PLC在流量显示和累积计量上的应用

　　1引言

　　在工程实践中经常遇到对流体流量进行远程显示、累积的情况，而工程实际中大量使用的是PLC，因此，如何使用PLC将流量计输出的脉冲信号或模拟量(4}20mA)信号进行处理，从而准确计算瞬时流量和累积量就成为编程工作的重点和难点，作者以多年从事自动控制工程的经验介绍这部分工作的原则和方法，包括在西门子57-200CPU匕编程的例子。

　　2 采用PLC进行流量累积需要注意的问题

　　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，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，计算瞬时流量，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，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。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。

　　2.1 输入脉冲频率范围是否超出PLC接收的范围

　　在设计软件之前，首先要知道所接收的信号频率范围是否超出了PLC高速计数器的频率范围，因为当输入的频率超出PLC的最高频率接收上限的时候，会导致频率信号丢失，从而产生很大的误差。一般查看流量仪表的用户手册就可以了解到其频率输出的范围，多数情况下流量仪表的频率输出范围是可设置的，只需将频率范围设置成对应的流量范围即可，在设置其频率输出时要注意：

　　(1)流量上限设置成刚好大于该仪表所测量的最大流量，一般取整数;

　　(2)频率输出上限设置成PLC能接收的最大频率或其2/3处，频率输出上限不要设置得太小，会导致PLC计算误差变大。

　　2.2 PLC高速计数器在达到最大计数值时如何保证计算正确

　　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，需编程计算，这就要在PLC高速计数器达到最大计数值时保证计算的正确性。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。不是每次采集高速计数器以后对其进行“清零”或“复位”的操作，因为，这些操作会导致在累计当前的脉冲个数时存在部分丢失的风险(在“清零”或“复位”高速计数器时C PU在执行这些指令的时候需要一定的时间，而这些消耗CPU时间的过程会漏计脉冲)，在S7-200CPU上，其高速计数器的初始化程序如图1所示。