基于PLC的压力过程控制系统设计样本.doc

目 录
第一章 绪论 - 1 -
1.1 PLC控制在国内外发展近况 - 1 -
1.2 基于PLC压力过程控制系统发展前景 - 2 -
1.3 MCGS6.2软件 - 2 -
1.4 设计目和规定 - 2 -
第二章 基于PLC压力过程控制系统方案 - 4 -
2.1 设计方案 - 4 -
2.1.1 设计方案 - 4 -
2.1.2 控制阀选取 - 5 -
2.1.3 控制方式选取 - 6 -
2.2 控制算法 - 7 -
2.2.1 控制算法选取 - 7 -
2.2.2 PID控制原理和特点 - 8 -
2.2.3 PID控制器参数整定 - 9 -
第三章 软件某些实现 - 11 -
3.1 MCGS组态软件 - 11 -
3.1.1　组态软件简介 - 11 -
3.1.2 国内组态软件比较与选取 - 11 -
3.2 组态软件应用 - 13 -
3.2.1 MCGS软件编程 - 13 -
3.3.2 MCGS软件连接设立 - 15 -
3.3 FX2N编程软件应用 - 21 -
3.3.1 PLC编程指令 - 21 -
3.3.2 控制程序编写 - 22 -
第四章 硬件某些实现 - 26 -
4.1 PLC特点 - 26 -
4.2 FX2N特殊功能模块应用 - 27 -
4.2.1 FX2N-4AD模仿量转换模块 - 27 -
4.2.2 FX2N-4DA 模仿特殊模块 - 32 -
4.2.3 PLC与计算机连接通讯 - 35 -
第五章 调试 - 36 -
5.1 调试环节 - 36 -
5.2 调试成果与常用故障分析 - 36 -
5.2.1 调试 - 36 -
5.2.2 常用故障分析 - 36 -
第六章 结论 - 38 -
参照文献 - 39 -
谢辞 - 40 -

第一章 绪论
自二十世纪六十年代美国推出可编程逻辑控制器（Programmable Logic Controller，PLC）取代老式继电器控制装置以来，PLC得到了迅速发展，在世界各地得到了广泛应用。同步，PLC功能也不断完善。随着计算机技术、信号解决技术、控制技术网络技术不断发展和顾客需求不断提高，PLC在开关量解决基本上增长了模仿量解决和运动控制等功能。今天PLC不再局限于逻辑控制，在运动控制、过程控制等领域也发挥着十分重要作用。
当前，PLC在国内外已广泛应用于钢铁、石油、化工、电力、建材、机械制造、汽车、轻纺、交通运送、环保及文化娱乐等各个行业。
同步，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、集中保存系统，融合了较先进自动化技术、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、水解决等各种领域，在工业生产中发挥越来越明显作用。
1.1 PLC控制在国内外发展近况
20世纪末期，可编程控制器发展特点是更加适应于当代工业需要。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，诞生了各种各样特殊功能单元，用于压力、温度、转速、位移等各式各样控制场合；从产品配套能力来说，生产了各种人机界面单元、通信单元，使应用可编程控制器工业控制设备配套更加容易。当前，可编程控制器在机械制造、石油化工、冶金钢铁、汽车、轻工业等领域应用都得到了长足发展。
国内可编程控制器引进、应用、研制、生产是随着着改革开放开始。最初是在引进设备中大量使用了可编程控制器。接下来在各种公司生产设备及产品中不断扩大了PLC应用。当前，国内自己已可以生产中小型可编程控制器。可以预期，随着国内当代化进程进一步，PLC在国内将有更辽阔应用天地。
1.2 基于PLC压力过程控制系统发展前景
近来，随着PLC价格不断减少和顾客需求不断扩大，越来越多中小设备开始采用PLC进行控制，PLC在国内应用增长十分迅速。随着中华人民共和国经济高速发展和基本自动化水平不断提高，此后一段时期内PLC在国内仍将保持高速增长势头。 特别在那些对实时性规定高，对成本敏感，对尺寸敏感场合，嵌入式PLC大有可为。
1.4 设计目和规定
基于PLC压力过程控制系统规定一方面辨识压力数学模型,然后用PLC进行智能控制设计。
在众多生产领域中，经常需要对压力罐等容器中液位进行监控，以往常采用老式继电器接触控制，使用硬连接电器多，可靠性差，自动化限度不高。而本课题采用可编程控制器（PLC）对压力进行监控，其电路构造简朴，投资少，监控系统不但自动化限度高，还具备在线修改功能，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。

