基于plc的压力过程控制系统设计论文

1、石家庄科技信息职业学院毕业论文基于plc的压力过程控制系统设计学号：姓名：专业班级：指导教师：完成日期：基于plc的压力过程控制系统设计摘要：自二十世纪六十年代美国推出可编程逻辑控制器（ProgrammableLogicController,PL。取代传统继电器控制装置以来，PLC马到了快速发展，在世界各地得到了广泛应用。同时，PLC勺功能也不断完善。随着计算机技术、信号处理技术、控制技术网络技术的不断发展和用户需求的不断提高，PLCE开关量处理的基础上增加了模拟量处理和运动控制等功能。今天的PL6再局限于逻辑控制，在运动控制、过程控制等领域也发挥着十分重要的作用。目前，PLCS国内外已广泛应

2、用于钢铁、石油、化工、电力、建材、机械制造、汽车、轻纺、交通运输、环保及文化娱乐等各个行业。同时，计算机监控系统是采用集中监测、集中控制、集中显示、集中管理、集中保存的系统，融合了较先进的自动化技术、计算机技术、通讯技术、故障诊断技术和软件技术，广泛应用在化工、供暖、机械、供水、水处理等多个领域，在工业生产中发挥越来越显著的作用。关键词：MCGS软件编程FX2N-4DA模拟特殊模块plcABSTRACTSincethe1960s,waslaunchedintheUSAprogrammablelogiccontrollertoreplacetraditionalrelaycontroldevic

3、esince,PLCobtainedfastdevelopment,Intheworldcanbewidelyused.Meanwhile,PLCfunctionalsocontinuouslyimproved.Alongwiththecomputertechnology,thesignalprocessingtechnology,controltechnologynetworktechnologyunceasingdevelopmentanduserdemandunceasingenhancement,PLCintheswitchquantityprocessingbasedonincrea

4、sedanalogueprocessingandmotioncontroletc.Function.Meanwhile,PLCfunctionalsocontinuouslyimproved.Today'sPLCnolongerbureaubeconfinedtologiccontrol,motioncontrol,processcontroletcalsoplaysaveryimportantrole.Atpresent,thePLCathomeandabroadhavebeenusedwidelysteel,petroleum,chemicalindustry,electricpo

5、wer,buildingmaterials,machinerymanufacturing,automotive,textile,transportation,environmentalprotection,andculturalentertainmentindustries.Atthesametime,computermonitoringsystemistoadoptthecentralizedmonitoring,centralizedcontrol,centralizeddisplay,centralizedmanagement,theconcentratedpreservationsys

6、tem,shirt-sleeverelativelyadvancedautomationtechnology,computertechnology,communicationtechnology,faultdiagnosistechnologyandsoftwaretechnology,widelyusedinchemicalindustry,heating,machinery,watersupply,watertreatmentetc,inthecourseofindustrialproductionplaysmoreandmoreimportantrole.KEYWORDSTheMCGSs

7、oftwareprogrammingFX2N-4DAsimulationspecialmodulesplc1、 绪论6.（一）PLC控制在国内外的发展近况5（二）基于PLC的压力过程控制系统的发展前景5（三）设计主要内容5.2、 基于PLC的压力过程控制系统方案.6（一）设计方案6.（二）控制算法7.3、 硬件部分的实现.15（一）FX2N特殊功能模块的应用16四、软件部分实现9.（1） MCGS组态软件的介绍错误!未定义书签。（二）组态软件的应用9（三）FX2N编程软件的应用23五、调试与应用26（一'）调试步骤26（2） 调试结果与常见故障分析26（3） 应用28六、结论28参考文

8、献29谢辞30.一、绪论（一）PLC控制在国内外的发展近况20世纪末期，可编程控制器的发展特点是更加适应于现代工业的需要。从控制规模上来说，这个时期发展了大型机和超小型机；从控制能力上来说，诞生了各种各样的特殊功能单元，用于压力、温度、转速、位移等各式各样的控制场合；从产品的配套能力来说，生产了各种人机界面单元、通信单元，使应用可编程控制器的工业控制设备的配套更加容易。目前，可编程控制器在机械制造、石油化工、冶金钢铁、汽车、轻工业等领域的应用都得到了长足的发展。我国可编程控制器的引进、应用、研制、生产是伴随着改革开放开始的。最初是在引进设备中大量使用了可编程控制器。接下来在各种企业的生产设备及

