西門子PLC中如何解決流量累積問題

時(shí)間：2019-12-19作者：湖南特零自動(dòng)化設(shè)備有限公司瀏覽：117

現(xiàn)在上位機(jī)系統(tǒng)中很多要求具備流量計(jì)的流量累計(jì)功能，由此引出的幾個(gè)問題，期望與大家分享。
 
       問題1：自行編寫流量累計(jì)程序

       自行編寫流量累計(jì)程序的原理，其實(shí)就是積分的較原始算法概念，把單位小間隔時(shí)間內(nèi)的瞬時(shí)流量乘以單位間隔時(shí)間，得到單位小間隔時(shí)間內(nèi)的流量，再把這些小流量累加起來，就的到了累計(jì)流量。

       在流量累計(jì)編程中經(jīng)常會(huì)遇到實(shí)數(shù)加法問題，實(shí)數(shù)加法運(yùn)算的注意事項(xiàng)也應(yīng)當(dāng)引起編程人員的重視，請(qǐng)看下例程序（假設(shè)其在OB35中被調(diào)用，目的為每隔一定時(shí)間間隔就累計(jì)一次流量）

L MD0 //累計(jì)流量存儲(chǔ)值
L MD4 //流量瞬時(shí)值
+R
T MD 0

       以上的程序是否存在問題？
     
       很多人會(huì)認(rèn)為沒有問題，但實(shí)際情況是此程序在運(yùn)行一段時(shí)間后就將出現(xiàn)錯(cuò)誤。此程序在運(yùn)行之初是正常的，因?yàn)槔塾?jì)流量初始值及流量瞬時(shí)值都為一個(gè)很小的浮點(diǎn)數(shù)，兩數(shù)相加后，結(jié)果正確。但是當(dāng)一段時(shí)間后，累計(jì)流量的數(shù)值逐漸增大，當(dāng)它與瞬時(shí)流量的數(shù)值相差很遠(yuǎn)的時(shí)候，兩者執(zhí)行加法操作后，瞬時(shí)流量的數(shù)值將被忽略掉（如9999990.0與0.2做加法操作）。

       其實(shí)具備計(jì)算機(jī)常識(shí)的人都應(yīng)當(dāng)清楚這一點(diǎn)，這是由于浮點(diǎn)數(shù)的存儲(chǔ)機(jī)制造成的，是所有計(jì)算機(jī)方面編程都需要考慮的問題。這個(gè)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(shí)應(yīng)避免數(shù)量級(jí)相差太多的浮點(diǎn)數(shù)之間進(jìn)行運(yùn)算。很多人反映“加法指令不好用了”，很有可能就是數(shù)量級(jí)相差很多的實(shí)數(shù)進(jìn)行了加法運(yùn)算。

       問題2：累計(jì)流量誤差問題

       對(duì)于積分算法，取小的矩形對(duì)流量進(jìn)行累計(jì)，肯定是矩形劃分越細(xì)，誤差越小，不存在誤差是不可能的。
 
       問題3：流量計(jì)與PLC構(gòu)成的系統(tǒng)的誤差

       流量計(jì)有多種多樣，下面舉些例子:

       1、流量計(jì)本身沒有累計(jì)流量功能，但可以把瞬時(shí)流量以模擬量的方式（例如4-20mA）輸出。

       此時(shí)累計(jì)流量的較大誤差可以估算為：

       流量計(jì)本身誤差 * 流量計(jì)D/A誤差 * 模擬量模塊A/D誤差 * PLC流量累計(jì)算法誤差假設(shè)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(duì)于某些流量計(jì)，本身的瞬時(shí)流量誤差可能就是3%，所以這樣的系統(tǒng)累計(jì)流量的誤差可能還要大些。

       2、流量計(jì)本身沒有累計(jì)流量功能，但可以把瞬時(shí)流量以數(shù)字量的方式輸出。

       有些流量計(jì)提供數(shù)字量接口，可以連接PLC的數(shù)字量輸入模板，流量計(jì)每流過一定流量后（例如0.1噸），此輸入點(diǎn)就導(dǎo)通一次，PLC就把累計(jì)流量累加0.1噸即可。

       此類系統(tǒng)避免了A/D，D/A轉(zhuǎn)化的誤差，以及PLC累計(jì)算法誤差。但是會(huì)出現(xiàn)一定時(shí)間內(nèi)累計(jì)流量不變化的情況，實(shí)時(shí)性不好（每0.1噸累積的時(shí)間）。

       3、流量計(jì)本身有累計(jì)流量功能，同時(shí)可以把瞬時(shí)流量以模擬量的方式（例如4-20mA）輸出，但無法將累計(jì)流量數(shù)值送出。

       流量計(jì)本身累積流量的數(shù)值，最后很有可能與PLC的累計(jì)流量數(shù)值相差很大，原因可能是多方面造成的，除去系統(tǒng)累計(jì)流量誤差的因素，如果PLC系統(tǒng)檢修時(shí)，流量計(jì)還計(jì)量，則PLC無法累積這部分流量。

       4、流量計(jì)本身有累計(jì)流量功能，同時(shí)可以通過通信的方式，把瞬時(shí)流量及累計(jì)流量數(shù)值送給PLC。這種情況較理想，但系統(tǒng)的成本也較高。  

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