本站原创摘 要:根据PLC工作的基本原理,分析研究了流量累积计算的方法,并进行了分析,指出流量计算在PLC中编程中的独特性.
关 键 词:PLC(可编程控制器),流量显示,计算编程
引言
目前,由于PLC(可编程逻辑控制器)的高可靠性及灵活性,广泛应用于电力、钢铁、机械制造等各行各业,特别是应用于各种复杂的自动化控制系统中,它可以进行各种运算,在用于流量累积时又有其编程的独特之处.下面就流量累积编程进行详细的分析和论述(以西门子S7-300为例).
计算流量累积量
在正常应用中,我们一般需要流量的总量(即累积值),但是流量计输出的信号一般是4-20mA电流信号,这种信号输出的是瞬时流量,我们必须按照严格的时间间隔计算才能保证瞬时流量的准确性,而累积流量就是将每个时间段内的累积流量累加起来,在实际使用PLC编程的过程中必须注意以下几个问题:
(1)如何选用时间脉冲进行瞬时流量计算,
(2)如何避免计算累积量的误差,
(3)如何复位累积量.
下面就以上问题进行详细的叙述,以西门子S7-300CPU315-2DP为例,在取用瞬时流量值时,如取的时间过长则流量计算误差过大,但也不是取的时间间隔越小越好,太小对PLC及各种硬件要求更高,在一般情况下我们采用时间间隔为100ms.在选用时间脉冲时有两种方法,一种在CPU的硬件配置中指定好时钟存储器(如MB16),则M16.0为100ms的时基脉冲,另一方法是运用定时器SD产生时间脉冲,但两种方法在实际编程计算使用时有很大差异,如用M16.0,它产生的时间脉冲为通100ms断100ms,那么它在通的这100ms时,浮点运算寄存器就进行了几次运算,这样计算出来的流量值则大于实际值,而采用SD定时器产生的时间脉冲可以做到通一个瞬时脉冲断100ms,这样PLC每100ms就运算一次,运算的结果非常准确,其运算程序下所示.
程序段1:
A(
AM0.0
等于L0.0
BLD103
CALL"SCALE"(FC105)
IN:等于IW0(流量输入模拟量)
HI_LIM:等于3.000000e+002(流量计量程为300L/M)
LO_LIM:等于0.000000e+000
BIPOLAR:等于L0.0
RET_VAL:等于MW200
OUT:等于MD100
ABR
)
JNB_002
LMD100
L6.000000e+002
/R
TMD104(瞬时流量值/100ms)
_002:NOP0
程序段2:
AI100.0(流量清零信号)
JNB_003
L0.000000e+000
TMD104
_003:NOP0
程序段3:
AI100.1(流量开始累积信号)
等于L0.0
AL0.0
A"T255"
JNB_004
LMD104
LMD108
+R
TMD108(流量累积值)
_004:NOP0
AL0.0
AN"T255"
LS5T#100MS
SD"T255"
通过以上计算就得到了100ms内流量计的瞬时流量值,在规定的时间内再执行累加程序就可以计算累积流量了.但在以上程序中特别注意的是,定时器T255必须放置于MD108(流量累积值)之后,这是由于PLC扫描时,浮点运算寄存器所需时间较长,对其连续计数有干扰,从而影响了其计量的准确性.我们知道,流量累积量是一直累积的一个数值,一般会累积到8位数,而PLC内部浮点数的有效位数是6位,当累积量数值很大的时候就会造成一个大数和一个小数相加,势必导致小数的有效位数丢失,造成很大的累积误差,因此,要避免大数和小数相加的情况出现.解决方法是采用多个流量累积器,只允许同数量级的数值相加,从而避免数值有效位数损失,实际编程中可采用了几个累积器,当第一个累积器的达到上限后,将这个累积器的值累加到第2个累积器中,并把第一个累积器清零,对于第三个累积器也同样处理等等,再用一个累积器用于保存累积量小数部分数值,用另一个累积器用于保存累积量整数部分数值,这样在显示总累积量时只需显示整数部分和小数部分就可以了,整个过程充分避免了累积过程中大数与小数相加的情况出现.
对累积器需要在一定条件下复位,累积到最大数值可进行自动或手动复位,当超过最大数值时,将各个累积器清零,清零的触发信号也可以是手动触发.
实际检验
实际上,我们按照此程序为全国多个用户进行了流量的计量,效果都很好,解决了以前有时流量计量不准或计量不出的问题.
结束语
通过以上程序进行运算,得出的流量累积值与通过精密仪器测量的值非常吻合,并且重复精高,可靠性好,获得了比较理想的效果,可满足各行业自动化控制的需要.