目前 , PLC(可编程逻辑控制器)已经广泛应用于钢铁、石油、化工、电力、建材、机械制造、汽车、轻纺、交通运输、环保及文化娱乐等各个行业 , 它具有高可靠性、抗干扰能力强、功能强大、灵活 , 易学易用、体积小 , 重量轻 , 价格便宜的特点 , 在流量计量方面也有着广泛的用途 , 在用于流量累积时又有其编程的独特之处 , 下面进行详细的分析和论述 , 包括在西门子S7-200CPU上编程的例子 。
流量计输出的信号一般是脉冲信号或4-20mA电流信号 , 这两种信号输出的都是瞬时流量(也有用继电器输出累积量信号 , 原理一样 , 不再赘述) , 我们的目的是在PLC中计算和显示瞬时流量值和计算累积量值 , 当输入信号是脉冲信号是 , 在计算瞬时流量的时候 , 必须按照一个严格的时间间隔计算才能保证瞬时流量的准确性 , 因此 , 计算瞬时流量的时候必须用定时中断来进行 , 而且 , 在PLC系统中只能运行这一个中断程序 , 不允许再产生其它中断(即使是低优先级的中断也不允许运行) , 以防止干扰定时中断的时间间隔的准确性 , 计算瞬时流量就是将这个时间段的累计脉冲个数换算成累计流量 , 再除以时间就是瞬时流量 , 对于4-20mA输入只需按照其对应的量程进行换算就可以直接得到瞬时流量 , 而累积流量就是将每个时间段内的累积流量累加起来就是累积流量 , 在实际使用PLC编程的过程中必须注意以下几个问题:
1. 输入脉冲频率范围是否超出PLC接收的范围;
2. PLC高速计数器在达到最大计数值时如何保证计算正确;
3. 如何保证定时中断不受干扰;
4. 如何避免计算累积量的误差;
【CPU|基于西门子S7-200CPU在累积器中应用及注意事项】5. 累积量的最大累积位数;
6. 如何复位累积量;
下面就最关键的2 , 4 , 6问题进行详细的叙述 , 以西门子S7-200 CPU224为例 , S7-200的CPU224具有6个单相最大30kHz的高速计数器 , 但PLC内部没有提供相应的算法来计算频率 , 因此 , 需要自己编程计算 , 这就需要在PLC高速计数器在达到最大计数值时要保证计算的正确性 , 实际编程时 , 对高速计数器初始化以后就使之连续计数 , 不再对其进行任何干预 , 其高速计数器的初始化程序如下:
基于西门子S7-200CPU在累积器中应用及注意事项
注意:此段程序应该放到PLC第一个扫描周期执行的程序中执行 。
对于高速计数器是否达到最大计数值时需要判断 , S7-200CPU的高速计数器是可以周而复始的进行累计的 , 最高位为符号位 , 最小值为7FFFFFFF , 由于计数器是一直累加的 , 不可能出现本次读取的的计数值小于上次的计数值 , 因此判断计数器当前值是否小于前一次的计数值 , 就可以判断计数是否达到最大值的拐点(7FFFFFFF) , 如果达到 , 则执行特殊的计算以便消除计算错误 , 如下列程序所示 , 当当前计数值大于等于上次计数值时 , 两个计数值做差 , 就得到程序两次扫描时间间隔内的计数差值 , 同时将当前计数值赋值到上次计数值上;当当前计数值小于上次计数值时 , 计算上次计数值与7FFFFFFF之间的差值(用减法) , 以及当前计数值和7FFFFFFF之间的差值(用加法) , 然后将两个结果相加就是程序两次扫描时间间隔内的计数差值 , 从而实现对对累计计数值达到拐点时的正确计算 。
注:此程序应放在定时中断子程序中执行 。
实际上 , 在现场应用中定时中断子程序是采用250ms中断一次执行的 , 使用SMB34进行控制的 , 需要注意的是 , 系统中必须只保证这个中断是唯一存在的 , 不会受到其他中断的影响 , 否则可能会由于其他中断的影响使周期性中断不准时 , 从而影响精度 。
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