从 MT2-AM8 模拟量模块迁移到 Easy521 PLC（Modbus TCP）

- 读取 D700（阀后流量）、D710（阀后压力）、D720（阀前压力），
  读用功能码 03，0~32000 线性映射到各自量程（300 SLM / 400 kPa / 300 kPa）
- 输出 D730（电机位置，0~10V），写用功能码 06，行程仍为 0~1000、死区 800
- 复用 MT2 骨架，保留 get_flow/get_pressure/set_motor_position 接口，
  channel 参数改为直接 Modbus 地址
- config.py 新增 PLC 设置，保留 MT2AM8 设置为死代码（MT2AM8Client 类保留）
- 同步更新 README.md 中的硬件接线、配置默认值与模块职责描述

.gitignore

@@ -7,3 +7,4 @@ __pycache__
 压差压比对流量影响的突发奇想.md
 MPC与PID控制系统对比分析.md
 plan.md
+valve_pipeline.html

PcControl.py

@@ -20,9 +20,10 @@ def _motor_log(msg: str):
     except Exception:
         pass
 
-volthege_min = 819  # 模拟量映射最小值（对应 0V/4mA）
+volthege_min = 819  # 模拟量映射最小值（对应 0V/4mA）—— MT2 旧用
-volthege_max = 4095  # 模拟量映射最大值（对应 10V/20mA）
+volthege_max = 4095  # 模拟量映射最大值（对应 10V/20mA）—— MT2 旧用
-x_max = 1000 # 最大行程
+x_max = 1000  # 电机最大行程（PLC 沿用 0~1000 坐标，死区由 config 给定）
+raw_max = 32000  # PLC 模拟量映射最大值（0~32000，对应量程满量程）
 impulse_max = 163840  # 电机脉冲最大值（对应 x_max）
 
 
@@ -42,49 +43,60 @@ def set_motor_limits(volthege_min_val=None, volthege_max_val=None, x_max_val=Non
     if x_max_val is not None:
         x_max = x_max_val
 
-# ---------- 原有的 PLC Modbus TCP 客户端类 ----------
+# ---------- PLC（Easy521）Modbus TCP 客户端 ----------
 class Easy521ModbusClient:
-    # 参数来源（GUI 页面1 Modbus TCP 区）：
+    """
-    #   host          <- PLC地址 (默认 192.168.1.88)
+    信捷 Easy521 PLC 的 Modbus TCP 通讯类。
-    #   port          <- 端口 (默认 502)
+
-    #   current_p_addr <- 读取压力寄存器地址 (默认 504)
+    - D 寄存器为直接 Modbus 地址：读用功能码 03（保持寄存器），写用功能码 06。
-    def __init__(self, host="192.168.1.88", port=502, slave_id=1, current_p_addr=504):
+    - 模拟量映射：0~raw_max（32000）线性对应各量程满量程。
+    - 电机行程仍沿用 0~x_max（1000）坐标（死区由 config 给定），映射到 0~raw_max 输出。
+
+    对外接口沿用 MT2AM8Client 的 get_flow / get_pressure / set_motor_position，
+    只是这里的 ``channel`` 参数是寄存器地址。
+    """
+
+    def __init__(
+        self,
+        host="192.168.1.88",
+        port=502,
+        slave_id=1,
+        flow_addr=700,
+        flow_range=300.0,
+        pressure_before_addr=720,
+        pressure_before_range=300.0,
+        pressure_after_addr=710,
+        pressure_after_range=400.0,
+        motor_output_addr=730,
+    ):
         self.host = host
         self.port = port
         self.slave_id = slave_id
+        self.flow_addr = int(flow_addr)
+        self.flow_range = float(flow_range)
+        self.pressure_before_addr = int(pressure_before_addr)
+        self.pressure_before_range = float(pressure_before_range)
+        self.pressure_after_addr = int(pressure_after_addr)
+        self.pressure_after_range = float(pressure_after_range)
+        self.motor_output_addr = int(motor_output_addr)
         self.client = ModbusTcpClient(
             host=host,
             port=port,
             timeout=3,
-            retries=3
+            retries=3,
         )
         self.connected = False
-        self.current_p_addr0 = current_p_addr
-        self.current_p_addr = current_p_addr
-        # self.current_p_addr = 18
-        self.target_p_addr = 42
-        self.u_addr = 514
-        # self.u_addr = 40
-        # self.output_postion = 514
-        self.control_flag_addr = 100
-        self.M901_ADDR = 901
-        self.M902_ADDR = 902
-        self.M903_ADDR = 903
-        self.M904_ADDR = 904
-        self.M905_ADDR = 905
-        self.M906_ADDR = 906
-        self.q_addr = 512
 
     def connect(self):
         try:
-            connection = self.client.connect()
+            conn = self.client.connect()
-            if connection:
+            if conn:
-                print(f"成功连接到 {self.host}:{self.port}")
+                print(f"成功连接到 PLC {self.host}:{self.port}")
                 self.connected = True
             else:
-                print(f"无法连接到 {self.host}:{self.port}")
+                print(f"无法连接到 PLC {self.host}:{self.port}")
                 self.connected = False
-            return connection
+            return conn
         except Exception as e:
             print(f"连接错误: {e}")
             self.connected = False
@@ -95,181 +107,70 @@ class Easy521ModbusClient:
         self.connected = False
         print("连接已关闭")
 
-    def read_float(self, address):
+    def _read_register(self, address):
+        """读单个 16 位保持寄存器（功能码 03），返回原始整数，失败返回 None。"""
         try:
-            address = int(address)
+            result = self.client.read_holding_registers(
-            result = self.client.read_input_registers(
+                address=int(address),
-                address=address,
+                count=1,
-                count=2,
+                slave=self.slave_id,
-                slave=self.slave_id
             )
             if not result.isError():
-                decoder = BinaryPayloadDecoder.fromRegisters(
+                return result.registers[0]
-                    result.registers,
+            print(f"读取寄存器 D{int(address)} 错误: {result}")
-                    byteorder=Endian.BIG,
-                    wordorder=Endian.LITTLE
-                )
-                return decoder.decode_32bit_float()
-            else:
-                print(f"读取寄存器错误: {result}")
             return None
         except Exception as e:
-            print(f"读取浮点数时发生错误: {e}")
+            print(f"读取寄存器 D{int(address)} 异常: {e}")
             return None
 
-    def write_float(self, address, float_value):
+    def _write_register(self, address, value):
+        """写单个 16 位保持寄存器（功能码 06）。"""
         try:
-            address = int(address)
+            result = self.client.write_register(
-            builder = BinaryPayloadBuilder(byteorder=Endian.LITTLE, wordorder=Endian.BIG)
+                address=int(address),
-            builder.add_32bit_float(float_value)
+                value=int(value),
-            payload = builder.to_registers()
+                slave=self.slave_id,
-            result = self.client.write_registers(
-                address=address,
-                values=payload,
-                slave=self.slave_id
             )
-            return not result.isError()
-        except Exception as e:
-            print(f"写入浮点数时发生错误: {e}")
-            return False
-
-    def write_coil(self, address, value):
-        try:
-            address = int(address)
-            result = self.client.write_coil(address=address, value=value, slave=self.slave_id)
-            return not result.isError()
-        except Exception as e:
-            print(f"写入线圈时发生错误: {e}")
-            return False
-
-    def get_current_p(self):
-        return self.read_float(self.current_p_addr)
-
-    def get_current_p0(self):
-        return self.read_float(self.current_p_addr0)
-
-    def get_target_p(self):
-        return self.read_float(self.target_p_addr)
-    
-    def get_current_q(self):
-        return self.read_float(self.q_addr)
-
-    def write_u(self, float_value):
-        try:
-            address = int(self.u_addr)
-            builder = BinaryPayloadBuilder(byteorder=Endian.BIG, wordorder=Endian.LITTLE)
-            builder.add_32bit_float(float_value)
-            payload = builder.to_registers()
-            result = self.client.write_registers(
-                address=address,
-                values=payload,
-                slave=self.slave_id
-            )
-            return not result.isError()
-        except Exception as e:
-            print(f"写入浮点数时发生错误: {e}")
-            return False
-
-    def start_control(self):
-        success = self.write_coil(self.control_flag_addr, True)
-        if success:
-            print("成功写入控制标志位True")
-        else:
-            print("写入控制标志位失败")
-
-    def stop_control(self):
-        success = self.write_coil(self.control_flag_addr, False)
-        if success:
-            print("成功写入控制标志位False")
-        else:
-            print("写入控制标志位失败")
-
-    def read_rtu_flow(self, port='COM3', slave_id=2, baudrate=9600, bytesize=8, parity='N', stopbits=1):
-        client = ModbusSerialClient(
-            port=port,
-            baudrate=baudrate,
-            bytesize=bytesize,
-            parity=parity,
-            stopbits=stopbits,
-            timeout=3
-        )
-        if not client.connect():
-            print(f"无法连接到串口 {port}")
-            return None
-
-        try:
-            result = client.read_holding_registers(address=22, count=2, slave=slave_id)
             if result.isError():
-                print(f"RTU 读取寄存器错误: {result}")
+                print(f"写入寄存器 D{int(address)} 错误: {result}")
-                return None
+                return False
-            decoder = BinaryPayloadDecoder.fromRegisters(
+            return True
-                result.registers,
-                byteorder=Endian.BIG,
-                wordorder=Endian.BIG
-            )
-            value = decoder.decode_32bit_uint() / 100
-            return value
         except Exception as e:
+            print(f"写入寄存器 D{int(address)} 异常: {e}")
+            return False
+
+    def get_flow(self, address):
+        """读阀后流量，raw / raw_max * flow_range -> SLM。"""
+        raw = self._read_register(address)
+        if raw is None:
             return None
-        finally:
+        return raw / raw_max * self.flow_range
-            client.close()
 
