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西门子PLC中如何解决流量累积问题
现在中很多要求具备流量计的功能，由此引出的几个问题，期望与大家分享。

问题1：自行编写流量累计程序
自行编写流量累计程序的原理，其实就是积分的较原始算法概念，把单位小间隔时间内的瞬时流量乘以单位间隔时间，得到单位小间隔时间内的流量，再把这些小流量累加起来，就的到了累计流量。
在流量累计编程中经常会遇到实数加法问题，实数加法运算的注意事项也应当引起编程人员的重视，请看下例程序（假设其在OB35中被调用，目的为每隔一定时间间隔就累计一次流量）
LMD0//累计流量存储值
LMD4//流量瞬时值
TMD0
以上的程序是否存在问题？

很多人会认为没有问题，但实际情况是此程序在运行一段时间后就将出现错误。此程序在运行之初是正常的，因为累计流量初始值及流量瞬时值都为一个很小的浮点数，两数相加后，结果正确。但是当一段时间后，累计流量的数值逐渐增大，当它与瞬时流量的数值相差很远的时候，两者执行加法操作后，瞬时流量的数值将被忽略掉（如9999990.0与0.2做加法操作）。
其实具备计算机常识的人都应当清楚这一点，这是由于浮点数的存储机制造成的，是所有计算机方面编程都需要考虑的问题。这个问题可以通过使用二次累加或多次累加的方法来解决。所以在编程时应避免数量级相差太多的浮点数之间进行运算。很多人反映加法指令不好用了，很有可能就是数量级相差很多的实数进行了加法运算。
问题2：累计流量误差问题
对于积分算法，取小的矩形对流量进行累计，肯定是矩形划分越细，误差越小，不存在误差是不可能的。
问题3：流量计与PLC构成的系统的误差
流量计有多种多样，下面举些例子:
1、流量计本身没有累计流量功能，但可以把瞬时流量以模拟量的方式（例如4-20mA）输出。
此时累计流量的较大误差可以估算为：
流量计本身误差流量计D/A误差模拟量模块A/D误差PLC流量累计算法误差假设上面所有误差都是1%，则较后的误差约为：4.06% 1.01*1.01*1.01*1.01=1.0406
对于某些流量计，本身的瞬时流量误差可能就是3%，所以这样的系统累计流量的误差可能还要大些。
2、流量计本身没有累计流量功能，但可以把瞬时流量以数字量的方式输出。
有些流量计提供数字量接口，可以连接PLC的数字量输入模板，流量计每流过一定流量后（例如0.1吨），此输入点就导通一次，PLC就把累计流量累加0.1吨即可。
此类系统避免了A/D，D/A转化的误差，以及PLC累计算法误差。但是会出现一定时间内累计流量不变化的情况，实时性不好（每0.1吨累积的时间）。
3、流量计本身有累计流量功能，同时可以把瞬时流量以模拟量的方式（例如4-20mA）输出，但无法将累计流量数值送出。
流量计本身累积流量的数值，较后很有可能与PLC的累计流量数值相差很大，原因可能是多方面造成的，除去系统累计流量误差的因素，如果PLC系统检修时，流量计还计量，则PLC无法累积这部分流量。
4、流量计本身有累计流量功能，同时可以通过通信的方式，把瞬时流量及累计流量数值送给PLC。这种情况较理想，但系统的成本也较高。
较常用的西门子PLC硬件详解


我们先来看看西门子：S7-1200在西门子PLC产品线中的定位。S7-1200处于中端定位，使用大多数应用环境，也拥有不错的性价比，这也是应用广泛的重要原因。
1、S7-1200的硬件构成

a、CPU模块介绍

b、CPU模块技术参数

c、CPU的共性：

集成的24V传感器/负载电源可供传感器和编码器使用，也可以用做输入回路的电源。
集成的2点模拟量输入(0~10V)，输入电阻100kW，10位分辨率。
2点脉冲列输出(PTO)或脉宽调制(PWM)输出，较高频率为100kHz。
有16个参数自整定的PID控制器。
4个时间延迟与循环中断，分辨率为1ms。
可以扩展3块通信模块和一块信号板，CPU可以用信号板扩展一路模拟量输出或高速数字量输入/输出。
d、CPU的3种版本：
CPU1214C外部接线图

CPU1214CAC/DC/Relay的外部接线图

CPU1214CDC/DC/DC的外部接线图

CPU1214CDC/DC/Relay的外部接线图

e、信号板SB(**board)
通过信号板可以给CPU增加I/O。SB连接在CPU的前端。
具有4个数字量I/O（2xDC输入和2xDC输出）的SB
具有1路模拟量输出的SB
信号板接线图

信号板SB1221接线图

信号板SB1222接线图

信号板SB1223接线图

信号板SB12321x模拟量输出接线图

f、信号模块SM(**module)
可以使用信号模块给CPU增加附加功能。信号模块连接在CPU右侧。
1、数字量I/O

可以选用8点、16点和32点的数字量输入/输出模块，来满足不同的控制需要。
2、模拟量I/O
在工业控制中，某些输入量(温度、压力、流量、转速等)是模拟量，某些执行机构(例如电动调节阀和变频器等)要求PLC输出模拟量信号，而PLC的CPU只能处理数字量。
模拟量I/O模块的任务就是实现A/D和D/A。
模拟量首先被传感器和变送器转换为标准量程的电压或电流，例如4~20mA，1~5V，0~10V，PLC用模拟量输入模块的A/D转换器将它们转换成数字量。带正负号的电流或电压在A/D转换后用二进制补码来表示。
模拟量输出模块的D/A转换器将PLC中的数字量转换为模拟电压或电流，再去控制执行机构。
西门子PLC分类与简介