第二章 基于PLC压力过程控制系统方案
基于PLC压力过程控制系统规定一方面辨识压力数学模型,然后用PLC进行智能控制设计。
在众多生产领域中，经常需要对压力罐等容器中液位进行监控，以往常采用老式继电器接触控制，使用硬连接电器多，可靠性差，自动化限度不高。而本课题采用可编程控制器（PLC）对压力进行监控，其电路构造简朴，投资少，监控系统不但自动化限度高，还具备在线修改功能，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。
可以依照需要构成不同阶（1或2阶）被控对象。压缩空气通过两路进入压力容器中，通过两个流量调节阀，在单回路控制过程中，可以把一路作为主回路，另一路作为干扰回路。被控对象调节采用线性抱负特性，构成控制系统为线性控制系统。
2.1 设计方案
2.1.1 设计方案
“基于PLC压力过程控制系统”运用工业控制计算机 (IPC) 作为上位机，运用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FX2N—16M PLC)，构成一种压力过程控制监控系统（如图2.1）。
FameView
PC机
PLC
上位机
下位机

图2.1 压力过程监控系统
被控对象由上、下两个压力罐构成，其控制规定为：将压力罐 1 压力值P1和压力罐 2 压力值 P2 分别控制在某个范畴内。两个个压力罐压力信号分别由检测装置进行实时检测，然后将被测原则信号经 A/ D 转换后输入计算机，依照采集到信号状况，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闭环控制方案。
系统采用气泵恒压供气，通过安装在出压力罐上压力变送器，把压力信号变成4～20mA原则信号送入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开度，调节气压，使压力罐内压力保持在给定压力值上。当气压不不大于或不大于压力罐气压范畴时，通过PLC控制阀以达到减压或者加压目，实现压力罐内气压保持在恒定范畴内。
2.1.2 控制阀选取
1．主、副调节器：三菱FX2N PLC
2．压力变送器：2台DBYG-300A压力变送器
3．调节阀：2台ZMAP-100B小流量调节阀
4．电气转换器：2台QZD-1000电气转换器
5．减压器：3台QFH-221型空气过滤减压器
6．24VDC电源
所有仪表所需接线端子都所有拉到接线板上，也就是面板上接线端子都是跟仪表相应接线端子相并联，因此可以直接在接线板上通过合理连线构成所需要控制系统。
气动调节阀动作分气开型和气关型两种。气开型是当膜头上空气压力增长时，阀门向增长开度方向动作，当达到输入气压上限时，阀门处在全开状态。反过来，当空气压力减小时，阀门向关闭方向动作，在没有输入空气时，阀门全闭。气关型动作方向正好与气开型相反。当空气压力增长时，阀门向关闭方向动作；空气压力减小或没有时，阀门向启动方向或全开为止。气动调节阀气开或气关，普通是通过执行机构正反作用和阀态构造不同组装方式实现。
气开气关选取是依照工艺生产安全角度出发来考虑。即当气源切断时，调节阀是处在关闭位置安全还是启动位置安全。例如：一种加热炉燃烧控制，调节阀安装在燃料气管道上，依照炉膛温度或被加热物料在加热炉出口温度来控制燃料供应。这时，宜选用气开阀更安全些，由于一旦气源停止供应，阀门处在关闭比阀门处在全开更适当。如果气源中断，燃料阀全开，会使加热过量发生危险。又如一种用冷却水冷却换热设备，热物料在换热器内与冷却水进行热互换被冷却，调节阀安装在冷却水管上，用换热后物料温度来控制冷却水量，在气源中断时，调节阀应处在启动位置更安全些，宜选用气关式调节阀。
压力罐控制阀采用气关型。考虑因素是，当压力信号中断时应保证设备和工作人员安全。在事故状态下保持阀门全开。当压力罐内正常工作时，可保持气体不外泄。总体而言，用气关型比较安全。
2.1.3 控制方式选取
在控制系统中，串级控制系统对改进控制过程品质极为有效，它改进了单回路系统时间常数大、容易受到干扰等缺陷，因而在生产过程中得到了广泛应用。鉴于其可以提高系统放大系数、抗干扰能力以及有一定自适应能力等长处。“基于PLC压力过程控制系统”采用串级控制系统。
1．串级系统构成
压力变送器2
压力变送器1
V
控制器 2
P1
P2
控制器1
SP1 SP2 dF1 dF2
+ + + +
_ _
PV PV