-    def start_up(self):
+    def get_pressure(self, address):
-        if self.write_coil(self.M901_ADDR, True):
+        """读压力，按寄存器地址匹配量程（阀前 300 / 阀后 400）-> kPa。"""
-            print("M901 置位 TRUE")
+        address = int(address)
-            time.sleep(1)
+        if address == self.pressure_before_addr:
-            if self.write_coil(self.M901_ADDR, False):
+            rng = self.pressure_before_range
-                print("M901 复位 FALSE")
+        elif address == self.pressure_after_addr:
+            rng = self.pressure_after_range
         else:
-                print("警告：M901 复位失败")
+            print(f"未知压力寄存器 D{address}，按阀后量程兜底")
-        else:
+            rng = self.pressure_after_range
-            print("警告：M901 置位失败")
+        raw = self._read_register(address)
-        time.sleep(1)
+        if raw is None:
+            return None
+        return raw / raw_max * rng
 
-        if self.write_coil(self.M902_ADDR, True):
+    def set_motor_position(self, position, channel=None):
-            print("M902 置位 TRUE")
+        """把 0~x_max 的行程映射到 0~raw_max 后写入电机输出寄存器。"""
-            time.sleep(1)
+        if channel is None:
-            if self.write_coil(self.M902_ADDR, False):
+            channel = self.motor_output_addr
-                print("M902 复位 FALSE")
+        position = float(position)
-            else:
+        if not 0 <= position <= x_max:
-                print("警告：M902 复位失败")
+            print(f"行程需在 0~{x_max:.0f} 之间")
-        else:
+            return False
-            print("警告：M902 置位失败")
+        raw_value = int(position / x_max * raw_max)
-        time.sleep(1)
+        return self._write_register(channel, raw_value)
-
-        if self.write_coil(self.M905_ADDR, True):
-            print("M905 (初始开度) 置位 TRUE")
-            time.sleep(1)
-            if self.write_coil(self.M905_ADDR, False):
-                print("M905 (初始开度) 复位 FALSE")
-            else:
-                print("警告：M905 (初始开度) 复位失败")
-        else:
-            print("警告：M905 (初始开度) 置位失败")
-        time.sleep(1)
-
-        if self.write_coil(self.M903_ADDR, True):
-            print("M903 置位 TRUE（持续）")
-        else:
-            print("警告：M903 置位失败")
-
-        if self.write_coil(self.M904_ADDR, True):
-            print("M904 置位 TRUE（持续）")
-        else:
-            print("警告：M904 置位失败")
-        time.sleep(1)
-
-        if self.write_coil(self.M906_ADDR, True):
-            print("M906 (归零) 置位 TRUE")
-            time.sleep(1)
-            if self.write_coil(self.M906_ADDR, False):
-                print("M906 (归零) 复位 FALSE")
-            else:
-                print("警告：M906 (归零) 复位失败")
-        else:
-            print("警告：M906 (归零) 置位失败")
-
-        print("初始化完成，M903 和 M904 已保持为 TRUE。")
 
 
 # ---------- 新增：独立的电机 Modbus RTU 客户端类（含报文打印） ----------

README.md

@@ -1,6 +1,6 @@
 # 气体流量控制与阀门开环标定
 
-本项目基于艾莫迅 **MT2-AM8 模拟量采集/输出模块**，提供三个可独立运行的在线入口和两个离线工具：
+本项目基于信捷 **Easy521 PLC**（Modbus TCP）提供三个可独立运行的在线入口和两个离线工具：
 
 - [main.py](main.py)：以 10 Hz 周期运行单回路气体流量闭环控制，支持增量式 PID，并可选“前馈反解打底 + PI 修残差”与按阀前压力缩放增益的增益调度；
 - [open_loop.py](open_loop.py)：随机扫描阀门开度，采集阀前/阀后的压力与阀后流量，用于开环标定、动态特性观察和临界压力比分析。
@@ -12,11 +12,11 @@
 
 ## 重要安全说明
 
-> 本项目会直接控制真实阀门。首次运行前必须核对 IP、站号、AI/AO 通道、传感器量程、阀门行程方向、压力上限和执行机构的断电/失驱位置，并准备独立的机械或电气急停手段。
+> 本项目会直接控制真实阀门。首次运行前必须核对 IP、站号、寄存器地址、传感器量程、阀门行程方向、压力上限和执行机构的断电/失驱位置，并准备独立的机械或电气急停手段。
 
 三个入口当前采用不同的阀门初始化与退出策略：
 
-- **闭环 `main.py`**：启动时不再预先下发关闭位置，PID 内部输出由 `INITIAL_OPENING_PCT=100%` 开始；故障或退出时停止控制并断开 MT2-AM8，不主动下发关阀命令。当前系统按“执行机构失驱后回到全开”设计，现场必须确认实际硬件确实如此。
+- **闭环 `main.py`**：启动时不再预先下发关闭位置，PID 内部输出由 `INITIAL_OPENING_PCT=100%` 开始；故障或退出时停止控制并断开 PLC，不主动下发关阀命令。当前系统按“执行机构失驱后回到全开”设计，现场必须确认实际硬件确实如此。
 - **开环 `open_loop.py`**：连接成功后先主动设置 `0%` 开度，实验结束、异常或 `Ctrl+C` 时再次尝试设置 `0%` 开度，然后断开设备。
 - **手动测试 `test_valve.py`**：连接时仅按已知状态记录 `100%` 开度，不向电机写入初始位置；退出时不主动下发新开度，仅断开设备。该脚本不执行流量/压力越限和连续读取失败保护，只适合在具备独立安全措施的受控测试中使用。
 
@@ -24,23 +24,22 @@
 
 ## 硬件与默认接线
 
-- MT2-AM8：Modbus TCP，默认 `192.168.1.12:502`，站号 `1`；
+- PLC（Easy521）：Modbus TCP，默认 `192.168.1.88:502`，站号 `1`；
-- AI 输入寄存器：地址 `0x00~0x03`；
+- D 寄存器为直接 Modbus 地址：读用功能码 `03`（保持寄存器），写用功能码 `06`；
-- AO 保持寄存器：地址 `0x00~0x03`；
+- 模拟量原始范围：`0~32000`，线性对应各量程满量程；
-- 模拟量原始范围：`0~4095`，传感器物理量换算使用 `819~4095` 对应有效量程；
+- 默认流量量程：`300 SLM`；阀后压力量程：`400 kPa`；阀前压力量程：`300 kPa`；
-- 默认流量量程：`300 SLM`；默认压力量程：`1600 kPa`；
 - 电机行程范围：`0~1000`，且行程与阀门开度反向作用。
 
-默认通道如下，通道编号均从 `0` 开始：
+默认寄存器地址与量程如下：
 
-| 用途 | 通道 | 配置位置 |
+| 用途 | 地址 | 量程 | 配置位置 |
-| --- | ---: | --- |
+| --- | ---: | ---: | --- |
-| 闭环/阀后压力 | `AI0` | `config.PRESSURE_INPUT_CHANNEL` |
+| 阀后流量 | `D700` | `300 SLM` | `config.FLOW_AFTER_ADDR` |
-| 闭环/阀后流量 | `AI1` | `config.FLOW_INPUT_CHANNEL` |
+| 阀后压力 | `D710` | `400 kPa` | `config.PRESSURE_AFTER_ADDR` |
-| 阀前压力（前馈/增益调度/开环共用） | `AI2` | `config.PRESSURE_BEFORE_CHANNEL` / `open_loop.PRESSURE_BEFORE_CHANNEL` |
+| 阀前压力（前馈/增益调度/开环共用） | `D720` | `300 kPa` | `config.PRESSURE_BEFORE_ADDR` / `open_loop.PRESSURE_BEFORE_CHANNEL` |
-| 电机位置指令 | `AO1` | `config.MOTOR_OUTPUT_CHANNEL` |
+| 电机位置指令（0~10V） | `D730` | 行程 `0~1000` | `config.MOTOR_OUTPUT_ADDR` |
 
-> 控流阀前的流量传感器（原 `AI3`）已删除，`open_loop.FLOW_BEFORE_CHANNEL` 现为 `None`：开环 CSV 的 `flow_before_slm` 列与 PNG 中的 “Flow before valve” 曲线将保持为空。
+> 控流阀前的流量传感器已删除，`open_loop.FLOW_BEFORE_CHANNEL` 现为 `None`：开环 CSV 的 `flow_before_slm` 列与 PNG 中的 “Flow before valve” 曲线将保持为空。
 
