程理論 算法及技巧 , 北京：機(jī)械工業(yè)出版社 , 2021 陳鐵年 可編程控制器原理與應(yīng)用，北京：國防工業(yè)出版社， 2021 6. . Shinskey . PROCESS CONTROL SYSTEMS application, design, and tuning, 7. NEW YORK. 2021 8. Norman S. Nise .Control Systems Engineering (Fourth Edition), NEW YORK .2021 徐衛(wèi)東 畢業(yè)設(shè)計（論文） 40 謝辭 本文作者在初期準(zhǔn)備期間，認(rèn)真閱讀和參考了大量有關(guān) PLC以及 MCGS的相關(guān)書籍，并將所學(xué)到的理論知識與相關(guān)開發(fā)軟件做了有機(jī)的結(jié)合。在指導(dǎo)教師和同學(xué)們的幫助下，終于 設(shè)計 出 了基于 PLC的壓力過程控制系統(tǒng) 。 但是由于時間的關(guān)系，控制系統(tǒng)還有很多可以完善的地方都沒有進(jìn)行進(jìn)一步完善，相關(guān)組態(tài)軟件所具有的功能還有許多是作者未曾開發(fā)和加以很好利用的，這不能不說不是一個遺憾。本人所能做到的就是將設(shè)計基 于 PLC的壓力過程控制系統(tǒng)過程中的經(jīng)驗和教訓(xùn)記錄下來，供繼續(xù)進(jìn)行這方面研究的讀者參考。此次設(shè)計是作者初次涉及 MCGS組態(tài)軟件 的應(yīng)用及設(shè)計，因此，在設(shè)計及論述過程中難免有錯誤和不妥之處，敬請各位老師和同學(xué)批評指正。 在此期間，指導(dǎo)老師熊曉老師給予了我很大的幫助，為我提供了不少設(shè)計建議和改進(jìn)思路，從而使我能順利的完成這次畢業(yè)設(shè)計，所以在此向她表示深深的謝意。 最后還要向文中引用到其學(xué)術(shù)論著及研究成