图2.2 串级过程控制系统

2．采用串级控制系统
串级系统由主、副两个控制回路构成，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串级控制系统
3．串级系统长处
①改进被控对象特性
由负反馈原理可知，副回路不但能变化副对象构造，并且还能使副对象放大系数减小，频带变宽，从而使系统响应速度变快，动态性能得到改进。
②能及时克服进入副回路各种二次扰动，提高了系统抗扰动能力
串级控制系统由于比单回路控制系统多了一种副回路，当二次扰动进入副回路，由于主对象时间常数不不大于副对象时间常数，因而当扰动还没有影响到主控参数时，副调节器就开始动作，及时减小或消除扰动对主参数影响。基于这个特点，在设计串级控制系统时尽量把也许产生扰动都纳入到副回路中，以保证主参数控制质量。至于作用在主对象上一次扰动对主参数影响，普通通过主回路控制来消除。
③提高了系统鲁棒性
“鲁棒性”又称“强健性”，系统地控制品质对对象特性变化不敏捷，则系统“鲁棒性”越好。由于副回路存在，它对副对象（涉及执行机构）特性变化敏捷度减少，即系统地鲁棒性得到提高。
④具备一定自适应能力
串级控制系统主回路时一种定值控制系统，副回路则是一种随动系统。朱调节器能按照负荷和操作条件变化，不断地自动变化副调节器给定值，使副调节器给定值能适应负荷操作条件变化。
2.2 控制算法
2.2.1 控制算法选取
PID（比例-积分-微分）控制器作为最早实用化控制器已有50近年历史，当前依然是应用最广泛工业控制器。PID控制器简朴易懂，使用中不需精准系统模型等先决条件，因而成为应用最为广泛控制器。
PID控制器由比例单元（P）、积分单元（I）和微分单元（D）构成。其输入e (t)与输出u (t)关系为