 开度与行程的默认映射为：
 
@@ -49,7 +48,7 @@ opening =   0%  -> motor_position = 1000（关闭）
 opening = 100%  -> motor_position =  800（当前打开端/机械死区边界）
 ```
 
-虽然 `MT2AM8Client` 接受的物理行程仍为 `0~1000`，当前控制映射只使用 `800~1000`。这是近期根据阀门有效调节区间设置的打开端边界；逻辑 `100%` 不再对应物理行程 `0`。
+虽然硬件层行程坐标仍为 `0~1000`，当前控制映射只使用 `800~1000`。这是近期根据阀门有效调节区间设置的打开端边界；逻辑 `100%` 不再对应物理行程 `0`。
 
 所有闭环通道、量程和行程端值集中在 [config.py](config.py)；开环新增的阀前通道和实验参数位于 [open_loop.py](open_loop.py) 顶部。
 
@@ -97,7 +96,7 @@ python main.py --target 50
 启动流程为：
 
 ```text
-校验配置 -> 连接 MT2-AM8 -> 读取一次初始流量
+校验配置 -> 连接 PLC -> 读取一次初始流量
         -> PID 输出初始化为 INITIAL_OPENING_PCT
         -> 进入周期控制（启动阶段不主动写入关闭位置）
 ```
@@ -118,7 +117,7 @@ error = target - measurement
 opening_to_motor_position()
       |
       v
-反向行程 1000~800 -> MT2-AM8 AO1
+反向行程 1000~800 -> PLC D730
 ```
 
 增量 PID 的输出直接定义为阀门开度，因此控制器本身不包含电机行程或死区映射。目标流量不高于 `ZERO_FLOW_THRESHOLD_SLM`（当前 `0.5 SLM`）时，程序跳过常规 PID 更新并直接命令 `0%` 开度。
@@ -187,9 +186,9 @@ Kp_eff = scale · Kp_base，Ki_eff = scale · Ki_base   # Kd 不调度
 | `FEEDFORWARD_ENABLED` | `False` | 启用前馈反解打底 + PI 修残差 |
 | `GAIN_SCHEDULE_ENABLED` | `False` | 启用按阀前压力缩放 Kp/Ki |
 | `VALVE_MODEL_PATH` | `""` | 阀特性表 JSON 路径（空串 = 关闭前馈） |
-| `PRESSURE_BEFORE_CHANNEL` | `2` | 阀前压力 P1 的 AI 通道 |
+| `PRESSURE_BEFORE_ADDR` | `720` | 阀前压力 P1 的寄存器地址（D720） |
 
-前馈生效需同时满足：`FEEDFORWARD_ENABLED=True`、`VALVE_MODEL_PATH` 指向有效 JSON、`PRESSURE_BEFORE_CHANNEL` 与 `PRESSURE_INPUT_CHANNEL` 均已配置。任一条件缺失时自动退化为纯 PID，并在启动日志中提示。
+前馈生效需同时满足：`FEEDFORWARD_ENABLED=True`、`VALVE_MODEL_PATH` 指向有效 JSON、`PRESSURE_BEFORE_ADDR` 与 `PRESSURE_AFTER_ADDR` 均已配置。任一条件缺失时自动退化为纯 PID，并在启动日志中提示。
 
 ### 运行输出
 
@@ -290,18 +289,20 @@ python test_valve.py
 
 ## 阀特性辨识与离线自测
 
-前馈需要一张 `A_eff(x)` 阀特性表。先用 [open_loop.py](open_loop.py) 扫点得到开环 CSV，再用 [identify_valve.py](identify_valve.py) 离线拟合：
+前馈需要一张 `A_eff(x)` 阀特性表。先用 [open_loop.py](open_loop.py) 扫点得到开环 CSV（时间戳命名、从不覆盖），再用 [identify_valve.py](identify_valve.py) 离线拟合。`--csv` 支持多个路径与 glob 模式，可把多次实验合并重拟合，数据越多表越稳：
 
 ```powershell
-python identify_valve.py --csv open_loop_data/open_loop_YYYYMMDD_HHMMSS.csv --out valve_model.json [--tail 20] [--plot]
+python identify_valve.py --csv open_loop_data/open_loop_YYYYMMDD_HHMMSS.csv --out valve_model.json
+python identify_valve.py --csv "open_loop_data/*.csv" --out valve_model.json --plot
+python identify_valve.py --plot      # 省略 --csv 时默认合并 open_loop_data/ 下全部 CSV
 ```
 
-- 按 `step_index` 分组，每组取末尾 `--tail` 个采样点平均，得到稳态 `(行程 x, 流量 Q, 阀前压 P1, 阀后压 P2)`；
+- 每个 CSV 按 `step_index` 分组，每组取末尾 `--tail` 个采样点平均，得到稳态 `(行程 x, 流量 Q, 阀前压 P1, 阀后压 P2)`，并按开度访问顺序标记逼近方向（上升 / 下降 / 该文件起始步）；
-- 对每个稳态点反解 `A_eff = Q / (P1_abs · F(r))`；
+- 对每个稳态点反解 `A_eff = Q / (P1_abs · F(r))`；同一行程 x 的多个点（来自不同次实验）先取平均再构表；
 - 按行程升序构表并做单调性检查；若整体非单调，只保留最长单调连续段，其余点丢弃并给出警告；
-- 用 [valve_model.py](valve_model.py) 存成 JSON，并打印阻塞/亚声速点数等摘要；加 `--plot` 额外生成诊断图。
+- 用 [valve_model.py](valve_model.py) 存成 JSON，并打印合并文件数、稳态点数与阻塞/亚声速点统计等摘要；加 `--plot` 额外生成诊断图，实测点按逼近方向着色：同一行程下上升/下降两团点明显分离说明阀门迟滞显著，前馈表应考虑分方向处理；完全重叠则迟滞可忽略。
 
-将 `config.VALVE_MODEL_PATH` 指到该 JSON、确认 `PRESSURE_BEFORE_CHANNEL` 接线无误、并把 `FEEDFORWARD_ENABLED` 设为 `True` 后，闭环即可启用前馈。
+将 `config.VALVE_MODEL_PATH` 指到该 JSON、确认 `PRESSURE_BEFORE_ADDR` 接线无误、并把 `FEEDFORWARD_ENABLED` 设为 `True` 后，闭环即可启用前馈。
 
 [test_valve_model.py](test_valve_model.py) 是纯计算离线自测，不接触硬件，可在任意环境运行：
 
@@ -342,10 +343,11 @@ python test_valve_model.py
 
 | 配置 | 当前默认值 | 说明 |
 | --- | --- | --- |
-| `MT2AM8_HOST` / `MT2AM8_PORT` / `MT2AM8_SLAVE_ID` | `192.168.1.12` / `502` / `1` | 通讯参数 |
+| `PLC_HOST` / `PLC_PORT` / `PLC_SLAVE_ID` | `192.168.1.88` / `502` / `1` | PLC 通讯参数 |
-| `FLOW_INPUT_CHANNEL` / `PRESSURE_INPUT_CHANNEL` | `1` / `0` | 闭环 AI 通道；压力可设为 `None` |
+| `FLOW_AFTER_ADDR` / `FLOW_AFTER_RANGE_SLM` | `700` / `300` | 阀后流量 D700 与量程 |
-| `MOTOR_OUTPUT_CHANNEL` | `1` | 电机 AO 通道 |
+| `PRESSURE_AFTER_ADDR` / `PRESSURE_AFTER_RANGE_KPA` | `710` / `400` | 阀后压力 D710 与量程 |
-| `FLOW_METER_RANGE_SLM` / `PRESSURE_RANGE_KPA` | `300` / `1600` | 传感器量程 |
+| `PRESSURE_BEFORE_ADDR` / `PRESSURE_BEFORE_RANGE_KPA` | `720` / `300` | 阀前压力 D720 与量程 |
+| `MOTOR_OUTPUT_ADDR` | `730` | 电机输出 D730（0~10V，行程 0~1000） |
 | `TARGET_FLOW_MIN_SLM` / `TARGET_FLOW_MAX_SLM` | `0` / `300` | 允许的目标范围 |
 | `TARGET_SWITCH_KEY` | `s` | 运行中按此键进入"输入新目标流量"模式 |
 | `CONTROL_PERIOD_S` / `MAX_CONTROL_DT_S` | `0.1` / `0.3` | 目标周期 / 超时阈值 |
@@ -358,7 +360,7 @@ python test_valve_model.py
 | `PID_MODE_SWITCH_CONFIRM_CYCLES` | `10` | 模式切换条件需连续满足的采样周期数（当前约 1 秒） |
 | `MOTOR_CLOSED_POSITION` / `MOTOR_OPEN_POSITION` | `1000` / `800` | 当前反向控制区间；打开端为机械死区边界 |
 | `INITIAL_OPENING_PCT` | `100` | 闭环 PID 内部初始输出 |
-| `PRESSURE_BEFORE_CHANNEL` | `2` | 阀前压力 P1 的 AI 通道（前馈/增益调度/开环共用）；可设为 `None` |
+| `PRESSURE_BEFORE_ADDR` | `720` | 阀前压力 P1 的寄存器地址（前馈/增益调度/开环共用） |
 | `VALVE_MODEL_PATH` | `""` | 阀特性表 JSON 路径；空串关闭前馈 |
 | `FEEDFORWARD_ENABLED` | `False` | 是否启用前馈反解打底 + PI 修残差 |
 | `FEEDFORWARD_CORRECTION_BAND_PCT` | `20` | 前馈开启时 PI 修正量的对称限幅（±%） |
@@ -385,9 +387,9 @@ python test_valve_model.py
 | [open_loop.py](open_loop.py) | 独立开环扫点、传感器记录和压力比分析 |
 | [test_valve.py](test_valve.py) | Windows 终端手动开度测试、每秒采样、CSV 与三联图 |
 | [valve_model.py](valve_model.py) | 静态阀特性模型 `Q_ss = A_eff(x)·P1_abs·F(r)` 与前馈反解（纯计算） |
-| [identify_valve.py](identify_valve.py) | 从开环扫点 CSV 拟合 `A_eff(x)` 表，输出 `valve_model.json` |
+| [identify_valve.py](identify_valve.py) | 从一份或多份开环扫点 CSV（支持 glob 合并）拟合 `A_eff(x)` 表，输出 `valve_model.json` |
 | [test_valve_model.py](test_valve_model.py) | 阀特性模型与前馈反解的离线自测 |
-| [PcControl.py](PcControl.py) | Modbus 硬件客户端；本项目三个入口实际使用 `MT2AM8Client` |
+| [PcControl.py](PcControl.py) | Modbus 硬件客户端；本项目三个入口实际使用 `Easy521ModbusClient` |
 
