plc在流量計量方面中的應用

　　對于高速計數器是否達到最大計數值時(shí)需要判斷，s7-200cpu的高速計數器是可以周而復始地進(jìn)行累計的，最高位為符號位，最小值為7fffffff。由于計數器是一直累加的，不可能出現本次讀取的計數值小于上次計數值的情況，因此判斷計數器當前值是否小于前一次的計數值，就可以判斷計數是否達到最大值的拐點(diǎn)(7fffffff)，如果達到，則執行特殊的計算以便消除計算錯誤，程序如圖2所示(此程序應放在定時(shí)中斷子程序中執行)。

　　當當前計數值大于等于上次計數值時(shí)，兩個(gè)計數值做差，就得到程序兩次掃描時(shí)間間隔內的計數差值，同時(shí)將當前計數值賦值到上次計數值上;當當前計數值小于上次計數值時(shí)，計算上次計數值與7fffffff之間的差值(用減法)，以及當前計數值和7fffffff之間的差值(用加法)，然后將兩個(gè)結果相加就是程序兩次掃描時(shí)間間隔內的計數差值，從而實(shí)現對累計計數值達到拐點(diǎn)時(shí)的正確計算。

　　圖2 消除計算錯誤程序

　　實(shí)際上，在現場(chǎng)應用中定時(shí)中斷子程序是采用250ms中斷一次執行的，使用smb34進(jìn)行控制的。需要注意的是，系統中必須只保證這個(gè)中斷是唯一存在的，不會(huì )受到其他中斷的影響，否則可能會(huì )因其它中斷的影響使周期性中斷不準時(shí)，從而影響精度。

　　通過(guò)以上計算就得到了250ms內流量計發(fā)過(guò)來(lái)的脈沖個(gè)數，這個(gè)數值乘以脈沖當量就是250ms內的流量值，再除以時(shí)間就是瞬時(shí)流量。另外，在250ms內再執行累加程序就可以計算累積流量了。在計算累積流量過(guò)程中需要避免累積過(guò)程的計算誤差，我們知道，流量累積量是一直累積的一個(gè)數值，一般會(huì )累積到8位數，而plc內部浮點(diǎn)數的有效位數是6位，當累積量數值很大的時(shí)候就會(huì )造成一個(gè)大數和一個(gè)小數相加，勢必導致小數的有效位數丟失，造成很大的累積誤差，因此，要避免大數和小數相加的情況出現。解決方法是采用多個(gè)流量累積器，只允許同數量級的數值相加，從而避免數值有效位數損失，實(shí)際編程中采用了5個(gè)累積器，根據常用流量情況下，在周期中斷時(shí)間間隔(250ms)內流過(guò)的流量乘以15作為第一個(gè)累積器的上限，當達到這個(gè)累積器的上限值后，將這個(gè)累積器的值累加到第2個(gè)累積器中，并把第一個(gè)累積器清零，對于第三個(gè)累積器也同樣處理，第4個(gè)累積器用于保存累積量小數部分數值，第5個(gè)累積器用于保存累積量整數部分數值，這樣在顯示總累積量時(shí)只需顯示整數部分和小數部分就可以了，整個(gè)過(guò)程充分避免了累積過(guò)程中大數與小數相加的情況出現。在實(shí)際工程中，需根據流量的大小、周期中斷的時(shí)間間隔來(lái)確定所用累積器的個(gè)數，而累積器的整數部分用雙整數來(lái)表示，雙整數的范圍是-2,147,483,648到+2,147,483,647，可以使累積器的整數位數達到9位。這樣，在顯示累積量時(shí)就可以最多顯示9位整數的累積量和6位小數的累積量，總計15位，從而省略累積器倍乘系數，使讀數更簡(jiǎn)便。

　　對累積器需要在一定條件下復位，累積到最大數值或手動(dòng)復位，在中斷程序中判斷累積量是否達到或超過(guò)最大位數，當超過(guò)最大數值時(shí)，將各個(gè)累積器清零，清零的觸發(fā)信號也可以是手動(dòng)觸發(fā)。

　　3 結束語(yǔ)

　　本文列出了在plc中計算和顯示瞬時(shí)流量和計算累積量時(shí)可能遇到的問(wèn)題，并以西門(mén)子s7-200 cpu 224系列探討了解決辦法，值得進(jìn)行該工作的工程人員借鑒。