一、分类
德国西门子（SIEMENS）公司生产的可编程序控制器在我国的应用也相当广泛，在冶金、化工、印刷生产线等领域都有应用。西门子（SIEMENS）公司的PLC产品包括LOGO，S7-200，S7-300，S7-400，工业网络，HMI人机界面，工业软件等。西门子S7系列PLC体积小、速度快、标准化，具有网络通信能力，功能更强，可靠性更高。S7系列PLC产品可分为微型PLC（如S7-200），小规模性能要求的PLC（如S7-300）和中、高性能要求的PLC（如S7-400）等。
1．SIMATICS7-200PLCS7-200PLC是**小型化的PLC，它适用于各行各业，各种场合中的自动检测、监测及控制等。S7-200PLC的强大功能使其无论单机运行，或连成网络都能实现复杂的控制功能。S7-200PLC可提供4个不同的种CPU可供选择使用。
2．SIMATICS7-300PLCS7-300是模块化小型PLC系统，能满足中等性能要求的应用。各种单独的模块之间可进行广泛组合构成不同要求的系统。与S7-200PLC比较，S7-300PLC采用模块化结构，具备高速（0.6~0.1s）的指令运算速度；用浮点数运算比较有效地实现了更为复杂的算术运算；一个带标准用户接口的软件工具方便用户给所有模块进行参数赋值；方便的人机界面服务已经集成在S7-300操作系统内，人机对话的编程要求大大减少。SIMATIC人机界面（HMI）从S7-300中取得数据，S7-300按用户*的刷新速度传送这些数据。S7-300操作系统自动地处理数据的传送；CPU的智能化的诊断系统连续监控系统的功能是否正常、记录错误和特殊系统事件（例如：**时，模块更换，等等）；多级口令保护可以使用户高度、有效地保护其技术机密，防止未经允许的复制和修改；S7-300PLC设有操作方式选择开关，操作方式选择开关像钥匙一样可以拔出，当钥匙拔出时，就不能改变操作方式，这样就可防止非法删除或改写用户程序。具备强大的通信功能，S7-300PLC可通过编程软件Step7的用户界面提供通信组态功能，这使得组态非常容易、简单。S7-300PLC具有多种不同的通信接口，并通过多种通信处理器来连接AS-I总线接口和工业以太网总线系统；串行通信处理器用来连接点到点的通信系统；多点接口（MPI）集成在CPU中，用于同时连接编程器、PC机、人机界面系统及其他SIMATICS7/M7/C7等自动化控制系统。
3．SIMATICS7-400PLCS7-400PLC是用于中、高档性能范围的可编程序控制器。S7-400PLC采用模块化无风扇的设计，可靠耐用，同时可以选用多种级别（功能逐步升级）的CPU，并配有多种通用功能的模板，这使用户能根据需要组合成不同的**系统。当控制系统规模扩大或升级时，只要适当地增加一些模板，便能使系统升级和充分满足需要。
4．工业通讯网络通讯网络是自动化系统的支柱，西门子的全集成自动化网络平台提供了从控制级一直到现场级的一致性通讯，SIMATICNET是全部网络系列产品的总称，他们能在工厂的不同部门，在不同的自动化站以及通过不同的级交换数据，有标准的接口并且相互之间完全兼容。
5．人机界面（HMI）硬件HMI硬件配合PLC使用，为用户提供数据、图形和事件显示
PLC有较高的易操作性。它具有编程简单，操作方便，维修容易等特点，一般不容易发生操作的错误。对PLC的操作包括程序输入和程序更改的操作。程序的输入直接可接显示，更改程序的操作也可以直接根据所需要的地址编号或接点号进行搜索或程序寻找，然后进行更改。
当PLC投入运行后，其工作过程一般分为三个阶段，即输入采样、用户程序执行和输出刷新三个阶段。完成上述三个阶段称作一个扫描周期。在整个运行期间，PLC的CPU以一定的扫描速度重复执行上述三个阶段。

PLC采用的编程语言有梯形图、布尔助记符、功能表图、功能模块和语句描述编程语言。编程方法的多样性使编程简单、应用面拓展。操作十分灵活方便，监视和控制变量十分容易。
检修工艺及技术要求
（1） 测量电压时，要用数字电压表或精度为1%的**表测量
（2）电源机架，CPU主板都只能在主电源切断时取下；
（3） 在RAM模块从CPU取下或插入CPU之前，要断开PC的电源，这样才能保证数据不混乱；
（4） 在取下RAM模块之前，检查一下模块电池是否正常工作，如果电池故障灯亮时取下模块RAM内容将丢失；
（5） 输入/输出板取下前也应先关掉总电源，但如果生产需要时I/0板也可在可编程控制器运行时取下，但CPU板上的QVZ（**时）灯亮；
（6） 拨插模板时，要格外小心，轻拿轻放，并运离产生静电的物品；
（7） 更换元件不得带电操作；
（8） 检修后模板安装一定要安插到位。