 ## 项目结构
 

config.py

@@ -1,11 +1,11 @@
 """气体流量闭环控制的集中配置。
 
-首次连接真实设备前，请重点核对：MT2-AM8 地址、AI/AO 通道、压力上限、
+首次连接真实设备前，请重点核对：PLC 寄存器地址、量程、阀门打开端行程和
-阀门打开端行程和关闭端行程。PID 参数是安全起步值，不是最终整定结果。
+关闭端行程。PID 参数是安全起步值，不是最终整定结果。
 """
 
 # ---------------------------------------------------------------------------
-# MT2-AM8 通讯与量程
+# MT2-AM8 通讯与量程（旧方案；代码保留但当前不再使用）
 # ---------------------------------------------------------------------------
 
 MT2AM8_HOST = "192.168.1.12"
@@ -13,13 +13,27 @@ MT2AM8_PORT = 502
 MT2AM8_SLAVE_ID = 1
 
 # MT2AM8Client 用这些量程把模拟量转换成物理量。
-PRESSURE_RANGE_KPA = 1600.0
+PRESSURE_RANGE_KPA = 400.0
 FLOW_METER_RANGE_SLM = 300.0
 
-# AI/AO 通道均从 0 开始。AI0 和 AO0 属于不同的寄存器区，可以同时使用。
+# ---------------------------------------------------------------------------
-FLOW_INPUT_CHANNEL = 1
+# PLC（Easy521）Modbus TCP 通讯与寄存器地址
-PRESSURE_INPUT_CHANNEL = 0       # 没有压力传感器时改为 None
+# ---------------------------------------------------------------------------
-MOTOR_OUTPUT_CHANNEL = 1
+
+PLC_HOST = "192.168.1.88"
+PLC_PORT = 502
+PLC_SLAVE_ID = 1
+
+# D 寄存器为直接 Modbus 地址：读用功能码 03（保持寄存器），写用功能码 06。
+# 模拟量 0~32000 线性对应各量程满量程（映射常量在 PcControl.py）。
+# 三个测量量 + 一个输出，地址与量程集中放在一起（名称区分阀前 / 阀后）。
+FLOW_AFTER_ADDR = 700          # 阀后流量 D700，量程 0~300 SLM
+FLOW_AFTER_RANGE_SLM = 300.0
+PRESSURE_AFTER_ADDR = 710      # 阀后压力 D710，量程 0~400 kPa
+PRESSURE_AFTER_RANGE_KPA = 400.0
+PRESSURE_BEFORE_ADDR = 720     # 阀前压力 D720，量程 0~300 kPa
+PRESSURE_BEFORE_RANGE_KPA = 300.0
+MOTOR_OUTPUT_ADDR = 730        # 电机输出 D730，0~10V，行程 0~1000 映射 0~32000
 
 # ---------------------------------------------------------------------------
 # 控制目标和控制周期
@@ -49,8 +63,8 @@ PID_NEAR_KD = 0.0
 
 OPENING_MIN_PCT = 0.0
 OPENING_MAX_PCT = 100.0
-MAX_OPENING_RATE_FAR_PCT_S = 20.0
+MAX_OPENING_RATE_FAR_PCT_S = 200.0
-MAX_OPENING_RATE_NEAR_PCT_S = 2.0
+MAX_OPENING_RATE_NEAR_PCT_S = 20.0
 
 # FAR -> NEAR：绝对误差连续满足 near 阈值指定周期数后切换。
 # NEAR -> FAR：绝对误差连续达到 far 阈值指定周期数后切换。
@@ -87,8 +101,7 @@ INITIAL_OPENING_PCT = 100.0
 # 前馈 + 增益调度（默认关闭，便于与纯 PID 做 A/B 对比；接线确认后再开启）
 # ---------------------------------------------------------------------------
 
-# 阀前压力 P1（前馈缩放 / 判阻塞 / 增益调度用），按实际接线确认。
+# 阀前压力 P1（前馈缩放 / 判阻塞 / 增益调度用），地址见上 PLC 段 PRESSURE_BEFORE_ADDR。
-PRESSURE_BEFORE_CHANNEL = 2
 
 # 阀特性表 JSON（identify_valve.py 产出）。空字符串表示关闭前馈。
 VALVE_MODEL_PATH = ""
@@ -138,18 +151,18 @@ def validate_config():
         raise ValueError("MAX_CONTROL_DT_S 不得小于 CONTROL_PERIOD_S")
     if TARGET_FLOW_MIN_SLM > TARGET_FLOW_MAX_SLM:
         raise ValueError("目标流量上下限配置错误")
-    if TARGET_FLOW_MAX_SLM > FLOW_METER_RANGE_SLM:
+    if TARGET_FLOW_MAX_SLM > FLOW_AFTER_RANGE_SLM:
         raise ValueError("目标流量上限不得超过流量计量程")
     if FLOW_VALID_MIN_SLM > FLOW_VALID_MAX_SLM:
         raise ValueError("流量有效范围上下限配置错误")
-    if FLOW_VALID_MAX_SLM > FLOW_METER_RANGE_SLM:
+    if FLOW_VALID_MAX_SLM > FLOW_AFTER_RANGE_SLM:
         raise ValueError("流量有效范围上限不得超过流量计量程")
     if not 0 <= OPENING_MIN_PCT < OPENING_MAX_PCT <= 100:
         raise ValueError("阀门开度范围必须位于 0~100%，且下限小于上限")
     if MOTOR_OPEN_POSITION >= MOTOR_CLOSED_POSITION:
         raise ValueError("本系统行程越大开度越小，因此打开端行程必须小于关闭端行程")
     if MOTOR_OPEN_POSITION < 0 or MOTOR_CLOSED_POSITION > 1000:
-        raise ValueError("电机行程必须位于 MT2AM8Client 当前采用的 0~1000 范围")
+        raise ValueError("电机行程必须位于当前采用的 0~1000 范围")
     pid_gains = (
         PID_FAR_KP,
         PID_FAR_KI,
@@ -181,13 +194,13 @@ def validate_config():
         raise ValueError("PID_MODE_SWITCH_CONFIRM_CYCLES 必须至少为 1")
     if MAX_CONSECUTIVE_FLOW_FAILURES < 1:
         raise ValueError("MAX_CONSECUTIVE_FLOW_FAILURES 必须至少为 1")
-    if PRESSURE_INPUT_CHANNEL is not None and MAX_PRESSURE_KPA is None:
+    if PRESSURE_AFTER_ADDR is not None and MAX_PRESSURE_KPA is None:
         raise ValueError("启用压力通道时必须配置 MAX_PRESSURE_KPA")
-    if PRESSURE_BEFORE_CHANNEL is not None:
+    if PRESSURE_BEFORE_ADDR is not None:
-        if not isinstance(PRESSURE_BEFORE_CHANNEL, int):
+        if not isinstance(PRESSURE_BEFORE_ADDR, int):
-            raise ValueError("PRESSURE_BEFORE_CHANNEL 必须为整数通道号或 None")
+            raise ValueError("PRESSURE_BEFORE_ADDR 必须为整数地址或 None")
-        if PRESSURE_BEFORE_CHANNEL < 0:
+        if PRESSURE_BEFORE_ADDR < 0:
-            raise ValueError("PRESSURE_BEFORE_CHANNEL 不得为负数")
+            raise ValueError("PRESSURE_BEFORE_ADDR 不得为负数")
         if MAX_PRESSURE_KPA is None:
             raise ValueError("启用阀前压力通道时必须配置 MAX_PRESSURE_KPA")
     if GAIN_SCHEDULE_REF_ABS_KPA <= 0:

flow_control.py

@@ -1,7 +1,7 @@
 """流量闭环控制层。
 
 本模块只负责“读取传感器 -> PID -> 开度/行程映射 -> 下发电机位置”以及
-安全处理；底层 Modbus 通讯仍由 PcControl.MT2AM8Client 完成。
+安全处理；底层 Modbus 通讯仍由 PcControl.Easy521ModbusClient 完成。
 """
 
 from dataclasses import asdict, dataclass
@@ -75,7 +75,7 @@ def opening_to_motor_position(
 