9、产品中不断扩大了PLC的应用。目前，我国自己已可以生产中小型可编程控制器。可以预期，随着我国现代化进程的深入，PLC在我国将有更广阔的应用天地。（二）基于PLC的压力过程控制系统的发展前景近10年来，随着PLC价格的不断降低和用户需求的不断扩大，越来越多的中小设备开始采用PLC进行控制，PLC在我国的应用增长十分迅速。随着中国经济的高速发展和基础自动化水平的不断提高，今后一段时期内PLC在我国仍将保持高速增长势头。特别在那些对实时性要求高，对成本敏感，对尺寸敏感的场合，嵌入式PL仅有可为。（三）设计主要内容基于PLC的压力过程控制系统要求首先辨识压力的数学模型，然后用PLC进行智能控制设计。在

10、众多生产领域中，经常需要对压力罐等容器中的液位进行监控，以往常采用传统的继电器接触控制，使用硬连接电器多，可靠性差，自动化程度不高。而本课题采用可编程控制器（PLQ对压力进行监控，其电路结构简单，投资少，监控系统不仅自动化程度高，还具有在线修改功能，灵活性强，可直接运用于锅炉压力控制中，也可用于恒压供水系统中。二、基于PLC的压力过程控制系统方案(一)设计方案1设计方案“基于PLC的压力过程控制系统”利用工业控制计算机(IPC)作为上位机，利用MCGS软件作为程序开发平台，下位机采用可编程序控制器(三菱FX2止16MPLC),组成一个压力过程控制监控系统被控对象由上、下两个压力罐组成，其控制要

11、求为：将压力罐1的压力值P1和压力罐2的压力值P2分别控制在某个范围内。两个压力罐的压力信号分别由检测装置进行实时检测，然后将被测的标准信号经A/D转换后输入计算机，根据采集到的信号情况，计算机将控制信号经D/A转换后输出给执行机构，对气泵和控制阀进行通断控制，从而形成计算机控制的闭环控制方案。系统采用气泵包压供气，通过安装在出压力罐上的压力变送器，把压力信号变成420mA勺标准信号送入PLC(可编程控制器)，PLC通过PID程序运算后，输出转速信号送给电气转换器，由电气转换器控制阀的开度，调节气压，使压力罐内的压力保持在给定的压力值上。当气压大于或小于压力罐的气压范围时，通过PLC控制阀以达

12、到减压或者加压的目的，实现压力罐内气压保持在恒定范围内。2控制阀的选择主、副调节器：三菱FS2NPLC(2)压力变送器:2台DBYG-300AE力变送器(3)调节阀：2台ZMAP-100B、流量调节阀(4)电器转换器：2台QZD-1000电器转换器(5)减压器:3台QFH-221型空气过滤减压器(6)24VDC电源3控制方式的选择(1)审级系统的组成图2.2串级过程控制系统(2)采用审级控制系统用级系统由主、副两个控制回路组成，主、副调节其相串联工作。以一阶回路为外环，二阶回路为内环设计审级控制系统(3)用级系统的优点改善被控对象的特性能及时克服进入副回路的各种二次扰动，提高了系统的抗扰动能力

13、提高了系统的鲁棒性具有一定的自适应能力(二)控制算法1控制算法的选择PID控制器由比例单元(P)、积分单元(I)和微分单元(D)组成。其输入e(t)与输出u(t)的关系为tu(t)=kp(e(t)1/T|e(t)dtTD*de(t)/dt)0因此它的传递函数为：G(s)=U(s)/E(s)=kp(11/(TI*s)Td*s)其中,kp为比例系数；TI为积分时间常数；TD为微分时间常数它由于用途广泛、使用灵活，已有系列化产品，使用中只需设定三个参数(Kp,Ki和Kd）即可。在很多情况下，并不一定需要全部三个单元，可以取其中的一到两个单元,但比例控制单元是必不可少的。PID应用范围广。虽然很多工业

14、过程是非线性或时变的，但通过对其简化可以变成基本线性和动态特性不随时间变化的系统，这样PID就可控制了。PID参数较易整定。也就是，PID参数Kp,Ki和Kd可以根据过程的动态特性及时整定。如果过程的动态特性变化，例如可能由负载的变化引起系统动态特性变化，PID参数就可以重新整定。2 PID控制的原理和特点在工程实际中，应用最为广泛的调节器控制规律为比例、积分、微分控制，简称PID控制，又称PID调节。它以其结构简单、稳定性好、工作可靠、调整方便而成为工业控制的主要技术之一。当被控对象的结构和参数不能完全掌握，或得不到精确的数学模型时，控制理论的其它技术难以采用时，系统控制器的结构和参数必须依

