基于plc的流量计量的应用

1 引言

　　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s7-200 cpu上编程的例子。

　　2 使用plc显示流量和计算累积量

　　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时，在计算瞬时流量的时候，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。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，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的接收范围;

　　(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;

　　(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，需要使用者自行编程计算，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图1所示(此段程序应放到plc第一个扫描周期执行的程序中执行)。

　　图1 高速计数器的初始化程序