 
 class FlowControlLoop:
-    """基于 MT2AM8Client 和 IncrementalPID 的单回路流量控制器。"""
+    """基于 Easy521ModbusClient 和 IncrementalPID 的单回路流量控制器。"""
 
     def __init__(
         self,
@@ -352,7 +352,7 @@ class FlowControlLoop:
             self._trip(
                 "DEVICE_DISCONNECTED",
                 "PRECHECK",
-                "MT2-AM8 未连接",
+                "PLC 未连接",
             )
 
         current_time = time.perf_counter() if now is None else float(now)
@@ -763,7 +763,7 @@ class FlowControlLoop:
             self._trip(
                 "MOTOR_COMMAND_FAILED",
                 "WRITE_MOTOR",
-                "MT2-AM8 返回电机位置写入失败",
+                "PLC 返回电机位置写入失败",
                 {
                     "requested_opening_pct": opening,
                     "requested_motor_position": position,

identify_valve.py

@@ -1,19 +1,26 @@
 """从开环扫点 CSV 拟合 A_eff(x) 表，输出 valve_model.json。
 
 用法：
-    python identify_valve.py --csv open_loop_data/open_loop_xxx.csv \\
+    python identify_valve.py --csv open_loop_data/open_loop_xxx.csv --out valve_model.json
-        --out valve_model.json [--tail 20] [--plot]
+    python identify_valve.py --csv "open_loop_data/*.csv" --out valve_model.json --plot
+    python identify_valve.py --plot      # 省略 --csv 时默认合并 open_loop_data/ 下全部 CSV
 
 流程：
-1. 按 step_index 分组，每组取末尾 --tail 个采样点平均，得到稳态 (x, Q, P1, P2)；
+1. --csv 支持多个路径与 glob 模式，全部 CSV 合并使用（文件名含时间戳，按名称
-2. 对每个稳态点反解 A_eff = Q / (P1_abs * F(r))；
+   排序即按实验先后合并）；省略时默认 open_loop_data/*.csv；
-3. 按行程升序构表，做单调性检查；
+2. 每个 CSV 按 step_index 分组，每组取末尾 --tail 个采样点平均，得到稳态
-4. 用 ValveModel 存成 JSON，并打印摘要（可选画诊断图）。
+   (x, Q, P1, P2)，并按开度访问顺序标记逼近方向（上升/下降/该文件起始步）；
+3. 对每个稳态点反解 A_eff = Q / (P1_abs * F(r))，同一行程 x 的多个点
+   （来自不同次实验）先平均再构表；
+4. 按行程升序构表，做单调性检查；
+5. 用 ValveModel 存成 JSON，并打印摘要（可选画诊断图，实测点按逼近方向着色）。
 """
 
 import argparse
 import csv
+import glob
 import math
+import os
 from pathlib import Path
 
 import config
@@ -21,6 +28,21 @@ from valve_model import CRITICAL_RATIO, ValveModel, abs_pressure, f_ratio
 
 DEFAULT_TAIL = 20
 
+# 逼近方向：按开度访问顺序，当前开度大于/小于上一开度。
+DIRECTION_UP = "up"        # 从更小开度升到当前开度
+DIRECTION_DOWN = "down"    # 从更大开度降到当前开度
+DIRECTION_ORDER = [DIRECTION_UP, DIRECTION_DOWN, None]
+DIRECTION_LABELS = {
+    DIRECTION_UP: "ascending",
+    DIRECTION_DOWN: "descending",
+    None: "start (unknown)",
+}
+DIRECTION_COLORS = {
+    DIRECTION_UP: "#1565C0",
+    DIRECTION_DOWN: "#D84315",
+    None: "#757575",
+}
+
 
 def _to_float(text):
     """把 CSV 单元格解析成有限浮点数；空/非法/非有限返回 None。"""
@@ -43,8 +65,14 @@ def _average(values):
 
 
 def load_steady_points(csv_path, tail=DEFAULT_TAIL):
-    """提取每个 step_index 的稳态均值，返回按 step 升序的 (x, q, p1, p2) 列表。"""
+    """提取单个 CSV 每个 step_index 的稳态均值与逼近方向。
+
+    返回按 step（访问顺序）排列的 ``(x, q, p1, p2, direction)`` 列表。
+    direction 为 ``"up"``（开度上升逼近）/ ``"down"``（下降逼近）/
+    ``None``（该文件第一步，无上一开度可比较）。
+    """
     rows_by_step = {}
+    opening_by_step = {}
     with open(csv_path, "r", newline="", encoding="utf-8-sig") as file:
         for row in csv.DictReader(file):
             step_text = (row.get("step_index") or "").strip()
@@ -55,9 +83,25 @@ def load_steady_points(csv_path, tail=DEFAULT_TAIL):
             except (TypeError, ValueError):
                 continue
             rows_by_step.setdefault(step, []).append(row)
+            if step not in opening_by_step:
+                opening_by_step[step] = _to_float(row.get("opening_pct"))
 
     points = []
+    prev_opening = None
     for step in sorted(rows_by_step):
+        opening = opening_by_step.get(step)
+        if prev_opening is not None and opening is not None:
+            if opening > prev_opening:
+                direction = DIRECTION_UP
+            elif opening < prev_opening:
+                direction = DIRECTION_DOWN
+            else:
+                direction = None
+        else:
+            direction = None
+        if opening is not None:
+            prev_opening = opening
+
         rows = rows_by_step[step]
         rows.sort(key=lambda r: _to_float(r.get("time_s")) or 0.0)
         tail_rows = rows[-tail:] if tail > 0 else rows
@@ -69,19 +113,23 @@ def load_steady_points(csv_path, tail=DEFAULT_TAIL):
 
         if None in (x, q, p1, p2):
             continue
-        points.append((x, q, p1, p2))
+        points.append((x, q, p1, p2, direction))
     return points
 
 
 def compute_area_table(steady_points):
-    """把稳态点换算成 (x, A_eff) 单调表，并返回丢弃点与阻塞/亚声速统计。
+    """把稳态点换算成 (x, A_eff) 单调表，并返回逐点测量值供诊断图着色。
 
-    返回 ``(table, dropped, stats)``。``table`` 为按 x 升序的 (x, A_eff) 列表，
+    返回 ``(table, dropped, stats, area_points)``：
-    只保留最长的单调连续段；``dropped`` 为因非单调被丢弃的点。
+
+    - ``area_points``：每个实测点的 ``(x, A_eff, direction)``，按 x 升序，未平均；
+    - ``table``：同一行程 x 的多个 A_eff 先平均，再按 x 升序取最长单调连续段；
+    - ``dropped``：因非单调被丢弃的 ``(x, A_eff)``；
+    - ``stats``：阻塞/亚声速点统计（按原始测量点计数）。
     """
     area_points = []
     choked = subsonic = 0
-    for x, q, p1, p2 in steady_points:
+    for x, q, p1, p2, direction in steady_points:
         p1_abs = abs_pressure(p1)
         p2_abs = abs_pressure(p2)
         if p1_abs <= 0.0:
@@ -95,21 +143,28 @@ def compute_area_table(steady_points):
             choked += 1
         else:
             subsonic += 1
-        area_points.append((x, q / denom))
+        area_points.append((x, q / denom, direction))
 
     area_points.sort(key=lambda item: item[0])
-    ys = [a for _, a in area_points]
 
+    # 合并多份 CSV 后同一行程会有多个点：先按 x 分组平均（CSV 以 6 位小数
+    # 记录行程，round 用于吸收极小浮点差异）。
+    by_x = {}
+    for x, a, _ in area_points:
+        by_x.setdefault(round(x, 6), []).append(a)
+    merged = [(float(x), sum(vals) / len(vals)) for x, vals in sorted(by_x.items())]
+
+    ys = [a for _, a in merged]
     if _is_monotonic(ys):
-        table = area_points
+        table = merged
         dropped = []
     else:
         start, end = _longest_monotonic_run(ys)
-        table = area_points[start:end + 1]
+        table = merged[start:end + 1]
-        dropped = area_points[:start] + area_points[end + 1:]
+        dropped = merged[:start] + merged[end + 1:]
 
     stats = {"choked": choked, "subsonic": subsonic, "total": choked + subsonic}
-    return table, dropped, stats
+    return table, dropped, stats, area_points
 
 
 def _is_monotonic(ys):
@@ -151,14 +206,22 @@ def _longest_monotonic_run(ys):
     return best_start, best_end
 
 
-def identify(csv_path, tail=DEFAULT_TAIL, out_path=None):
+def identify(csv_paths, tail=DEFAULT_TAIL, out_path=None):
-    """端到端辨识；返回 ``(model, steady_points, table, dropped, stats)``。"""
+    """从一份或多份开环扫点 CSV 端到端辨识。
-    steady = load_steady_points(csv_path, tail)
+
-    table, dropped, stats = compute_area_table(steady)
+    返回 ``(model, steady_points, table, dropped, stats, area_points)``。
+    ``csv_paths`` 为路径列表，其稳态点合并后统一拟合。
+    """
+    steady = []
+    for path in csv_paths:
+        steady.extend(load_steady_points(path, tail))
+    table, dropped, stats, area_points = compute_area_table(steady)
     if len(table) < 2:
         raise ValueError(
-            f"有效稳态点不足（{len(table)} 个），无法构表。请确认 CSV 的 "
+            f"有效稳态点不足（{len(table)} 个），无法构表。请确认 CSV 为 "
-            "pressure_before_kpa / pressure_after_kpa / flow_after_slm 列读数合理。"
+            "open_loop.py 产出（需含 step_index 列），且 "
+            "pressure_before_kpa / pressure_after_kpa / flow_after_slm "
+            "列读数合理。"
         )
     model = ValveModel(
         table,
@@ -167,11 +230,69 @@ def identify(csv_path, tail=DEFAULT_TAIL, out_path=None):
     )
     if out_path:
         model.save(out_path)
-    return model, steady, table, dropped, stats
+    return model, steady, table, dropped, stats, area_points
 
