用西门子PLCS7-200实现工作小时计
日期：2008-4-16 0:17:49 来源：本站整理
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工作小时累计是工程机械设备一个必备的功能。一方面它是企业与客户之间履行保修条款的重要的数字证据；另一方面也是用户施工结算的有效工作数据。传统的小时计大都是电磁机械式的，也有用液晶式的。随着科学技术的不断发展，plc（可编程序控制器）在工程机械设备上被广泛应用。三一重工股份有限公司在所有的产品中全部使用了siemens公司的S7-200PLC，使产品的可靠性、控制精度、智能化程度、扩展性都有了很大的提高。S7-200功能强大、资源丰富，用它来实现工作小时累计是可行的,传统的小时计可以省掉。
硬件组成
在现有的S7-200PLC电气系统中，不需要增加任何资源。在外部计时条件满足的情况下，CPU开始计时，同时，计时数据通过PPI电缆传到人机界面显示。
软件设计
计时器：利用系统的特殊寄存器标志位SM0.5作为计时脉冲，接通一次（或断开一次）为1秒，用计数器累计时间，满60向前进位。
时间累计：实时的小时计是前一次的累计时间加本次的工作时间。H=h0+h1。
时间存储：用永久存储的方式存储时间数据到EEPROM存储器。
存储周期：存储周期长，EEPROM存储器使用的时间长，但计时精度低；存储周期短，计时精度高，但EEPROM存储器使用的时间短。这是一个矛盾的统一，设计时要根据系统的实际情况确定合适的存储周期，一般设计为3-5分钟。进行一次永久存储的操作，扫描时间会增加15-20ms。
小时计编辑功能。考虑到CPU有可能损坏的原因，更换CPU后小时计的数据会清零，所以，小时计要有编辑的功能才更完善，当更换CPU后，通过界面可以把以前的工作数据输入到系统并永久存储，在这项操作时，为了使编辑的数据能够成功存储到永久存储区，必须在数据编辑完后，让CPU再运行一个大于存储周期的时间。当然，为了使工作数据的严谨性，小时计的编辑一定要密码进入。
存储地址更换：为了小时计的实时性和准确性，存储周期不能设计得太长，一般设计为3-5分钟。EEPROM存储器操作的安全次数为10万次，那么一个EEPROM存储器安全计时时间为100000×3/60=5000小时，一般机器的工作寿命是大于这个时间。解决这个问题的办法是在计时次数超过100000次时，更换存储地址。为了存储地址更换的方便，小时计的寻址方式采用间接寻址。
存储次数存储。为了小时计存储地址更换的需要，存储次数也要与小时计一样进行永久存储，并到100000次后更换地址。
地址更换的次数存储。为了小时计存储地址更换的需要，地址更换的次数也要与小时计一样进行永久存储，由于次数不多，所以，不要更换地址。
程序流程简图
误差分析
小计时产生误差的原因有两方面，一个是计时误差，另一个是存储误差。
计时误差：本小时计的计时器是用系统特殊寄存器标志位SM0.5，它的状态变化周期是500ms，如果程序运行时捕捉不到状态的变化就产生误差。通过长期的监控实验，这个计时误差很小，1小时的误差不到1秒，可以忽略不计。
存储误差：机器在关机时，最后一次存储还没来得及执行，产生存储误差。这个误差是一个负差，计时时间比实际的工作时间表小。每次关机的最大误差是一个存储周期的时间3分钟。
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在现有的S7-200PLC电气系统中，不需要增加任何资源。在外部计时条件满足的情况下，CPU开始计时，同时，计时数据通过PPI电缆传到人机界面显示。
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软件设计
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计时器：利用系统的特殊寄存器标志位SM0.5作为计时脉冲，接通一次（或断开一次）为1秒，用计数器累计时间，满60向前进位。
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时间累计：实时的小时计是前一次的累计时间加本次的工作时间。H=h0+h1。
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时间存储：用永久存储的方式存储时间数据到EEPROM存储器。
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存储周期：存储周期长，EEPROM存储器使用的时间长，但计时精度低；存储周期短，计时精度高，但EEPROM存储器使用的时间短。这是一个矛盾的统一，设计时要根据系统的实际情况确定合适的存储周期，一般设计为3-5分钟。进行一次永久存储的操作，扫描时间会增加15-20ms。
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小时计编辑功能。考虑到CPU有可能损坏的原因，更换CPU后小时计的数据会清零，所以，小时计要有编辑的功能才更完善，当更换CPU后，通过界面可以把以前的工作数据输入到系统并永久存储，在这项操作时，为了使编辑的数据能够成功存储到永久存储区，必须在数据编辑完后，让CPU再运行一个大于存储周期的时间。当然，为了使工作数据的严谨性，小时计的编辑一定要密码进入。
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存储地址更换：为了小时计的实时性和准确性，存储周期不能设计得太长，一般设计为3-5分钟。EEPROM存储器操作的安全次数为10万次，那么一个EEPROM存储器安全计时时间为100000×3/60=5000小时，一般机器的工作寿命是大于这个时间。解决这个问题的办法是在计时次数超过100000次时，更换存储地址。为了存储地址更换的方便，小时计的寻址方式采用间接寻址。
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存储次数存储。为了小时计存储地址更换的需要，存储次数也要与小时计一样进行永久存储，并到100000次后更换地址。
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地址更换的次数存储。为了小时计存储地址更换的需要，地址更换的次数也要与小时计一样进行永久存储，由于次数不多，所以，不要更换地址。
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小计时产生误差的原因有两方面，一个是计时误差，另一个是存储误差。
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计时误差：本小时计的计时器是用系统特殊寄存器标志位SM0.5，它的状态变化周期是500ms，如果程序运行时捕捉不到状态的变化就产生误差。通过长期的监控实验，这个计时误差很小，1小时的误差不到1秒，可以忽略不计。
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存储误差：机器在关机时，最后一次存储还没来得及执行，产生存储误差。这个误差是一个负差，计时时间比实际的工作时间表小。每次关机的最大误差是一个存储周期的时间3分钟。
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