15、靠经验和现场调试来确定，这时应用PID控制技术最为方便。即当我们不完全了解一个系统和被控对象，或不能通过有效的测量手段来获得系统参数时，最适合用PID控制技术。PID控制，实际中也有PI和PD控制。PID控制器就是根据系统的误差，利用比例、积分、微分计算出控制量进行控制的。3 PID控制器的参数整定PID控制器的参数整定是控制系统设计的核心内容。它是根据被控过程的特性确定PID控制器的比例系数、积分时间和微分时间的大小。PID控制器参数整定的方法很多，概括起来有两大类：一是理论计算整定法。它主要是依据系统的数学模型，经过理论计算确定控制器参数。这种方法所得到的计算数据未必可以直接用，还必须通过

16、工程实际进行调整和修改。二是工程整定方法，它主要依赖工程经验，直接在控制系统的试验中进行，且方法简单、易于掌握，在工程实际中被广泛采用。PID控制器参数的工程整定方法，主要有临界比例法、反应曲线法和衰减法。现在一般采用的是衰减曲线法。衰减比例法是指：在闭环系统中，在纯比例的情况下，按比例度占从大到小的变化规则，对于某一每值做小幅度的设定值阶跃干扰，直至出现4:1的衰减为止。利用该方法进行PID控制器参数的整定步骤如下：（1）首先预选择一个足够短的采样周期让系统工作；（2）仅加入比例控制环节，直到系统对输入的阶跃响应出现4:1的衰减曲线。记下这时的比例放大系数和衰减周期；（3）在一定的控制度下通

17、过公式计算得到PID控制器的参数。三、硬件部分实现（一）FX2N特殊功能模块的应用为了扩大PLC的应用范围，FX2N系列PLC开发出各种特殊功能I/O模块，以满足各种工业控制的不同需求。特殊功能I/O模块的类型有：模拟量输入、输出处理模块、高速处理模块、定位控制模块、PID模块、数字控制模块、联网通信模块、多参数输入模块、温度传感器输入模块、语言输出模块等等。1FX2N-4AD真拟量转换模块（1） FX2N-4AD勺结构：FX2N-4AD真拟特殊模块有四个输入通道，输入通道接收模拟信号并将其转换成数字量，这称为A/D转换。FX2N-4ADR大分期率是12位。基于电压或电流的输入/输出的选择通过

18、用户配线来完成，可选用的模拟值范围是-10V到10VDC（分期率率5mV。并且/或者4到20mA-20至1120mA分辨率：20uA）。FX2N-4ADBFX2N单元之间通过缓冲存储器交换数据，FX2N-4AB有32个缓冲存储器（每个16位）FX2N-4ADi用FX2N扩展总线的8个点。这8个点可以分配成输入或输出。FX2N-4AD肖耗FX2Nft单元或有源扩展单元5V电源槽30mAB电流（2） FX2N-4AD勺安装注意事项：模拟输入通过双绞屏蔽电缆来接收，电缆应远离电源线或其他可能产生的电线Z如果输入有电压波动，或在外部接线中有电气干扰，可以接一个平滑电容器（0.1uF至U0.47uF,2

19、5V）如果使用电流输入，请互连V琲口I+端子。如果存在电气干扰，请连接FG的外壳地端和FX2N-4AD勺接地端。连接FX2N-4AD勺接地端与主单元的接地端。可行的话，在主单元使用3级接地。（3）使用说明环境指标项目说明环境指标（除下面一项之外）与FX2N主单元相同耐压绝缘电压5000VAC1分钟（在所有端子和地之间）电源指标项目说明模拟电路24VDC±10%55mA（源于主单元的外部电源）数字电路5VDC30mA（源于主单元的内部电源）性能指标模拟输入项目电压输入电流输入电压或电流输入的选择基于对输入端子的选择，一次可同时使用4个输入点模拟输入范围DC-10到10V（输入阻抗：20

20、0千欧）DC-20至I20mA（输入阻抗：250欧）数字输出12位的转换结果以16位二进制补码方式储存。-20482047分辨率5mV20uA总体精度+1%+1%转换速度15ms/通道（常速），6ms/通道（高速）（4）缓冲存储器（BFM的分配BFM内容*#0通道初始化，缺省值=H0000*#1通道1包含采样数（1-4096）,用于得到平均结果，缺省值就为正常速度，高速操作可选择*#2通道2*#3通道3*#4通道4#5通道1这些缓冲区包含采样数的平均输入值，这些采样数十分别输入在缓冲区中的通道数据#6通道2#7通道3#8通道4#9通道1这些缓冲区包含每个输入通道读入的当前值#10通道2#11通