 
-def create_diagnostic_plot(steady_points, table, dropped, image_path):
+def resolve_csv_paths(items=None):
-    """画 x vs A_eff（散点+插值线）与 x vs Q_ss（散点）两张子图。"""
+    """把 CLI 传入的路径/glob 展开为去重、按名称排序的 CSV 路径列表。
+
+    ``items`` 为空时默认使用工程目录下 ``open_loop_data/*.csv``（文件名含
+    时间戳，排序后即按实验先后合并）。
+    """
+    if not items:
+        default_dir = Path(__file__).resolve().parent / "open_loop_data"
+        items = [str(default_dir / "*.csv")]
+    paths = []
+    for item in items:
+        pattern = str(item).replace("\\", "/")
+        if glob.has_magic(pattern):
+            paths.extend(sorted(glob.glob(pattern)))
+        else:
+            paths.append(pattern)
+    # 去重：glob 结果与显式路径的斜杠方向可能不同，用 normcase 归一化比较
+    # （Windows 下同时统一大小写）。
+    unique = []
+    seen = set()
+    for path in paths:
+        key = os.path.normcase(path)
+        if key not in seen:
+            seen.add(key)
+            unique.append(path)
+    return unique
+
+
+def _count_directions(steady_points):
+    counts = {DIRECTION_UP: 0, DIRECTION_DOWN: 0, None: 0}
+    for point in steady_points:
+        counts[point[4]] += 1
+    return counts
+
+
+def _scatter_by_direction(axis, points):
+    """按逼近方向分色画散点；``points`` 为 ``(x, y, direction)`` 列表。"""
+    by_direction = {d: [] for d in DIRECTION_ORDER}
+    for x, y, direction in points:
+        by_direction.setdefault(direction, []).append((x, y))
+    for direction in DIRECTION_ORDER:
+        pts = by_direction.get(direction, [])
+        if not pts:
+            continue
+        axis.scatter(
+            [p[0] for p in pts],
+            [p[1] for p in pts],
+            color=DIRECTION_COLORS[direction],
+            label=DIRECTION_LABELS[direction],
+            s=18,
+            alpha=0.85,
+        )
+
+
+def create_diagnostic_plot(steady_points, table, dropped, area_points, image_path):
+    """画 x vs A_eff 与 x vs Q_ss 两张子图，实测点按逼近方向着色。
+
+    同一行程下上升/下降两团点明显分离，说明阀门迟滞显著，前馈表应考虑
+    分方向处理；完全重叠则迟滞可忽略。
+    """
     import matplotlib
 
     matplotlib.use("Agg")
@@ -183,13 +304,13 @@ def create_diagnostic_plot(steady_points, table, dropped, image_path):
     figure, axes = plt.subplots(2, 1, figsize=(10, 8), constrained_layout=True)
     figure.suptitle("Identified valve characteristic")
 
-    axes[0].scatter(xs, areas, color="#1565C0", label="measured A_eff")
+    axes[0].plot(xs, areas, color="#263238", linewidth=1.2, label="fitted A_eff (per-x mean)")
-    axes[0].plot(xs, areas, color="#1565C0", linewidth=1.2)
+    _scatter_by_direction(axes[0], area_points)
     if dropped:
         axes[0].scatter(
             [x for x, _ in dropped],
             [a for _, a in dropped],
-            color="#D84315",
+            color="#B71C1C",
             marker="x",
             label="dropped (non-monotonic)",
         )
@@ -198,9 +319,9 @@ def create_diagnostic_plot(steady_points, table, dropped, image_path):
     axes[0].legend(loc="best")
     axes[0].grid(True, alpha=0.3, linestyle="--")
 
-    qxs = [x for x, _, _, _ in steady_points]
+    _scatter_by_direction(
-    qs = [q for _, q, _, _ in steady_points]
+        axes[1], [(p[0], p[1], p[4]) for p in steady_points]
-    axes[1].scatter(qxs, qs, color="#2E7D32", label="measured Q_ss")
+    )
     axes[1].set_ylabel("Flow (SLM)")
     axes[1].set_xlabel("Motor stroke x")
     axes[1].set_title("Steady flow vs stroke")
@@ -213,9 +334,12 @@ def create_diagnostic_plot(steady_points, table, dropped, image_path):
 
 def parse_args(argv=None):
     parser = argparse.ArgumentParser(
-        description="从开环扫点 CSV 拟合 A_eff(x) 阀特性表"
+        description="从开环扫点 CSV 拟合 A_eff(x) 阀特性表（支持多 CSV/glob 合并）"
+    )
+    parser.add_argument(
+        "--csv", nargs="+",
+        help="一个或多个 CSV 路径或 glob 模式；省略时默认合并 open_loop_data/*.csv",
     )
-    parser.add_argument("--csv", required=True, help="开环扫点 CSV 路径")
     parser.add_argument("--out", default="valve_model.json", help="输出 JSON 路径")
     parser.add_argument(
         "--tail", type=int, default=DEFAULT_TAIL,
@@ -230,26 +354,40 @@ def parse_args(argv=None):
 
 def main(argv=None):
     args = parse_args(argv)
-    csv_path = Path(args.csv)
+    csv_paths = resolve_csv_paths(args.csv)
-    if not csv_path.exists():
+    if not csv_paths:
-        print(f"CSV 不存在：{csv_path}")
+        print("未找到任何 CSV：请确认 open_loop_data/ 下有开环扫点数据，")
+        print('或用 --csv 指定路径或 glob 模式（如 --csv "open_loop_data/*.csv"）。')
+        return 2
+    for path in csv_paths:
+        if not Path(path).exists():
+            print(f"CSV 不存在：{path}")
             return 2
 
     try:
-        model, steady, table, dropped, stats = identify(
+        model, steady, table, dropped, stats, area_points = identify(
-            csv_path, tail=args.tail, out_path=args.out
+            csv_paths, tail=args.tail, out_path=args.out
         )
     except (ValueError, OSError) as exc:
         print(f"辨识失败：{exc}")
         return 2
 
+    if len(csv_paths) <= 8:
+        print("合并的 CSV：")
+        for path in csv_paths:
+            print(f"  {path}")
+    else:
+        print(f"合并的 CSV：{csv_paths[0]} 等共 {len(csv_paths)} 个文件")
+    directions = _count_directions(steady)
     print(
-        f"读取稳态点 {len(steady)} 个；阻塞 {stats['choked']} 个，"
+        f"读取稳态点 {len(steady)} 个：上升逼近 {directions[DIRECTION_UP]}、"
-        f"亚声速 {stats['subsonic']} 个，合计 {stats['total']} 个。"
+        f"下降逼近 {directions[DIRECTION_DOWN]}、起始点 {directions[None]}；"
+        f"阻塞 {stats['choked']} 个，亚声速 {stats['subsonic']} 个，"
+        f"合计 {stats['total']} 个。"
     )
     print(
         f"有效行程范围 {table[0][0]:.1f} ~ {table[-1][0]:.1f}"
-        f"（{len(table)} 点）。"
+        f"（{len(table)} 点，同一行程已平均）。"
     )
 
     if dropped:
@@ -270,7 +408,7 @@ def main(argv=None):
     if args.plot:
         image_path = Path(args.out).with_suffix(".png")
         try:
-            create_diagnostic_plot(steady, table, dropped, image_path)
+            create_diagnostic_plot(steady, table, dropped, area_points, image_path)
             print(f"诊断图已保存：{image_path}")
         except Exception as exc:
             print(f"生成诊断图失败（不影响 JSON）：{exc}")

main.py

@@ -4,7 +4,7 @@
     python main.py --target 50
 
 程序启动后直接从当前阀门开度（默认全开）开始闭环。Ctrl+C、控制故障或
-其他异常会断开 MT2-AM8；阀门不被驱动时默认回到全开。
+其他异常会断开 PLC；阀门不被驱动时默认回到全开。
 """
 
 import argparse
@@ -96,10 +96,10 @@ def build_control_loop(hardware, logger):
         hardware=hardware,
         pid=pid,
         period_s=config.CONTROL_PERIOD_S,
-        flow_channel=config.FLOW_INPUT_CHANNEL,
+        flow_channel=config.FLOW_AFTER_ADDR,
-        pressure_channel=config.PRESSURE_INPUT_CHANNEL,
+        pressure_channel=config.PRESSURE_AFTER_ADDR,
-        pressure_before_channel=config.PRESSURE_BEFORE_CHANNEL,
+        pressure_before_channel=config.PRESSURE_BEFORE_ADDR,
-        motor_channel=config.MOTOR_OUTPUT_CHANNEL,
+        motor_channel=config.MOTOR_OUTPUT_ADDR,
         motor_open_position=config.MOTOR_OPEN_POSITION,
         motor_closed_position=config.MOTOR_CLOSED_POSITION,
         target_min_slm=config.TARGET_FLOW_MIN_SLM,
@@ -148,7 +148,7 @@ def build_control_loop(hardware, logger):
 
 
 def parse_args(argv=None):
-    parser = argparse.ArgumentParser(description="MT2-AM8 气体流量 PID 控制")
+    parser = argparse.ArgumentParser(description="PLC 气体流量 PID 控制")
     parser.add_argument(
         "--target",
         type=float,
@@ -197,7 +197,7 @@ def run(target_flow_slm):
     config.validate_config()
     logger, console_gate = build_logger()
     try:
-        from PcControl import MT2AM8Client
+        from PcControl import Easy521ModbusClient
     except ModuleNotFoundError as exc:
         if exc.name and exc.name.startswith("pymodbus"):
             logger.critical(
@@ -207,12 +207,17 @@ def run(target_flow_slm):
             return 6
         raise
 
