西門子PLC中如何解決流量累積問題

現在中很多要求具備流量計的功能，由此引出的幾個問題，期望與大家分享。     

問題1：自行編寫流量累計程序     自行編寫流量累計程序的原理，其實就是積分的較原始算法概念，把單位小間隔時間內的瞬時流量乘以單位間隔時間，得到單位小間隔時間內的流量，再把這些小流量累加起來，就的到了累計流量。     在流量累計編程中經常會遇到實數加法問題，實數加法運算的注意事項也應當引起編程人員的重視，請看下例程序（假設其在OB35中被調用，目的為每隔一定時間間隔就累計一次流量） LMD0//累計流量存儲值 LMD4//流量瞬時值 TMD0     以上的程序是否存在問題？    
    很多人會認為沒有問題，但實際情況是此程序在運行一段時間后就將出現錯誤。此程序在運行之初是正常的，因為累計流量初始值及流量瞬時值都為一個很小的浮點數，兩數相加后，結果正確。但是當一段時間后，累計流量的數值逐漸增大，當它與瞬時流量的數值相差很遠的時候，兩者執行加法操作后，瞬時流量的數值將被忽略掉（如9999990.0與0.2做加法操作）。
    其實具備計算機常識的人都應當清楚這一點，這是由于浮點數的存儲機制造成的，是所有計算機方面編程都需要考慮的問題。這個問題可以通過使用二次累加或多次累加的方法來解決。所以在編程時應避免數量級相差太多的浮點數之間進行運算。很多人反映加法指令不好用了，很有可能就是數量級相差很多的實數進行了加法運算。     問題2：累計流量誤差問題     對于積分算法，取小的矩形對流量進行累計，肯定是矩形劃分越細，誤差越小，不存在誤差是不可能的。     問題3：流量計與PLC構成的系統的誤差     流量計有多種多樣，下面舉些例子:     1、流量計本身沒有累計流量功能，但可以把瞬時流量以模擬量的方式（例如4-20mA）輸出。     此時累計流量的較大誤差可以估算為：     流量計本身誤差*流量計D/A誤差*模擬量模塊A/D誤差*PLC流量累計算法誤差假設上面所有誤差都是1%，則最后的誤差約為：4.06% 1.01*1.01*1.01*1.01=1.0406     對于某些流量計，本身的瞬時流量誤差可能就是3%，所以這樣的系統累計流量的誤差可能還要大些。     2、流量計本身沒有累計流量功能，但可以把瞬時流量以數字量的方式輸出。     有些流量計提供數字量接口，可以連接PLC的數字量輸入模板，流量計每流過一定流量后（例如0.1噸），此輸入點就導通一次，PLC就把累計流量累加0.1噸即可。     此類系統避免了A/D，D/A轉化的誤差，以及PLC累計算法誤差。但是會出現一定時間內累計流量不變化的情況，實時性不好（每0.1噸累積的時間）。     3、流量計本身有累計流量功能，同時可以把瞬時流量以模擬量的方式（例如4-20mA）輸出，但無法將累計流量數值送出。     流量計本身累積流量的數值，最后很有可能與PLC的累計流量數值相差很大，原因可能是多方面造成的，除去系統累計流量誤差的因素，如果PLC系統檢修時，流量計還計量，則PLC無法累積這部分流量。     4、流量計本身有累計流量功能，同時可以通過通信的方式，把瞬時流量及累計流量數值送給PLC。這種情況較理想，但系統的成本也較高。

較常用的西門子PLC硬件詳解

我們先來看看西門子：S7-1200在西門子PLC產品線中的定位。S7-1200處于中端定位，使用大多數應用環境，也擁有不錯的性價比，這也是應用廣泛的重要原因。

1、S7-1200的硬件構成

a、CPU模塊介紹

b、CPU模塊技術參數

c、CPU的共性：

集成的24V傳感器/負載電源可供傳感器和編碼器使用，也可以用做輸入回路的電源。

集成的2點模擬量輸入(0~10V)，輸入電阻100kW，10位分辨率。

2點脈沖列輸出(PTO)或脈寬調制(PWM)輸出，較高頻率為100kHz。

有16個參數自整定的PID控制器。

4個時間延遲與循環中斷，分辨率為1ms。

可以擴展3塊通信模塊和一塊信號板，CPU可以用信號板擴展一路模擬量輸出或高速數字量輸入/輸出。

d、CPU的3種版本：

CPU1214C外部接線圖

CPU1214CAC/DC/Relay的外部接線圖

CPU1214CDC/DC/DC的外部接線圖

CPU1214CDC/DC/Relay的外部接線圖

e、信號板SB(**board)

通過信號板可以給CPU增加I/O。SB連接在CPU的前端。

具有4個數字量I/O（2xDC輸入和2xDC輸出）的SB

具有1路模擬量輸出的SB

信號板接線圖

信號板SB1221接線圖

信號板SB1222接線圖

信號板SB1223接線圖

信號板SB12321x模擬量輸出接線圖

f、信號模塊SM(**module)

可以使用信號模塊給CPU增加附加功能。信號模塊連接在CPU右側。

1、數字量I/O

可以選用8點、16點和32點的數字量輸入/輸出模塊，來滿足不同的控制需要。

2、模擬量I/O

在工業控制中，某些輸入量(溫度、壓力、流量、轉速等)是模擬量，某些執行機構(例如電動調節閥和變頻器等)要求PLC輸出模擬量信號，而PLC的CPU只能處理數字量。

模擬量I/O模塊的任務就是實現A/D和D/A。

模擬量首先被傳感器和變送器轉換為標準量程的電壓或電流，例如4~20mA，1~5V，0~10V，PLC用模擬量輸入模塊的A/D轉換器將它們轉換成數字量。帶正負號的電流或電壓在A/D轉換后用二進制補碼來表示。

模擬量輸出模塊的D/A轉換器將PLC中的數字量轉換為模擬電壓或電流，再去控制執行機構。

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1、 SIMATIC S7 系列PLC、S7200、s71200、S7300、S7400、ET200
2、 邏輯控制模塊 LOGO！230RC、230RCO、230RCL、24RC、24RCL等
3、 SITOP 系列直流電源 24V DC 1.3A、2.5A、3A、5A、10A、20A、40A
4、HMI 觸摸屏TD200 TD400C TP177,MP277 MP377
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