因而它传递函数为：

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。在诸多状况下，并不一定需要所有三个单元，可以取其中一到两个单元，但比例控制单元是必不可少。
PID应用范畴广。虽然诸多工业过程是非线性或时变，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可以依照过程动态特性及时整定。如果过程动态特性变化，例如也许由负载变化引起系统动态特性变化，PID参数就可以重新整定。
2.2.2 PID控制原理和特点
在工程实际中，应用最为广泛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。它以其构造简朴、稳定性好、工作可靠、调节以便而成为工业控制重要技术之一。当被控对象构造和参数不能完全掌握，或得不到精准数学模型时，控制理论其他技术难以采用时，系统控制器构造和参数必要依托经验和现场调试来拟定，这时应用PID控制技术最为以便。即当咱们不完全理解一种系统和被控对象，或不能通过有效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控制器就是依照系统误差，运用比例、积分、微分计算出控制量进行控制。
比例（P）控制
比例控制是一种最简朴控制方式。其控制器输出与输入误差信号成比例关系。当仅有比例控制时系统输出存在稳态误差（Steady-state error）。
积分（I）控制
在积分控制中，控制器输出与输入误差信号积提成正比关系。对一种自动控制系统，如果在进入稳态后存在稳态误差，则称这个控制系统是有稳态误差或简称有差系统（System with Steady-state Error）。为了消除稳态误差，在控制器中必要引入“积分项”。积分项对误差取决于时间积分，随着时间增长，积分项会增大。这样，即便误差很小，积分项也会随着时间增长而加大，它推动控制器输出增大使稳态误差进一步减小，直到等于零。因而，比例+积分(PI)控制器，可以使系统在进入稳态后无稳态误差。
微分（D）控制
在微分控制中，控制器输出与输入误差信号微分（即误差变化率）成正比关系。自动控制系统在克服误差调节过程中也许会浮现振荡甚至失稳。其因素是由于存在有较大惯性组件（环节）或有滞后(delay)组件，具备抑制误差作用，其变化总是落后于误差变化。解决办法是使抑制误差作用变化“超前”，即在误差接近零时，抑制误差作用就应当是零。这就是说，在控制器中仅引入 “比例”项往往是不够，比例项作用仅是放大误差幅值，而当前需要增长是“微分项”，它能预测误差变化趋势，这样，具备比例+微分控制器，就可以提前使抑制误差控制作用等于零，甚至为负值，从而避免了被控量严重超调。因此对有较大惯性或滞后被控对象，比例+微分(PD)控制器能改进系统在调节过程中动态特性。
2.2.3 PID控制器参数整定
PID控制器参数整定是控制系统设计核心内容。它是依照被控过程特性拟定PID控制器比例系数、积分时间和微分时间大小。PID控制器参数整定办法诸多，概括起来有两大类：一是理论计算整定法。它重要是根据系统数学模型，通过理论计算拟定控制器参数。这种办法所得到计算数据未必可以直接用，还必要通过工程实际进行调节和修改。二是工程整定办法，它重要依赖工程经验，直接在控制系统实验中进行，且办法简朴、易于掌握，在工程实际中被广泛采用。PID控制器参数工程整定办法，重要有临界比例法、反映曲线法和衰减法。三种办法各有其特点，其共同点都是通过实验，然后按照工程经验公式对控制器参数进行整定。但无论采用哪一种办法所得到控制器参数，都需要在实际运营中进行最后调节与完善。
当前普通采用是衰减曲线法。衰减比例法是指：在闭环系统中，在纯比例状况下，按比例度从大到小变化规则，对于某一值做小幅度设定值阶跃干扰，直至浮现4：1衰减为止。运用该办法进行 PID控制器参数整定环节如下：(1)一方面预选取一种足够短采样周期让系统工作；(2)仅加入比例控制环节，直到系统对输入阶跃响应浮现4：1衰减曲线。记下这时比例放大系数和衰减周期；(3)在一定控制度下通过公式计算得到PID控制器参数。
在实际调试中，可以先大体设定一种经验值，然后依照调节效果修改。对于压力串级控制，可以设Kp=30 Ki=10 Kd=0