21、道3#12通道4#13-#14保留#15选择转换速度如设为0,则选择正常速度，15ms/通道如设为1,则选择高速，6ms/通道BFM7bb6b5b4b3b21bb0#16-#19保留*#20复位到缺省值和预设，缺省值=0*#21禁止调整偏移、增益值、缺省值=（0,1）允许*#22偏移、增益调整4O4G3O3G21O2O1*#23偏移值缺省值=0*#24增益值缺省值=5000#25-#28保留#29清除状态#30识别码K2010#31禁用缓冲存储器提供了利用软件调整偏移和增益值得手段偏移（截距）：当数字输出为0时的模拟输入值增益（斜率）：当数字输出为+1000时的模拟输入值（如图4.1所示）图4

22、.1增益和偏移通道选择通道的初始化由缓冲存储器BFM#0中的4位十六进制数字HOOOO制。第一位字符控制通道1,而第四个字如控制通道4。设置每一个字符的方式如下：0=0预设范围（-10V到10V）0=2:预设范围（-20mA到20mA0=1:预设范围（+4mAiU+20mA0=3:通道关闭根据控制对象的实际要求，程序设定为四通道4mAiJ20mA即预设值为：H1111模拟到数字转换速度的改变在FX2N-4AD勺BFM#15中写入0或1,就可以改变A/D转换的速度在程序中没有用到调整增益和偏移值1）当通过将BFM#2股为K1而将其激活后，包括模拟特殊功能模块在内的所有的设置将复位成缺省值，对于消

23、除不希望的增益和偏移调整，这是一种快速的方法。2）如果BFM#21的（b1,b0）设为（1,0）,增益和偏移的调整将被禁止，以防止操作者不正确的改动。若需要改变增益和偏移，则（b1,b0）必须设为（0,1）,缺省值是（0,1）。3）BFM#2等口#24的增益和偏移量杯传送到指定输入通道的增益与偏移的稳定寄存器，带调整的输入通道可以由BFM#2毡当的（增益-偏移）位来指定。4）对于具有相同增益和偏移量的通道，可以单独或一起调整。5）BFM#23f口#24种的增益和偏移量的单位是mV®uA,由于单元的分辨率，实际的响应将以5mVE20uA为最小刻度状态信息BFM#29BFM#29勺位设备

24、开ON关OFFb0:错误b1-b4中任何一个为ON如果b2到b4中任何一个为ON所有通道的A/D转换停止无错误b1：偏移/增益错误在EEPRO脚的偏移/增益数据不正常或者调整错误增益/偏移数据正常b2：电源故障24VDC电源故障电源正常b3：硬件错误A/D转换器或其它硬件故障硬件正常b10：数字范围错误数字输出值小于-2048或大于2047数字输出值正常b11：平均采样错误平均采样数不小于4097,或不大于0（使用缺省值8）平均正常（在1到4096之间）b12:偏移/增益调整禁止禁止BFM#21的（b1,b0）设为（1,0）允许BFM#21的（b1,b0）设为（1,0）识别码BFM#30可以使

25、用FROM旨令读出特殊功能模块的识别号，FX2N-4AM元的识别号是K20102 FX2N-4DA模拟特殊模块（1） FX2N-4DA勺结构：FX2N-4DA真拟特殊模块有四个输出通道，输出通道接收数字信号并转换成等价的模拟信号，这样称为D/A转换。FX2N-4DAR大分期率是12位基于输入/输出的电压电流选择通过用户配线完成，可选用的模拟值范围是-10V到10VDC（分期率5mV，或者0至1120mA（分期率20uQ,可被每个通道分别选择。FX2N-4D母口FX2单元之间通过缓冲存储器交换数据，FX2N-4DA#有32个存储器（每个16位）FX2N占用FX2NT展总线的8个点。这8个点可以分

26、配成输入或输出，FX2N-4DA消耗FX2N主单元或有源扩展单元5V电源槽的30mAt流。（2） FX2N-4DAS装注意事项：对于模拟输出使用双绞线屏蔽电缆，电缆应远离电源线或者其他可能产生电气干扰的电线。在输出电缆的幅载短使用单点接地（3级接地：不大于100欧姆）。如果输出存在电气噪声或者电压波动，可以连接一个平滑电容器（0.1uF到0.47uF。25V）。将FX2N-4DA勺接地端和可编程控制器的接地端连接在一起将电压输出端子短路或者连接电流输出负载道电压输出端子可能会损坏FX2N-4DA也可以使用可编程控制器24VDCR务电源。不要将任何单元连接到未用端子。（3）缓冲存储器（BFM的分