-    hardware = MT2AM8Client(
+    hardware = Easy521ModbusClient(
-        host=config.MT2AM8_HOST,
+        host=config.PLC_HOST,
-        port=config.MT2AM8_PORT,
+        port=config.PLC_PORT,
-        slave_id=config.MT2AM8_SLAVE_ID,
+        slave_id=config.PLC_SLAVE_ID,
-        pressure_range=config.PRESSURE_RANGE_KPA,
+        flow_addr=config.FLOW_AFTER_ADDR,
-        flow_range=config.FLOW_METER_RANGE_SLM,
+        flow_range=config.FLOW_AFTER_RANGE_SLM,
+        pressure_before_addr=config.PRESSURE_BEFORE_ADDR,
+        pressure_before_range=config.PRESSURE_BEFORE_RANGE_KPA,
+        pressure_after_addr=config.PRESSURE_AFTER_ADDR,
+        pressure_after_range=config.PRESSURE_AFTER_RANGE_KPA,
+        motor_output_addr=config.MOTOR_OUTPUT_ADDR,
     )
     controller = build_control_loop(hardware, logger)
     controller.set_target_flow(target_flow_slm)
@@ -223,9 +228,9 @@ def run(target_flow_slm):
     exit_code = 0
     try:
         logger.info(
-            "正在连接 MT2-AM8 %s:%s，目标流量=%.3f SLM",
+            "正在连接 PLC %s:%s，目标流量=%.3f SLM",
-            config.MT2AM8_HOST,
+            config.PLC_HOST,
-            config.MT2AM8_PORT,
+            config.PLC_PORT,
             target_flow_slm,
         )
         connected = bool(hardware.connect())
@@ -233,17 +238,17 @@ def run(target_flow_slm):
             raise FlowControlFault(
                 "DEVICE_CONNECT_FAILED",
                 "STARTUP",
-                "无法连接 MT2-AM8",
+                "无法连接 PLC",
                 {
-                    "host": config.MT2AM8_HOST,
+                    "host": config.PLC_HOST,
-                    "port": config.MT2AM8_PORT,
+                    "port": config.PLC_PORT,
-                    "slave_id": config.MT2AM8_SLAVE_ID,
+                    "slave_id": config.PLC_SLAVE_ID,
                 },
             )
 
         # 控制前读取一次当前流量，作为超调量方向的基准。
         try:
-            initial_flow_slm = hardware.get_flow(config.FLOW_INPUT_CHANNEL)
+            initial_flow_slm = hardware.get_flow(config.FLOW_AFTER_ADDR)
         except Exception:
             initial_flow_slm = None
 
@@ -376,7 +381,7 @@ def run(target_flow_slm):
                 hardware.disconnect()
             except Exception:
                 exit_code = max(exit_code, 5)
-                logger.exception("断开 MT2-AM8 时发生异常")
+                logger.exception("断开 PLC 时发生异常")
 
         if recorder is not None:
             try:

open_loop.py

@@ -36,15 +36,15 @@ from flow_control import opening_to_motor_position
 # 实验参数（可在本文件修改，不影响 config.py）
 # ---------------------------------------------------------------------------
 
-# 四个传感器的 AI 通道（0 起始，MT2-AM8 AI0~AI3）。
+# 控流阀前后传感器的 PLC 寄存器地址（直接 Modbus 地址）。
-# “后”= 控流阀出口侧（靠近流量计/负载一侧），沿用 config 的原始通道；
+# “后”= 控流阀出口侧（靠近流量计/负载一侧），沿用 config 的原始地址；
-# “前”= 控流阀入口侧（靠近减压阀一侧），为本次新增传感器，请按实际接线确认。
+# “前”= 控流阀入口侧（靠近减压阀一侧），按实际接线确认。
-PRESSURE_AFTER_CHANNEL = config.PRESSURE_INPUT_CHANNEL   # 后压力，默认 0
+PRESSURE_AFTER_CHANNEL = config.PRESSURE_AFTER_ADDR      # 后压力 D710
-FLOW_AFTER_CHANNEL = config.FLOW_INPUT_CHANNEL           # 后流量，默认 1
+FLOW_AFTER_CHANNEL = config.FLOW_AFTER_ADDR              # 后流量 D700
-PRESSURE_BEFORE_CHANNEL = 2                              # 前压力（新增，需确认）
+PRESSURE_BEFORE_CHANNEL = config.PRESSURE_BEFORE_ADDR    # 前压力 D720
-FLOW_BEFORE_CHANNEL = None                                  # 前流量（新增，需确认）
+FLOW_BEFORE_CHANNEL = None                               # 前流量（暂无传感器）
 
-MOTOR_CHANNEL = config.MOTOR_OUTPUT_CHANNEL              # AO 通道
+MOTOR_CHANNEL = config.MOTOR_OUTPUT_ADDR                 # 电机输出 D730
 
 # 开度扫描：0%~100%，默认 5% 间隔，共 21 个开度值，随机打乱。
 OPENING_MIN_PCT = 0.0
@@ -430,7 +430,7 @@ def check_safety(pressure_before, flow_before, pressure_after, flow_after):
 
 
 def set_opening(hardware, opening_pct):
-    """把 0~100% 开度换算成反向电机行程并下发给 MT2-AM8。"""
+    """把 0~100% 开度换算成反向电机行程并下发给 PLC。"""
     position = opening_to_motor_position(
         opening_pct,
         config.MOTOR_OPEN_POSITION,
@@ -485,7 +485,7 @@ def build_logger():
 # ---------------------------------------------------------------------------
 
 def parse_args(argv=None):
-    parser = argparse.ArgumentParser(description="MT2-AM8 气体流量开环扫点实验")
+    parser = argparse.ArgumentParser(description="PLC 气体流量开环扫点实验")
     parser.add_argument("--min", type=float, default=OPENING_MIN_PCT,
                         help=f"扫描起始开度（%%），默认 {OPENING_MIN_PCT:.0f}")
     parser.add_argument("--max", type=float, default=OPENING_MAX_PCT,
@@ -507,7 +507,7 @@ def run(args):
     logger = build_logger()
 
     try:
-        from PcControl import MT2AM8Client
+        from PcControl import Easy521ModbusClient
     except ModuleNotFoundError as exc:
         if exc.name and exc.name.startswith("pymodbus"):
             logger.critical(
@@ -517,12 +517,17 @@ def run(args):
             return 6
         raise
 
-    hardware = MT2AM8Client(
+    hardware = Easy521ModbusClient(
-        host=config.MT2AM8_HOST,
+        host=config.PLC_HOST,
-        port=config.MT2AM8_PORT,
+        port=config.PLC_PORT,
-        slave_id=config.MT2AM8_SLAVE_ID,
+        slave_id=config.PLC_SLAVE_ID,
-        pressure_range=config.PRESSURE_RANGE_KPA,
+        flow_addr=config.FLOW_AFTER_ADDR,
-        flow_range=config.FLOW_METER_RANGE_SLM,
+        flow_range=config.FLOW_AFTER_RANGE_SLM,
+        pressure_before_addr=config.PRESSURE_BEFORE_ADDR,
+        pressure_before_range=config.PRESSURE_BEFORE_RANGE_KPA,
+        pressure_after_addr=config.PRESSURE_AFTER_ADDR,
+        pressure_after_range=config.PRESSURE_AFTER_RANGE_KPA,
+        motor_output_addr=config.MOTOR_OUTPUT_ADDR,
     )
 
     openings = generate_openings(
@@ -538,10 +543,10 @@ def run(args):
     exit_code = 0
 
     try:
-        logger.info("正在连接 MT2-AM8 %s:%s", config.MT2AM8_HOST, config.MT2AM8_PORT)
+        logger.info("正在连接 PLC %s:%s", config.PLC_HOST, config.PLC_PORT)
         connected = bool(hardware.connect())
         if not connected:
-            logger.critical("无法连接 MT2-AM8，实验中止")
+            logger.critical("无法连接 PLC，实验中止")
             exit_code = 2
             return exit_code
 