第三章 软件某些实现
3.1 FameView组态软件
3.1.1　组态软件简介
组态软件，又称监控组态软件，译自英文SCADA,即 Supervision,Control and Data Aquisition(数据采集与监视控制),组态软件应用领域很广，它可以应用于电力系统、给水系统、石油、化工等领域数据采集与监视控制以及过程控制等诸多领域。在电力系统以及电气化铁道上又称远动系统(RTU System,Remote Terminal Unit)。
组态软件是指某些数据采集与过程控制专用软件，它们是在自动控制系统监控层一级软件平台和开发环境，使用灵活组态方式，为顾客提供迅速构建工业自动控制系统监控功能、通用层次软件工具。
组态软件应当能支持各种工控设备和常用通信合同，并且普通应提供分布式数据管理和网络功能。相应于原有HMI（人机接口软件，Human Machine Interface）概念，组态软件应当是一种使顾客能迅速建立自己HMI软件工具，或开发环境。在组态软件浮现之前，工控领域顾客通过手工或委托第三方编写HMI应用，开发时间长，效率低，可靠性差；或者购买专用工控系统，普通是封闭系统，选取余地小，往往不能满足需求，很难与外界进行数据交互，升级和增长功能都受到严重限制。组态软件浮现，把顾客从这些困境中解脱出来，可以运用组态软件功能，构建一套最适合自己应用系统。随着它迅速发展，实时数据库、实时控制、SCADA、通讯及联网、开放数据接口、对I/O设备广泛支持已经成为它重要内容。
3.1.2 国内组态软件比较与选取
1.力控ForceControl V6.0
力控6.0设计避免了当前市场上各类软件不是操作过于复杂或者就是功能过于简朴弊病，在提高产品功能前提下，即保证了产品灵活性，又保证了使用简朴性，使您迅速构建工业项目。
三维力控软件构架是国际上最先进数据库，界面，数据采集三者分离构造，真正实现多进程解决。优势在大点数各种设备采集工程。
2.MCGS(Monitor and Control Generated System)6.2:  
MCGS6.2通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，辛勤耕耘结晶，MCGS6.2通用版无论在界面和谐性、内部功能强大性、系统可扩充性、顾客使用性以及设计理念上均有一种质奔腾，是国内组态软件行业划时代产品，必将带领国内组态软件上一种新台阶。
重要指标：
· 全中文可视化组态软件，简洁、大方，使用以便灵活
·完善中文在线协助系统和多媒体教程
·真正32位程序，支持多任务、多线程，运营于Win95/98/NT/平台
·提供近百种绘图工具和基本图符，迅速构造图形界面
·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各种国内外众多惯用设备
·支持温控曲线、筹划曲线、实时曲线、历史曲线、XY曲线等各种工控曲线
·支持ODBC接口，可与SQL Server、Oracle、Access等关系型数据库互联
·支持OPC接口、DDE接口和OLE技术，可以便与其她各种程序和设备互联
·提供渐进色、旋转动画、透明位图、流动块等各种动画方式，可以达到良好动画效果
·上千个精美图库元件，保证迅速构建精美动画效果
·功能强大网络数据同步、网络数据库同步构建，保证各种系统完美结合
·完善网络体系构造，可以支持最新流行各种通讯方式，涉及电话通讯网，宽带通讯网，ISDN通讯网，GPRS通讯网和无线通讯网
MCGS6.2(Monitor and Control Generated System，通用监控系统)是一套用于迅速构造和生成计算机监控系统组态软件，可以在Windows平台上运营。通过对现场数据采集解决。以动画显示、报警解决、流程控制、实时曲线、历史曲线和报表输出等各种方式。向顾客提供解决实际工程问题方案。充分运用windows图形功能完备、界面一致性好、易学易用特点。比以往使用专用机开发工业控制系统更具通用性，在自动化领域有着更广泛应用。
3.2 组态软件应用
运用FameView组态软件设计。在设备组态窗口中选取恰当串口通讯设备．添加三菱FX2N，对的设立其属性。 对的设立组态软件中数据变量设备通道连接，即可实现PLC与组态软件通讯。将PLC中串口驱动程序与组态软件需求响应相结合，使电脑对PLC发出 信号有响应。在MCGS组态软件顾客窗口中，制作一种动画界面。在界面上设立各个控件属性，使设立控件按照真实状况动作，检查和测试电梯PLC 控制系统对电梯运营状态控制效果。MCGS用主控窗口、设备窗口和顾客窗口来构成一种应用系统人机交互图形界面．组态配备各种不同类型和功能对象 或构造。可以对实时数据进行可视化解决。
3.2.1 MCGS软件编程
“基于PLC压力过程控制系统”界面提成三个某些，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”浮现使得原本复杂系统变得一目了然，它直观地呈现了串级系统工作办法和连接办法。流动块动作形象地展示了气体在管道中和压力罐中流动方式。两个压力表则能更加清晰地显示压力变化。

图3.2 实时曲线
“实时曲线”界面能清晰地显示压力变化曲线，使压力过程变化更加直观。控制曲线显示使得咱们对控制方式和有更进一步理解，从而可以通过所学习知识更好地改进系统。