27、配BFM内容W#0E输出模式选择，出厂设置H0000#1#2#3#4#5E数据保持模式，出厂设置H0000#6,#7保留BFM#0俞出模式选择：BFM#0勺值使每个通道的模拟输出在电压输出和电流输出之间切换。采用4位十六进制数的形式。从右到左分别表示各个通道的输出模式，第一位数字是通道1的命令，第二位数字则是通道2的命令，以此类推。CH4CH3CH2CH1O=Q设置成电压输出模式（输出-10V至IJ+10V电压）0=1:设置成电流输出模式（输出+4mAU20mA电流）0=2设置成电流输出模式（输出0mAiJ20mAt流）BFM#1#2,#3,#4:分别表示输出数据通道CH1,CH2CH3CH4

28、且初始值均为0BFM#5数据保持模式：当可编程控制器处于停止（STOP模式，RUN奠式下的最后输出值将被保持。要复位这些值以使其成为偏移值，可将十六进制设置值写入BFM#升.HOOOOO=0:保持输出CH4CH3CH2CH1O=1:复位至U偏移值BFM说明#8(E)CH1,CH2的偏移/增益设定命令，初始值H0000#9(E)CH3,CH4的偏移/增益设定命令，初始值H0000W#10偏移数据CH1*1单位：mV；uA初始偏移值：0初始增益值+5,000模式0#11增益数据CH1*2#12偏移数据CH2*1#13增益数据CH2*2#14偏移数据CH3*1#15增益数据CH3*2#16偏移数据C

29、H4*1#17增益数据CH4*2#18,#19保留W#20(E)初始化，初始值=0#21E禁止调整I/O特性（初始值：1）#22,#28保留#29错误状态#30K3020识别码#31保留BFM#8#9:偏移/增益设置命令：在在BFM#城#9相应的十六进制数据位中写入1,以改变通道CH1到CH4的偏移和增益值，只有此命令输出后，当前值才会有效。BFM#1（a#17:偏移/增益数据：将新数据写入BFM#1（®#17,可以改变偏移和增益值。写入数据的单位是mV£者uA,数据写入后BFM#的#9作相应的设置BFM#20初始化：当K1写入BFM#20寸，所有的值将被初始化成出厂设定。

30、BFM#21禁止调整I/O特性：设置BFM#2伪2,会禁止用户对I/O特性的疏忽性调整。一旦设置了禁止调整功能，该功能将一直有效，直到设置了允许命令（BFM#21=1BFM#29错误信息：当出现错误时，可以用FRO版令从这里读出错误的信息。位名字位设为“1”时的状态位设为“0”时的状态b0错误b1到b4任何一位为ON无错b1O/G错误EEPRO忡的偏移/增益数据不正常或者发生设置错误偏移/增益数据正常b2电源错误24VDC电源故障电源正常b3硬件错误D/A转换器故障或者其他硬件故障没有硬件缺陷b10范围错误数字输入或模拟输出值超出指定范围输入或输出值在规定范围内b12G/O调整禁止状态BFM#

31、21没有设为“1”可调整状态BFM#21=1BFM#30特殊功能模块的识别码，可用FRO版令读取。FX2N-4DAI元的标识码是K302O,可编程控制器与特殊功能模块交换任何数据之前，可以在程序中使用标识码来确定特殊功能模块。3 PLC与计算机连接通讯FX系列PLC支持无协议的RS232和RS485通信协议两种通信方式。PLC的默认设置是只支持RS232通信，所以要使用RS485®信协议，必'须事先用RS232（即PLC的编程口）通信，设置寄存器PLCD8120寄存器，因此必须具有编程电缆一条。工控机与PLC的通讯通过电缆来完成，它将FX2N的编程口与计算机的RS232口相连

32、,具体设置是在下位机的编程环境（FX2N编程软件）和MCGS&态软件的设备窗口中完成的。工控机与数显仪表的具体设置在MCGSfi态软件的设备窗口中完成的四、软件部分的实现（一）MCGSI态软件的介绍MCGS6.2S用版是北京昆仑通态数十位软件开发精英，历时整整一年时间，辛勤耕耘的结晶，MCGS6.21用版无论在界面的友好性、内部功能的强大性、系统的可扩充性、用户的使用性以及设计理念上都有一个质的飞跃，是国内组态软件行业划时代的产品，必将带领国内的组态软件上一个新的台阶。主要指标：全中文可视化组态软件，简洁、大方，使用方便灵活 完善的中文在线帮助系统和多媒体教程 真正的32位程序，支持多

