PLC在流体计量中的应用.DOC

PLC在流体计量控制系统中的应用 天津天铁冶金集团有限公司计电厂 刘丁 【摘要】本文叙述了ＰＬＣ通过实现现场总线多。 1前言 天铁集团目前有300余套流体仪表，分布在各个工序中，原运用通讯模块采集传输数据，已经不能满足现在生产的需要。为了更好的为相关部门提供精准的数据信息，2012年应用了PLC 控制系统采集传输流体数据信息，通过实现现场总线多PLC程序是按一定规则和顺序组织起来的PLC指令序列。PLC运行程序就是按一定顺序，执行这序列中一条条指令。指令，也叫操作，是用以告知PLC做什么，以及怎样去做的文字代码或图形符号。而根据使用的语言不同，这些代码或符号也不相同。但从本质上讲，指令只是一些二进制代码，即机器码。如同普通计算机一样，PLC的编程器或PLC的编程软件也有编译系统。它可把一些文字代码或图形符号编译成机器代码。用户所看到的PLC指令一般不是机器代码，而是文字代码或图形符号。 2.2结构 PLC在流体计量中起着举足轻重的作用，要求系统稳定快速接收与上传的功能，为满足该要求，我们采用德国西门子S7系列PLC。模块式PLC，有CPU模块、I/O模块、内存、电源模块、底板或机架。无论哪种结构类型的PLC，属于总线式开放型结构，其I/O能力可按用户需要进行扩展与组合。PLC的基本结构框图如 图1 PLC的基本结构框图 2.3软件 流体计量控制系统应用WINC组态软件提供友好而又功能强大的人机界面。 使得流体计量自动化控制应用得以完善。 以装有组态王V6.53的个人PC机为上位机。充分利用企业现有的局域网将采集到的实时数据传输到系统上位机，在上位机上对数据进行处理和显示，并生成SQL数据库以便查询统计及软件的二次开发，同时亦可将企业内部局域网内的任一PC作为监视机，与系统上位机一起对现场工况数据进行同步监视。STEP7-Micro/Win32为PLC的编程软件，采用组态王V6.53为监控软件，组态王提供全面冗余功能，有效减少数据丢失的可能，增加系统的可靠性，方便系统维护。 2.4工作流程 集团公司有煤气、氮气，氧气、蒸汽等各种流体需要准确的计量，大量数据同时采集保存传输是一项繁重的任务，PLC的强大功能和稳定的运行性能十分符合这项任务的要求。虽然PLC与微机都是依靠执行存储器中的程序来工作的，但是由于PLC应用于工作控制领域，需要准确地捕捉输入以及快速地响应，所以PLC采用了循环扫描的工作方式。 PLC运行时，需要执行众多的操作，但CPU不可能同时去执行多个操作，它只采用分时操作（串行工作）方式，每次执行一个操作，按顺序逐个执行。，由于CPU的运算速度很快，所以从宏观上来看，PLC外部出现的结果似乎是同时（并行）完成的。PLC用循环扫描工作方式执行用户程序时，首先是从第一条程序开始，在无中断或跳转控制的情况下，按程序存储顺序的先后，逐条执行用户程序，直到程序结束。然后再从头开始扫描执行，周而复始。PLC的一个循环扫描周期经过内部处理、通信服务、输入采样、程序执行和输出刷新五个阶段L MD0 //累计流量存储值 L MD4 //流量瞬时值 +R T MD 0 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数，两数相加后，结果正确。但是流量累积量是一直累积的一个数值，累积到8位数，而plc内部浮点数的有效位数是6位，当累积量数值很大的时候就会造成一个大数和一个小数相加，导致小数的有效位数丢失，造成累积误差这是由于浮点数的存储机制造成的控制现场电动机的启动停止、大电流接触器的切换、可控硅的调相干扰、电弧电脉冲、电磁波等复杂的干扰群最终综合反映在计数脉冲上，产生了寄生毛刺信号或寄生干扰脉冲，寄生毛刺脉冲又没有得到有效的遏止整形。所以必然会导致PLC高速计数器的计数精度不稳定、不可靠、产生累计误差等一系列问题。屏蔽层、接地线和大地构成闭合环路，在变化磁场的作用下，屏蔽层内出现感应电流，通过屏蔽层与芯线之间的耦合，干扰信号回路。系统与其它接地处理混乱，产生的地环流在地线上产生不等电位分布，影响PLC内逻辑电路和模拟电路的正常工作。PLC工作的逻辑电压干扰容限较低，逻辑地电位的分布干扰影响PLC的逻辑运算和数据存储，造成数据混乱程序跑飞。模拟地电位的分布导致测量精度下降，引起信号测控的严重失真。采用多个流量累积器，只允许同数量级的数值相加，避免数值有效位数损失编程中采用5个累积器，根据常用流量情况下，在周期中断时间间隔(250ms)内流过的流量乘以15作为第一个累积器的上限，当达到这个累积器的上限值后，将这个累积器的值累加到第2个累积器中，并把第一个累积器清零，对于第三个累积器也同样处理，第4个累积器用于保存累积量小数部分数值，第5个累积器用于保存累积量整数部分数值，显示总累积量时只显示整数部分和小数部分，