PLC案例详解 | S7-200SMART 如何减少流量累计误差?
一、流程描述
1.一个200SMART模拟量输入模块采集流量瞬时值,通过模拟量转换指令转换为工程量;
2.初始化相关变量地址并启用定时器中断;
3.中断程序内实现流量累计计算;
4.累积到一定值后,复位清空所有数据,重新开始累计。
二、硬件设备
1.西门子PLC :S7-200SMART CPUSR30 6ES7 288-1SR30-0AA1;
2.模拟量输入模块:EMAE04(4AI)6ES7 288-1AE04-0AA0。
三、软件
西门子200SMART plc编程软件:STEP7-MicroWIN SMART V2.7版。
四、地址分配
V区地址 | 注释 | 其它地址 | 注释 |
VD0 | 工程瞬时值 | M0.0 | 工程量转换允许信号 |
VD4 | 流量/每分钟 | M0.1 | 复位信号 |
VD8 | 流量整数部分 | AIW16 | 模拟量通道 |
VD12 | 流量小数部分 | ||
VD100 | 整数和 | ||
VD104 | 小数和 | ||
VD108 | 累积和 |
五、程序思路及编写
1.因有的十进制小数转化为二进制存储时会无限循环,而200SMART只能存储23位单精度浮点数的小数位,当前一个累积值比较大,而现时流量瞬时值较小时,两者相加会因舍弃小数值造成误差,累积次数越多,误差越大。为减小误差,可采用将采集的瞬时值分解成整数和小数两部分,整数部分相加,小数部分相加,两者的和再相加即为累积值,这样可极大的减小累积误差。
2.调用模拟量转换指令将采集到的模拟量通道值转换为实际工程值,假设工程值的上下限分别为0.0、50.0,如图1所示:
图1
3.调用初始化指令,目的是每200MS采集一次瞬时流量值,需要建立定时中断,还需清空所有存储数据的变量地址,如图2所示:
图2
4.在定时中断程序中做数据的处理,先将瞬时流量分解为整数和小数,整数与前一次的整数累计和相加,小数和前一次的小数累积和相加,再将两者的和相加即为当前流量的累积值,需注意整数即整数和也需转化为浮点数,以便于和小数和相加,如图3所示:
图3
5.为不使累积值超出变量地址的存储范围,过一段时间后需将存储数据的地址清零,再从头开始累计,具体时间可根据现场实际要求而定,如图4所示:
图4
该程序采用将浮点数分离为整数和小数两部分,各自求和后再分别相加,得出当前流量累积值,大大减小了累积误差,适用于要求精度不是很高的场合。