33、任务、多线程，运行于Win95/98/NT/2000平台 提供近百种绘图工具和基本图符，快速构造图形界面 支持数据采集板卡、智能模块、智能仪表、PLC变频器、网络设备等700多种国内外众多常用设备 支持温控曲线、计划曲线、实时曲线、历史曲线、XY曲线等多种工控曲线支持ODBCS口，可与SQLServer、Oracle、Access等关系型数据库互联 支持OPC8口、DDES口和OLEg术，可方便的与其他各种程序和设备互联 提供渐进色、旋转动画、透明位图、流动块等多种动画方式，可以达到良好的动画效果 上千个精美的图库元件，保证快速的构建精美的动画效果 功能强大的网络数据同步、网络数据库同步构建，

34、保证多个系统完美结合 完善的网络体系结构，可以支持最新流行的各种通讯方式，包括电话通讯网，宽带通讯网，ISDN通讯网，GPRSS讯网和无线通讯网MCGS6.2（MonitorandControlGeneratedSystem,通用监控系统）是一套用于快速构造和生成计算机监控系统的组态软件，能够在Windows平台上运行。通过对现场数据的采集处理。以动画显示、报警处理、流程控制、实时曲线、历史曲线和报表输出等多种方式。向用户提供解决实际工程问题的方案。充分利用windows图形功能完备、界面一致性好、易学易用的特点。比以往使用专用机开发的工业控制系统更具通用性，在自动化领域有着更广泛的应用。（二

35、）组态软件的应用1 MCGSfc件编程“基于PLC的压力过程控制系统”界面分成三个部分，分别是“压力过程控制系统”（图3.1）、“实时曲线”（图3.2）和“PID”（图3.3）图3.1压力过程控制系统“压力过程控制系统界面”的出现使得原本复杂系统变得一目了然，它直观地展现了用级系统的工作方法和连接方法。流动块的动作形象地展示了气体在管道中和压力罐中的流动方式。两个压力表则能更加清楚地显示压力的变化。图3.2实时曲线“实时曲线”界面能清楚地显示压力变化的曲线，使压力过程的变化更加直观。控制曲线的显示使得我们对控制方式和有更深入的了解，从而可以通过所学习的知识更好地改善系统。“PID控制”界面显示

36、了系统在进行比例积分微分控制时当前的PID值2 MCGSa件连接设置硬件连接类型：RS485通信用扩展模块FX0N-485ADPFX0N用，若连上FX2N-CNV-BDW以和FX2N®用。FX2N-485-BDFX2N用。双绞线连接在RS485/422UNIT中SDA与SDB和RDAWRDB句接电阻（300欧姆），双绞线在485BD侧的屏蔽线要接地（100欧姆或更低）。单绞线连接在单绞线连接时RS485/422UNIT中SDA与RDA1接，SDBtRDB®接，RDAWRDB间要接100欧姆左右的电阻。485BD的SDA与RDAS接,SDBtRDB®接，FX系列PL

37、C支持无协议的RS232和RS485通信协议两种通信方式。PLC的默认设置是只支持RS232通信，所以要使用RS485®信协议，必'须事先用RS232（即PLC的编程口）通信，设置寄存器PLCD8120寄存器，因此必须具有编程电缆一条。系统默认设置D8120=H0086g示9600,7,偶校验，1位停止位，无命令头和命令尾，整个命令不加校验和，无协议的通信方式，FX系列PLC在掉电后D8120恢复成H0086,所以此时不能用RS485通信，必须用编程软件或RS232a备驱动更改D812Q使其设置成RS4851信方式。RS4851信设置RS485通信时最女?设置成9600波特率

38、，7,偶校验，2位停止位若是采用协议1,不加校验和则向寄存器D8120中写H408E若是采用协议1,加校验和则向寄存器D8120中写H608E若是采用协议4,不加校验和则向寄存器D8120中写HC08E若是采用协议4,加校验和则向寄存器D8120中写HE08E需要注意的是，FX系列的PLC掉电后不能保存D8120中的数据，解决的办法是，使用D000-D255中的一个寄存器，把通信参数放在这里面，当上电后将寄存器中的数据移到D8120中，在FX2N系列的PLC中可以保存D8120中的数据，所以不需要这一步，相反在设置完D8120后需要把PLC的电源切断，在上电则设置的参数才能有效。地址设置若48