图3.3 PID控制
“PID控制”界面显示了系统在进行比例积分微分控制时当前PID值
3.3.2 MCGS软件连接设立
MCGS通过通讯模块与三菱FX系列PLC设备进行通讯，MCGS通过上位机中串行口设备和PLC上通讯单元（通讯模块）建立串行通讯连接，从而达到操作PLC设备目。
1．硬件连接类型：
RS485通信用扩展模块
FX0N-485ADP FX0N用，若连上FX2N-CNV-BD则可以和FX2N使用。
FX2N-485-BD FX2N用。
双绞线连接
在RS485/422 UNIT 中SDA 与 SDB 和RDA与RDB间接电阻（300欧姆），双绞线在485BD侧屏蔽线要接地（100欧姆或更低）。
单绞线连接
在单绞线连接时 RS485/422 UNIT中SDA与RDA短接，SDB与RDB短接，RDA与RDB之间要接100欧姆左右电阻。485BDSDA与RDA短接，SDB与RDB短接， 
FX系列PLC支持无合同RS232和RS485通信合同两种通信方式。PLC默认设立是只支持RS232通信，因此要使用RS485通信合同，必要事先用RS232（即PLC编程口）通信，设立寄存器PLC D8120寄存器，因而必要具备编程电缆一条。
2．系统默认设立
D8120=H0086表达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，无合同通信方式，FX系列PLC在掉电后D8120恢复成H0086，因此此时不能用RS485通信，必要用编程软件或RS232设备驱动更改D8120，使其设立成RS485通信方式。
3．RS485通信设立
RS485通信时最佳设立成9600波特率，7，偶校验，2位停止位
    若是采用合同1，不加校验和 则向寄存器D8120中写H408E
  若是采用合同1，加校验和 则向寄存器D8120中写H608E
  若是采用合同4，不加校验和 则向寄存器D8120中写HC08E
   若是采用合同4，加校验和 则向寄存器D8120中写HE08E
需要注意是，FX系列PLC掉电后不能保存D8120中数据，解决办法是，使用D000-D255中一种寄存器，把通信参数放在这里面，当上电后将寄存器中数据移到D8120中，在FX2N系列PLC中可以保存D8120中数据，因此不需要这一步，相反在设立完D8120后需要把PLC电源切断，在上电则设立参数才干有效。
4．地址设立
若485总线上挂有各种PLC，则必要设立D8121，系统默认地址为0。
地址设立可以用编程软件，或使用本设备构件来设立。若用本构件来设立时，请添加D8121寄存器，然后往寄存器中写数就可以了。（如图3.4）

图3.4 通信设备属性设立
由于系统中仅连接一种PLC，因此将设备地址设立为“0”。
5．串口设立
三菱FX系列串口设备必要挂接在通用串口父设备下，通用串口父设备在通用设备构件中。通用串口父设备是用来设立上位机与详细设备连接通信参数和通信端口。必要要注意是，通信参数必要设立成与PLC设立同样，否则就无法进行通信。（如图3.5）只有将串口各个属性设立对的，才干使MCGS与PLC设备对的连接、达到监控效果。

图3.5 串口设备设立
FX2N系列串口属性涉及
内部属性：用来设立组态要详细操作寄存器。
设备名称：可依照需要来对设备进行重新命名，但不能和设备窗口中已有其他设备构件同名。
采集周期：为运营时，MCGS对设备进行操作时间周期，单位为毫秒，普通在静态测量时设为1000ms，在迅速测量时设为200ms。
初始工作状态：用于设立设备起始工作状态，设立为启动时，在进入MCGS运营环境时，MCGS即自动开始对设备进行操作，设立为停止时，MCGS不对设备进行操作，但可以用MCGS设备操作函数和方略在MCGS运营环境中启动或停止设备。
设备地址：485通信必要个每个PLC设立一种地址，若有各种PLC，可以同步在一种串口父设备下挂各种相似设备，而以PLC地址来区别。
与否求校验：若在设立D8120中设立了有求校验和，这选取求校验，默以为不求校验。
 合同格式：485通信有两种合同格式，默以为0－合同1，尚有一种是1－合同4，依照D8120而作出相应选取。
6.设备内部属性
内部属性用于设立PLC读写通道，以便背面进行设备通道连接，从而把设备中数据送入实时数据库中指定数据对象或把数据对象值送入设备指定通道输出。
当第一次启动设备工作时，先把PLC中数据读回来，之后本设备会将变化值往下写，这种操作目是防止顾客PLC程序中有些通道数据在计算机第一次启动，或计算机半途死机时不能复位。
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)；
对其她寄存器请使用D寄存器，或M继电器导动。（如图3.6）

图3.6 设备内部属性
增长通道：
单击设备基本属性中“设立设备内部属性”在打开属性页中按“增长通道”按钮，弹出增长通道窗口。

图3.7 串口基本属性设立
在增长通道属性页面上，可以对继电器类型进行选取。选取要对PLC中那个继电器区或寄存器区进行操作即选取通道类型,可以选取是只读，只写，还是读写，软件默认状态是只读。选取操作继电器区或寄存器区什么地方即输入通道地址，例如，要以字操作方式读或写DW15，则在输入通道地址中写15。选取通道地址中哪一位(00-7)或一次操作1个字16位或2个字32位，或浮点。同步也可以设立一次持续增长多少个PLC通道。
6.设备调试
设备调试在构件属性窗口“设备调试”属性页中进行，以检查和测试本构件和PLC通讯连接工作与否工作，在进行调试前，要先对通讯单元各种跳线进行设立，计算机和通讯单元之间通讯线也要对的连接。
MCGS对PLC设备调试分为读和写两个某些：
1． 如果在“通道连接”属性页中显示是读PLC通道，则在“设备调试”属性页中显示是PLC中这些指定单元数据状态；
2． 如果在“通道连接”属性页中显示是写PLC通道，则在“设备调试”属性页中把相应数据写入到指定单元PLC中。
对开关量输入输出通道，在相应值一列显示是开关量状态，为0表达关，为1表达开。对输出通道，在相应值一列中，当用鼠标左键按下时，相应通道输出状态为1，松开鼠标左键时，输出状态为0。