@@ -671,7 +676,7 @@ def run(args):
                 hardware.disconnect()
             except Exception:
                 exit_code = max(exit_code, 5)
-                logger.exception("断开 MT2-AM8 时发生异常")
+                logger.exception("断开 PLC 时发生异常")
 
         if recorder is not None:
             try:

test_valve.py

@@ -173,7 +173,7 @@ def set_opening(hardware, opening_pct):
     position = motor_position_for(opening)
     if not hardware.set_motor_position(
         position,
-        channel=config.MOTOR_OUTPUT_CHANNEL,
+        channel=config.MOTOR_OUTPUT_ADDR,
     ):
         raise RuntimeError("电机位置写入失败")
     return opening, position
@@ -184,11 +184,11 @@ def read_sensors(hardware, quiet=False):
     output = io.StringIO()
     stream = output if quiet else sys.stdout
     with contextlib.redirect_stdout(stream):
-        flow = hardware.get_flow(config.FLOW_INPUT_CHANNEL)
+        flow = hardware.get_flow(config.FLOW_AFTER_ADDR)
         pressure = (
             None
-            if config.PRESSURE_INPUT_CHANNEL is None
+            if config.PRESSURE_AFTER_ADDR is None
-            else hardware.get_pressure(config.PRESSURE_INPUT_CHANNEL)
+            else hardware.get_pressure(config.PRESSURE_AFTER_ADDR)
         )
     return flow, pressure
 
@@ -199,17 +199,22 @@ def main():
         return 1
 
     try:
-        from PcControl import MT2AM8Client
+        from PcControl import Easy521ModbusClient
     except ModuleNotFoundError as exc:
         print(f"无法导入硬件客户端: {exc}")
         return 2
 
-    hardware = MT2AM8Client(
+    hardware = Easy521ModbusClient(
-        host=config.MT2AM8_HOST,
+        host=config.PLC_HOST,
-        port=config.MT2AM8_PORT,
+        port=config.PLC_PORT,
-        slave_id=config.MT2AM8_SLAVE_ID,
+        slave_id=config.PLC_SLAVE_ID,
-        pressure_range=config.PRESSURE_RANGE_KPA,
+        flow_addr=config.FLOW_AFTER_ADDR,
-        flow_range=config.FLOW_METER_RANGE_SLM,
+        flow_range=config.FLOW_AFTER_RANGE_SLM,
+        pressure_before_addr=config.PRESSURE_BEFORE_ADDR,
+        pressure_before_range=config.PRESSURE_BEFORE_RANGE_KPA,
+        pressure_after_addr=config.PRESSURE_AFTER_ADDR,
+        pressure_after_range=config.PRESSURE_AFTER_RANGE_KPA,
+        motor_output_addr=config.MOTOR_OUTPUT_ADDR,
     )
 
     connected = False
@@ -222,7 +227,7 @@ def main():
 
     try:
         print(
-            f"正在连接 MT2-AM8 {config.MT2AM8_HOST}:{config.MT2AM8_PORT} ..."
+            f"正在连接 PLC {config.PLC_HOST}:{config.PLC_PORT} ..."
         )
         connected = bool(hardware.connect())
         if not connected:

test_valve_model.py

@@ -22,6 +22,37 @@ def _close(a, b, rel=1e-6):
     return abs(a - b) <= rel * max(1.0, abs(a), abs(b))
 
 
+def _write_sweep_csv(path, *, scale=1.0, visit_openings=(100.0, 50.0, 0.0)):
+    """构造合成扫点 CSV：每个 step 30 个采样点，全程稳态。
+
+    ``visit_openings`` 为开度的访问顺序（模拟 open_loop.py 的打乱顺序）；
+    A_eff 真值 = scale * (1000 - x) / 400，Q_ss 按阻塞流（F=1）反推。
+    """
+    rows = []
+    for step, opening in enumerate(visit_openings):
+        x = 1000.0 - opening / 100.0 * 200.0   # 与 flow_control 的映射一致
+        a_eff = scale * (1000.0 - x) / 400.0   # 单调递减的真值
+        q_ss = a_eff * (400.0 + P_ATM)         # 阻塞流，F=1
+        for i in range(30):
+            rows.append({
+                "time_s": f"{step * 10 + i * 0.1:.6f}",
+                "step_index": step,
+                "opening_pct": opening,
+                "motor_position": x,
+                "flow_before_slm": "",
+                "flow_after_slm": q_ss,
+                "pressure_before_kpa": 400.0,
+                "pressure_after_kpa": 0.0,
+                "P_abs_ratio": "",
+                "is_ratio_smaller_than_0.528": "Y",
+            })
+
+    with path.open("w", newline="", encoding="utf-8-sig") as f:
+        writer = csv.DictWriter(f, fieldnames=list(rows[0].keys()))
+        writer.writeheader()
+        writer.writerows(rows)
+
+
 def test_f_ratio():
     assert f_ratio(0.4) == 1.0
     assert f_ratio(CRITICAL_RATIO) == 1.0
@@ -70,46 +101,75 @@ def test_non_monotonic_raises():
 def test_identify_end_to_end():
     import identify_valve
 
-    # 构造合成扫点 CSV：每个 step 30 个采样点，全程稳态。
-    rows = []
-    for step, x in enumerate((800.0, 900.0, 1000.0)):
-        a_eff = (1000.0 - x) / 400.0          # 单调递减的真值
-        q_ss = a_eff * (400.0 + P_ATM)        # 阻塞流，F=1
-        for i in range(30):
-            rows.append({
-                "time_s": f"{step * 10 + i * 0.1:.6f}",
-                "step_index": step,
-                "opening_pct": 100.0 - step * 50.0,
-                "motor_position": x,
-                "flow_before_slm": "",
-                "flow_after_slm": q_ss,
-                "pressure_before_kpa": 400.0,
-                "pressure_after_kpa": 0.0,
-                "P_abs_ratio": "",
-                "is_ratio_smaller_than_0.528": "Y",
-            })
-
     with tempfile.TemporaryDirectory() as tmp:
         csv_path = Path(tmp) / "sweep.csv"
         out_path = Path(tmp) / "model.json"
-        with csv_path.open("w", newline="", encoding="utf-8-sig") as f:
+        _write_sweep_csv(csv_path)
-            writer = csv.DictWriter(f, fieldnames=list(rows[0].keys()))
-            writer.writeheader()
-            writer.writerows(rows)
 
-        model, steady, table, dropped, stats = identify_valve.identify(
+        model, steady, table, dropped, stats, area_points = identify_valve.identify(
-            csv_path, tail=20, out_path=str(out_path)
+            [csv_path], tail=20, out_path=str(out_path)
         )
         assert len(table) == 3, table
         assert stats["choked"] == 3
         assert not dropped
         for x, a in table:
             assert _close(a, (1000.0 - x) / 400.0, rel=0.01), (x, a)
+        assert len(area_points) == 3
 
         loaded = ValveModel.load(str(out_path), 800.0, 1000.0)
         assert _close(loaded.area_from_stroke(900.0), 0.25, rel=0.01)
 
 
+def test_merge_multiple_csvs():
+    import identify_valve
+
+    with tempfile.TemporaryDirectory() as tmp:
+        csv_a = Path(tmp) / "run_a.csv"
+        csv_b = Path(tmp) / "run_b.csv"
+        _write_sweep_csv(csv_a, scale=1.0)
+        _write_sweep_csv(csv_b, scale=1.1)
+
+        model, steady, table, dropped, stats, _ = identify_valve.identify(
+            [csv_a, csv_b], tail=20
+        )
+        assert len(steady) == 6, steady
+        assert stats["choked"] == 6
+        assert not dropped
+        # 同一行程的两个点先平均：A_eff = 1.05 * 真值
+        for x, a in table:
+            assert _close(a, 1.05 * (1000.0 - x) / 400.0, rel=0.01), (x, a)
+
+
+def test_direction_tagging():
+    import identify_valve
+
+    with tempfile.TemporaryDirectory() as tmp:
+        csv_path = Path(tmp) / "shuffled.csv"
+        _write_sweep_csv(csv_path, visit_openings=(0.0, 100.0, 50.0))
+        points = identify_valve.load_steady_points(csv_path, tail=20)
+        directions = [p[4] for p in points]
+        assert directions == [None, "up", "down"], directions
+
+
+def test_resolve_csv_paths_glob():
+    import identify_valve
+
+    with tempfile.TemporaryDirectory() as tmp:
+        base = Path(tmp)
+        (base / "b.csv").write_text("", encoding="utf-8")
+        (base / "a.csv").write_text("", encoding="utf-8")
+        (base / "c.txt").write_text("", encoding="utf-8")
+
+        # glob 展开并按名称排序，只匹配 CSV
+        paths = identify_valve.resolve_csv_paths([str(base / "*.csv")])
+        assert [Path(p).name for p in paths] == ["a.csv", "b.csv"], paths
+        # 显式路径 + glob 混用时去重
+        paths = identify_valve.resolve_csv_paths(
+            [str(base / "*.csv"), str(base / "a.csv")]
+        )
+        assert [Path(p).name for p in paths] == ["a.csv", "b.csv"], paths
+
+
 if __name__ == "__main__":
     tests = [
         test_f_ratio,
@@ -117,6 +177,9 @@ if __name__ == "__main__":
         test_valve_model_roundtrip,
         test_non_monotonic_raises,
         test_identify_end_to_end,
+        test_merge_multiple_csvs,
+        test_direction_tagging,
+        test_resolve_csv_paths_glob,
     ]
     for test in tests:
         test()