39、5总线上挂有多个PLC则必须设置D8121,系统默认的地址为0。地址的设置可以用编程软件，或使用本设备构件来设置。若用本构件来设置时，请添加D8121寄存器，然后往寄存器中写数就可以了。（如图3.4）基本屋性逋道连接|设备调试数据处理设备属性名设备属性值口内部属性设置设备内部属性>r果集优化0不优化南魏翔助查看设备在线帮勖设备名称设备3设备注释三羞_FX系列串口初始工作状态1-启动最小来集周期1DOO设备地址0通讯等待时间200快速采集次数0排汉格式0-协议1是否校噎1，求校壁图3.4通信设备属性设置由于系统中仅连接一个PLG所以将设备地址设置为“0”。串口设置三菱FX系列串口设备必须挂

40、接在通用用口父设备下，通用用口父设备在通用设备构件中。通用用口父设备是用来设置上位机与具体设备连接的通信参数和通信端口的。必须要注意的是，通信参数必须设置成与PLC的设置一样，否则就无法进行通信。只有将用口的各个属性设置正确，才能使MCGSfPLC设备正确连接、达到监控的效果。FX2N系列串口的属性包括内部属性：用来设置组态要具体操作的寄存器。设备名称：可根据需要来对设备进行重新命名，但不能和设备窗口中已有的其它设备构件同名。采集周期：为运行时，MCG对设备进行操作的时间周期，单位为毫秒，一般在静态测量时设为1000ms在快速测量时设为200ms初始工作状态：用于设置设备的起始工作状态，设置为

41、启动时，在进入MCG塞行环境时，MCGS自动开始对设备进行操作，设置为停止时，MCG不对设备进行操作，但可以用MCGS勺设备操作函数和策略在MCGS；行环境中启动或停止设备。设备地址：485通信必须个每个PLC设置一个地址，若有多个PLC可以同时在一个用口父设备下挂多个相同的设备，而以PLC的地址来区别。是否求校验：若在设置D8120中设置了有求校验和，这选择求校验，默认为不求校验。协议格式：485通信有两种协议格式，默认为0-协议1,还有一种是1-协议4,根据D8120而作出相应选择。设备内部属性内部属性用于设置PLC的读写通道，以便后面进行设备通道连接，从而把设备中的数据送入实时数据库中的

42、指定数据对象或把数据对象的值送入设备指定的通道输出。当第一次启动设备工作时，先把PLC中的数据读回来，之后本设备会将变化的值往下写，这种操作的目的是防止用户PLC程序中有些通道的数据在计算机第一次启动，或计算机中途死机时不能复位。设备中可操作PLC寄存器列表：X输入继电器（位操作只读）；Y输出继电器（位操作，可读可写）；M中间继电器（位操作，可读可写）；D变量存储器（字，双字，浮点，可读可写）；对其他的寄存器请使用D寄存器，或M继电器导动。（如图3.5）图3.5设备的内部属性增加通道：单击设备基本属性中的“设置设备内部属性”在打开的属性页中按“增加通道”按钮,弹出增加通道窗口序号设卷逋道读写类

43、耻1只读xniwn只读豢据2只读X0001只读数据3只读X0D02只读数据d只读XUUQW只读数据5只读K000。只谈就据E只读然00呜只读数据7只读XUUdE只读数据8只读xnuo7只读数据9读写DWUGQOQU读写数据10读写DWUB0DQ1读写数据11读写DWJB0D02读写数据12读写DMI日。弧3读写数据<>图3.6串口基本属性设置:理加通道；删除一个全部删除I索引拷贝在增加通道的属性页面上，可以对继电器类型进行选择。选择要对PLC中的那个继电器区或寄存器区进行操作即选择通道类型，可以选择是只读，只写，还是读写，软件默认状态是只读。选择操作继电器区或寄存器区的什么地方即输

44、入通道地址，比如，要以字操作的方式读或写DW15则在输入通道地址中写15。选择通道地址中的哪一位(00-7)或一次操作1个字16位或2个字32位，或浮点。同时也可以设置一次连续增加多少个PLC通道。设备调试设备调试在构件属性窗口的“设备调试”属性页中进行，以检查和测试本构件和PLC的通讯连接工作是否工作，在进行调试前，要先对通讯单元的各种跳线进行设置，计算机和通讯单元之间的通讯线也要正确连接。MCG射PLC设备的调试分为读和写两个部分：如果在“通道连接”属性页中显示的是读PLC通道，则在“设备调试”属性页中显示的是PLC中这些指定单元的数据状态；如果在“通道连接”属性页中显示的是写PLC通道，

