基于plc的流量計量的應用

1 引言

　　目前，plc(可編程邏輯控制器)已經廣泛應用于鋼鐵、石油、化工、電力、建材、機械制造、汽車、輕紡、交通運輸、環保及文化娛樂等各個行業。它具有高可靠性、抗干擾能力強、功能強大、靈活、易學易用、體積小、重量輕、價格便宜的特點，在流量計量方面也有著廣泛的用途，在用于流量累積時又有其編程的獨特之處。下面進行詳細的分析和論述，包括在西門子s7-200 cpu上編程的例子。

　　2 使用plc顯示流量和計算累積量

　　流量計輸出的信號一般是脈沖信號或4-20ma電流信號，這兩種信號輸出的都是瞬時流量(也有用繼電器輸出累積量信號，原理一樣，不再贅述)，我們的目的是在plc中計算和顯示瞬時流量值和計算累積量值，當輸入信號是脈沖信號時，在計算瞬時流量的時候，必須按照嚴格的時間間隔計算才能保證瞬時流量的準確性。因此，計算瞬時流量的時候必須用定時中斷來進行，而且，在plc系統中只能運行這一個中斷程序，不允許再產生其它中斷(即使是低優先級的中斷也不允許運行)，以防止干擾定時中斷的時間間隔的準確性，計算瞬時流量就是將這個時間段的累計脈沖個數換算成累計流量，再除以時間就是瞬時流量。對于4-20ma輸入只需按照其對應的量程進行換算就可以直接得到瞬時流量，而累積流量就是將每個時間段內的累積流量累加起來，在實際使用plc編程的過程中必須注意以下幾個問題：

　　(1) 輸入脈沖頻率范圍是否超出plc的接收范圍;

　　(2) plc高速計數器在達到最大計數值時如何保證計算正確;

　　(3) 如何保證定時中斷不受干擾;

　　(4) 如何避免計算累積量的誤差;

　　(5) 累積量的最大累積位數;

　　(6) 如何復位累積量。

　　下面就最關鍵的2、4、6問題進行詳細的敘述，以西門子s7-200 cpu224為例，s7-200的cpu224具有6個單相最大30khz的高速計數器，但plc內部沒有提供相應的算法來計算頻率，需要使用者自行編程計算，這就需要在plc高速計數器在達到最大計數值時要保證計算的正確性。實際編程時，對高速計數器初始化以后就使之連續計數，不再對其進行任何干預，其高速計數器的初始化程序如圖1所示(此段程序應放到plc第一個掃描周期執行的程序中執行)。

　　圖1 高速計數器的初始化程序