图3.8 设备调试时各个对象属性
7．寄存器类型
寄存器名称：这是一种字符型变量，她表达当前要操作寄存器，在这个驱动中，它取值可以是：X,Y,M,D。
寄存器地址：这是一种数值型变量，她表达当前要操作寄存器地址，它取值依照不同型号PLC而有所不同。
数据类型：这是一种字符型变量，她表达当前要操作寄存器数据数据类型，如果是位寄存器则该项不起作用可以设为“”，如果是数据类型它取值可以是WB,WUB,WD,DB,DUB,DD,DF(这里第一种字母表达数据长度，W表达是字数据，D表达是双字数据。后一种或两个字母表达数据类型，B表达二进制数，D表达BCD码，F表达浮点数，二进制数中带U表达无符号数，不带U表达有符号数。
WUB
16位 无符号二进制
WB
16位 有符号二进制
WD
16位 4位BCD
DUB
32位 无符号二进制
DB
32位 有符号二进制
DD
32位 8位BCD
DF
32位 浮点数
数据：这是一种数值型变量，它是用来存储设备命令数据MCGS变量，固然，如果是写设备命令，它也可以是一种常量。
由于程序中将PLCD0—D3、D190—D193设立为和特殊功能模块缓存器互换数据寄存器，因此，在设立中添加D0—D3、D190—D193并且设立为读写寄存器（图4.6中显示）。
3.3 FX2N编程软件应用
3.3.1 PLC编程指令
程序中使用到指令
1.MOV 指令
MOV [S1.] [S2.]
MOV指令是指将[S1.]中内容存入[S2.]中
2.CMP 指令
CMP [S1.] [S2.] [D.]
CMP是两数比较指令。该指令是将源数S1和S2进行比较，成果由3个地址持续目的位元件状态来表达。S1和S2均为16位或32位二进制数，最高位为符号位。例如,指令CMP K100 D10 M0就是指：若100〉D10种值，则M0置1；若100=D10中值，则M1置1；若100<D10中值，则M2置1
3.FROM指令
FROM m1 m2 [D.] n
FROM指令是从编号为m1特殊功能模块中读取以m2为首址持续n个数据缓冲寄存器数据，并将读取数据一次存入PLC内以元件D为首址持续n个字元件中。例如，指令FROM K0 K5 D0 K4就是指，当该指令执行时，就将编号为0特殊功能模块中地址号为5～84个数据寄存器读取数据，并将数据依次存入PLC4个数据寄存器D0～D3中。
4.TO指令
TO m1 m2 [S.] n
TO指令是将PLC内由源数S指定n个数据写入编号为m1特殊功能模块中地址号为m2n个持续缓冲数据寄存器中。例如，指令TO K2 K5 D10 K4就是指，当该指令执行时，就将D10～D13中数据写入编号为2特殊功能模块中地址编号为5～8数据缓冲寄存器中。
5.PID控制指令
PID S1 S2 S3 S4
PID控制在PLC中既可用PID硬件模块实现，也可用软件实现。软件办法就是依照PID算法编制控制程序或直接调用PID指令，后者较以便，但不是所有PLC都支持。三菱FX2N系列PLC提供了PID控制指令，且其参数设立灵活，使用以便。其中S1表达设定值所在数据寄存器；S2表达测量值所在数据寄存器；S4表达输出值所在数据寄存器；S3～S3+6表达PID指令中控制参数设立所需数据寄存器，其分派如下:
S3 采样时间(ms)
S3+1动作方向(ACT)
S3+2 输人滤波常数(a)
S3+3 比例增益(Kp)
S3+4 积分时间(TI) ( x 100ms)
S3+5 微分增益(KO)
S3+6 微分时间(TD )( x 10ms)
为了得到最优PID控制，系统运营开始时设定S3+1(ACT)第4位为ON，启动PID参数自整定过程。自整定就是依照开始时容器压力变化状况自适应地调节PID控制重要参数(比例增益、微分时间、积分时间等)。当自整定开始时测定值到目的值变化量变化1/3时，自整定过程结束，系统进入PID控制。
3.3.2 控制程序编写
1．程序流程图
打开FX2N特殊功能模块
模块与否打开
数据输入