45、则在“设备调试”属性页中把对应的数据写入到指定单元PLC中。对开关量输入输出通道，在对应值一列显示的是开关量状态，为0表示关，为1表示开。对输出通道，在对应值一列中，当用鼠标左键按下时，对应通道的输出状态为1,松开鼠标左键时，输出状态为00基本属性I通道连接:硬睿询试数据处理通道号对应数据对象通道值通道类型I01逋讯壮态标志1o.nQM参数修改才2u.u仪表类型3DO手自动状态40.0运行段数5prvcominD.D实时测量值fio.n第二输入值1u.u£根定值aD.DPID输出90.0第一报警状匐10第二报警状态|图3.7设备调试时各个对象的属性寄存器类型寄存器名称：这是一个字符型

46、变量，他表示当前要操作的寄存器，在这个驱动中，它的取值可以是：X,Y,M,D0寄存器地址：这是一个数值型变量，他表示当前要操作的寄存器地址，它的取值根据不同型号的PLC而有所不同。数据类型：这是一个字符型变量，他表示当前要操作的寄存器数据的数据类型，如果是位寄存器则该项不起作用可以设为“”，如果是数据类型它的取值可以是WB,WUB,WD,DB,DUB,DD,DF（I第一个字母表示数据的长度,W表示是字数据，D表示是双字数据。后一个或两个字母表示数据类型，B表示二进制数，D表示BCM,F表示浮点数，二进制数中带U表示无符号数，不带U的表示有符号数。WUB16位无符号二进制WB16位有符号二进制W

47、D16位4位BCDDUB32位无符号二进制DB32位有符号二进制DD32位8位BCDDF32位浮点数数据：这是一个数值型变量，它是用来存储设备命令数据的MCG变量，当然,如果是写设备命令，它也可以是一个常量。由于程序中将PLC的D0-D3D190-D193设置为和特殊功能模块缓存器交换数据的寄存器，所以，在设置中添加DO-D3D190-D193并且设置为读写寄存器（图4.6中显示）（三）FX2N编程软件的应用1控制程序的编写程序流程图图3.8程序编制流程图其中，打开特殊功能模块、数据输入、PID控制以及数据输出部分均由PLC控制程序梯形图说明MeOD20II-MLDH2C1(FBONKOK30

48、MKIa?K£010D4MOr®KQKIK4K2FBOIJK29EJM10KlFKlWKDK5D141K2初始化程序：打开FX2N-4AM殊功能,g块，当PLC没有错误信息时将特殊功能模块中K5K6的内容传送至IPLC的D141D142KT200-IPDIMDI43P144M4501犯D147DUOP143M73piovbltiWPK5MOVPKliOODITGWPDl77KODIBDW/PKO数据传输：对两个输入端口进行设置，分别将两个压力罐的当前压力值传入PLC的数据寄存器中，并且对PID控制的数据进行设置。由PID指令格式可得D140和D190中的内容为设定值D141

49、和D142中的内容为测量值D143和D173中的内容为采样时间，此处测量时间为100msD144和D174中的内容为动作方向，此处设定为ON即启动PID自整定D145和D175中的内容为滤波常数，此处设定为5D146和D176中的内容为比例增益（Kp）,此处设定为3000D147和D177中的内容为积分时间（TI）,此处设定为100*100msD149和D179中的内容为微分增益（KO,此处设定为0D150和D180中的内容为微分时间（TD）,此处设定为0msP1DP1DDHOD141D190D14SD143T19QD173J191数据处理：对两个输入端口的数据分别进行PID控制，将D141D

50、142中的测量值分别和D14gD190中的设定值进行比较，将输出值分别存入D19gD191中。150k|D19LJ0|7EOMKIK3OD4K1CHPK3120D4M0Ml172|1|QOKIKID19LK1数据传输：打开FX2N-4DAK把控制输出值，即D191中的值存入PLC的D0寄存器中,并且把这些数据移入特殊功能模块的1数据寄存器中。五、调试与应用（一）调试步骤检查设备是否有故障将计算机和PLC串口连接打开电源、计算机以及PLC检查PLC串口通信和MCG&口通信将系统连接成审级控制系统由响应曲线修改编程软件中的设定值（二）调试结果与常见故障分析1调试调试结果：软件与PLC无法建立通信连接。原因分析：由于在对“通信串口”进行设置时，没有正确设置PLC的实际地址，以至于软件与PLC无法建立连接。2常见故障分析无法建立通信连接检查PLC是否上电。485扩展模块连接是否正常，电源指示灯是否点亮，R躁据接收灯是否点亮，若电源指示灯不亮或数据接收也不亮，则是模块本身有问题。若电源指示灯亮且数据接收灯也亮，但SD灯不亮，则原因是通信参数设置与设备的格式不对。确认PLC的实际地址是否和用基本属性的地址一致，若不知道PLC的实际地址，则用编程软件查看D8121的值。通讯不可靠