氣體流量計(jì)實(shí)現(xiàn)流量累積功能

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1、對(duì)于流量累計(jì)而言，看起來好像是個(gè)很簡單的程序，但實(shí)質(zhì)上還是有很多需要注意的地方。寫累加程序不難，但要做到誤差最小，就不是那么容易的事情了。簡述如下。引用

2、回復(fù)

3、管理

4、設(shè)為最佳回復(fù)

5、2010-08-1919:15:1912樓老菜鳥deshengwu積分:7832帖子:232注冊(cè):03-06-15??[個(gè)人博客]????[個(gè)人播客]??[加為好友]????[發(fā)送消息]1.首先是采樣時(shí)間采用的計(jì)時(shí)方式的問題?？赡苡行┤藭?huì)采用定時(shí)器（包括1ms/10ms/100ms/1s定時(shí)器及秒脈沖等）來作為采樣周期－－－－－－－－這樣會(huì)增大誤差。???????可以用計(jì)時(shí)器指令來來作為采樣間隔時(shí)間

6、，每次計(jì)時(shí)器到了設(shè)定值就采樣一次。計(jì)時(shí)器的精度不可能高于它的時(shí)基，因此每次計(jì)時(shí)器超時(shí)和再次開始計(jì)時(shí)的時(shí)候，都要產(chǎn)生一個(gè)時(shí)基的正或負(fù)的誤差。例如，10ms為一個(gè)時(shí)基的計(jì)時(shí)器預(yù)定計(jì)10次，其時(shí)間計(jì)算將是100ms正或負(fù)10ms。假設(shè)你采用100ms定時(shí)器來作為采樣周期，那么在程序運(yùn)行過程中，實(shí)際上的有效采樣周期不是100ms，在這個(gè)基礎(chǔ)上還包括了PLC的掃描周期的一部分（掃描周期過程包含如下內(nèi)容。讀取輸入－－－－－－－－S7-200將實(shí)際輸入的狀態(tài)復(fù)制到過程映像輸入寄存器；執(zhí)行程序中的控制邏輯－－－－－－－－S7-200執(zhí)行程序指令，并在不同的存儲(chǔ)區(qū)存儲(chǔ)數(shù)值；處理通訊請(qǐng)求－－－－

7、－－－－S7-200執(zhí)行通訊所需的所有任務(wù)；執(zhí)行CPU自檢診斷－－－－－－－－S7-200可確保固件、程序存儲(chǔ)器和所有擴(kuò)展模塊正確工作；寫入輸出－－－－－－－－將存儲(chǔ)在過程映像輸出寄存器中的數(shù)值寫入到實(shí)際輸出。）。該方式的采樣間隔時(shí)間是固定的，但實(shí)際采樣時(shí)間不是定時(shí)器的時(shí)間，而是比定時(shí)器的時(shí)間大一些，因此累計(jì)值比實(shí)際值就會(huì)小一些。越累計(jì)越多，誤差就越大。???????諸如貝加萊、Sigmatek這樣的使用C語言進(jìn)行編程的PLC，它們的PLC中并無定時(shí)器T這個(gè)寄存器區(qū)，而是通過讀取系統(tǒng)時(shí)鐘來完成定時(shí)的。不過結(jié)果相同，一樣的要產(chǎn)生誤差。???????當(dāng)然，也可以采用一種技巧來減少

8、因計(jì)時(shí)器精度帶來的誤差。我們采用長的時(shí)間計(jì)時(shí)來作。例如，10ms為一個(gè)時(shí)基的計(jì)時(shí)器預(yù)定計(jì)30000次，其時(shí)間計(jì)算將是300s正或負(fù)10ms。在這其中，我們可以預(yù)定一個(gè)采樣間隔時(shí)間為10個(gè)時(shí)基(100ms)以上。每次程序掃描，處理器判斷如果自從上次累積運(yùn)算起，時(shí)間間隔超過預(yù)定時(shí)間(例如:100ms)，就將這段時(shí)間乘以當(dāng)前的瞬時(shí)流量值作為累加量。該方法的計(jì)算精度雖然高一些，但采樣間隔時(shí)間卻不是固定的了，而累計(jì)值比實(shí)際值仍然會(huì)小一些。越累計(jì)越多，誤差就越大。???????因此，該程序筆者采用了定時(shí)中斷的計(jì)時(shí)方式來進(jìn)行流量的累計(jì)。引用

9、回復(fù)

10、管理

11、設(shè)為最佳回復(fù)

12、2010-08-191

13、9:17:4213樓老菜鳥2.其次，是采樣間隔時(shí)間的數(shù)值問題。采樣間隔時(shí)間越短，計(jì)算誤差就越小，越逼近于實(shí)際值－－－－－－－－但永遠(yuǎn)都達(dá)不到實(shí)際值，只能說是越接近而已?？墒?，采樣間隔時(shí)間越短就會(huì)增加PLC的運(yùn)算次數(shù)。當(dāng)這個(gè)采樣時(shí)間太?。ɡ?ms），就會(huì)出現(xiàn)問題。???????對(duì)于采用定時(shí)器來累計(jì)的情況，從上面第1條的敘述中可以看出，由于掃描周期的影響，累計(jì)值那就不是一點(diǎn)點(diǎn)的誤差了，而是錯(cuò)誤了！???????對(duì)于采用定時(shí)中斷來累計(jì)的情況，PLC占用了過多的資源去運(yùn)行中斷程序，可能導(dǎo)致主程序或其它子程序控制出現(xiàn)滯緩或者非預(yù)期問題的情況，還可能造成看門狗定時(shí)器溢出而造成問題。這個(gè)

14、問題比較復(fù)雜些，這里就不討論了。???????對(duì)于這個(gè)問題，沒有更好的解決方案，只求達(dá)到一個(gè)合理值就可以了，不用去追求非常非常高的精度！在實(shí)際工程應(yīng)用中，典型的采樣周期為100ms。該程序采用的采樣周期就是100ms。引用

15、回復(fù)

16、管理

17、設(shè)為最佳回復(fù)

18、2010-08-1919:20:4914樓老菜鳥3.第三，是累計(jì)計(jì)算時(shí)的誤差問題。???????這里，先要說一下浮點(diǎn)數(shù)運(yùn)算的問題。S7-200系列PLC僅支持單精度浮點(diǎn)數(shù)而不支持雙精度浮點(diǎn)數(shù)，因此僅支持10進(jìn)制的7位有效數(shù)字（如果要問為什么，說起來就比較麻煩一些，我在這里就不贅述了。如果需要，我可以單獨(dú)發(fā)帖來說明這個(gè)問題）。???

19、????在累計(jì)流量比較大的情況下，小數(shù)點(diǎn)后面的尾數(shù)就少了－－－－－－－－兩個(gè)要相加的數(shù)差別太大，就會(huì)造成誤差?。ㄟ@個(gè)問題解釋起來也稍微有點(diǎn)麻煩。如果需要，我可以單獨(dú)發(fā)帖來說明這個(gè)問題）累計(jì)的精度就越來越低了，誤差也就越來越大了。為了避免出現(xiàn)這個(gè)問題，我們可以想辦法使整個(gè)運(yùn)算過程中小數(shù)和整數(shù)分開計(jì)算，且保證小數(shù)的有效數(shù)字最大可以達(dá)到7位。該程序就采用了這種計(jì)算方法。???????在2個(gè)數(shù)相加的時(shí)候，如果兩者相差特別大，那么會(huì)出現(xiàn)誤差。例如10的8次方加1仍然等于10的8次方。實(shí)際上，當(dāng)有效數(shù)字達(dá)到7位以上