PID控制
数据输出
结束
开始
控制阀动作

图3.9 程序编制流程图
其中，打开特殊功能模块、数据输入、PID控制以及数据输出某些均由PLC控制
2．程序梯形图阐明
初始化程序：打开FX2N-4AD特殊功能模块，当PLC没有错误信息时将特殊功能模块中K5~K6内容传送到PLCD141~D142中。

数据传播：对两个输入端口进行设立，分别将两个压力罐当前压力值传入PLC数据寄存器中，并且对PID控制数据进行设立。
由PID指令格式可得
D140和D190中内容为设定值
D141和D142中内容为测量值
D143和D173中内容为采样时间，此处测量时间为100ms
D144和D174中内容为动作方向，此处设定为ON即启动PID自整定
D145和D175中内容为滤波常数，此处设定为5
D146和D176中内容为比例增益(Kp)，此处设定为3000
D147和D177中内容为积分时间（TI），此处设定为100＊100ms
D149和D179中内容为微分增益（KO），此处设定为0
D150和D180中内容为微分时间（TD），此处设定为0ms

数据解决：对两个输入端口数据分别进行PID控制，将D141～D142中测量值分别和D140～D190中设定值进行比较，将输出值分别存入D190～D191中。

数据传播：打开FX2N-4DA口。把控制输出值，即D191中值存入PLCD0寄存器中，并且把这些数据移入特殊功能模块1数据寄存器中。

第四章 硬件某些实现
4.1 PLC特点
1 可靠性高，抗干扰能力强
高可靠性是电气控制设备核心性能。PLC由于采用当代大规模集成电路技术，采用严格生产工艺制造，内部电路采用了先进抗干扰技术，具备很高可靠性。例如三菱公司生产F系列PLC平均无端障时间高达30万小时。某些使用冗余CPUPLC平均无端障工作时间则更长。从PLC机外电路来说，使用PLC构成控制系统，和同等规模继电接触器系统相比，电气接线及开关接点已减少到数百甚至数千分之一，故障也就大大减少。此外，PLC带有硬件故障自我检测功能，浮现故障时可及时发出警报信息。在应用软件中，应用者还可以编入外围器件故障自诊断程序，使系统中除PLC以外电路及设备也获得故障自诊断保护。这样，整个系统具备极高可靠性也就不奇怪了。
2 配套齐全，功能完善，合用性强
PLC发展到今天，已经形成了大、中、小各种规模系列化产品。可以用于各种规模工业控制场合。除了逻辑解决功能以外，当代PLC大多具备完善数据运算能力，可用于各种数字控制领域。近年来PLC功能单元大量涌现，使PLC渗入到了位置控制、温度控制、CNC等各种工业控制中。加上PLC通信能力增强及人机界面技术发展，使用PLC构成各种控制系统变得非常容易。
3 易学易用，深受工程技术人员欢迎
PLC作为通用工业控制计算机，是面向工矿公司工控设备。它接口容易，编程语言易于为工程技术人员接受。梯形图语言图形符号与表达方式和继电器电路图相称接近，只用PLC少量开关量逻辑控制指令就可以以便地实现继电器电路功能。为不熟悉电子电路、不懂计算机原理和汇编语言人使用计算机从事工业控制打开了以便之门。
4 系统设计、建造工作量小，维护以便，容易改造
PLC用存储逻辑代替接线逻辑，大大减少了控制设备外部接线，使控制系统设计及建造周期大为缩短，同步维护也变得容易起来。更重要是使同一设备通过变化程序变化生产过程成为也许。这很适合多品种、小批量生产场合。
5.体积小，重量轻，能耗低
以超小型PLC为例，新近出产品种底部尺寸不大于100m