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1. 內(nèi)部結(jié)構(gòu)特點及工作原理
　　CPU212由中央處理器(CPU)、輸入/輸出接口(I/O)、I/O擴展接口、定時器、計數(shù)器和編程口等組成。
1.1 CPU212特點
　　●程序存儲量為512字節(jié)(存儲在非易失的讀/寫存儲區(qū))；
　　●數(shù)據(jù)存儲量512字節(jié)(其中的64字節(jié)可以存儲在非易失的讀/寫存儲區(qū))；
　　●PLC基本單元中有8個開關量輸入和6個開關量輸出；
　　●可以額外連接兩個I/O擴展模塊(包括模擬量模塊)；
　　●最大開關量I/O點數(shù)為30，最大模擬量通道數(shù)6AI/2AO；
　　●64個定時器(2個1ms,8個10ms，54個100ms)；
　　●64個計數(shù)器(48個加計數(shù)器，16個加/減計數(shù)器)；
　　●128個內(nèi)存標志位、368個專用標志位；
　　●四則算術運算能力；
　　●中斷能力：
　　為用戶定義的協(xié)議(自由口通信)接收和發(fā)送中斷；
　　1個由上升沿或下降沿觸發(fā)的輸入中斷；
　　1個時間中斷；
　　1個高速計數(shù)器中斷；
　　●1個2kHz的高速計數(shù)器；
　　●快速的布爾邏輯執(zhí)行速度(1.3μs/指令)；
　　●由超級電容供電的數(shù)據(jù)存儲區(qū)可維持50小時(無需電池)；
　　●3級口令保護。
　　CPU212內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖1所示。

1.2 CPU212的結(jié)構(gòu)及工作原理
　　CPU212的工作原理是建立在下列單元的基上的：第一，程序存儲器中存儲用戶程序；第二，處理器周期性掃描程序，即在一個周期開始時，處理器將所有的輸入端的信號讀入，存儲于過程輸入映象寄存器(PII)，然后，在內(nèi)部計數(shù)器、位存儲器和定時器的控制下逐步掃描程序，接著處理器將新的信號狀態(tài)和過程輸出到映象寄存器(PIQ)中，并從這里傳送到輸出端。CPU212的結(jié)構(gòu)及工作原理示意圖如圖2所示。
1.3 CPU212的外部特征
　　CPU212外部包括輸入點、輸出點、編程口、面版狀態(tài)指示燈。CPU是PLC的大腦，它根據(jù)編制的應用程序作出相應的決定，而輸入/輸出是PLC的控制點。輸入用于監(jiān)視現(xiàn)場裝置，如開關、傳感器等，輸出用于控制其它裝置，如電機、泵、開關等；編程口用于連接編程裝置，如一臺計算機或手持編程器等。要裝載SETP7－MICRO/DOS軟件才能對CPU212進行編程。由于CPU212的編程口傳輸信號采用的是RS－485標準，而計算機串行通訊口采用的是RS－232標準，因此連接時需要使用PC/PPI電纜將CPU212和計算機連接起來。由于PC/PPI電纜自帶轉(zhuǎn)換器，可完成兩種不同標準信號的轉(zhuǎn)換。如圖3所示。
　　CPU212的面板狀態(tài)指示燈用于顯示CPU的運行方式和I/O狀態(tài)。所有狀態(tài)指示燈每秒刷新多次，并用于指示CPU212內(nèi)部診斷測試結(jié)果。I/O指示燈用于指示傳感器輸入狀態(tài)和CPU控制的輸出狀態(tài)(導通則亮)。如圖4所示。
　　若I/O點未接，在通電時只有CPU狀態(tài)指示燈顯示CPU運行方式。當系統(tǒng)出現(xiàn)內(nèi)部錯誤時，紅色的SF指示燈亮，此時應切斷電源，清除故障。

2. 多路流量積算和系統(tǒng)軟件編程
2.1 軟件編程
　　由于系統(tǒng)需要測量瞬時流量和累積流量，若采用轉(zhuǎn)子流量計，可按體積流量計算。
　　瞬時體積流量
　　Q=αCH·(2Vfg/Af)1/2(ρf－ρ)/ρ
　　累積體積流量
　　W=Qdt
　　式中，Vf為轉(zhuǎn)子體積；ρf為轉(zhuǎn)子材料密度；ρ為被測流體密度；g為重力加速度；Af為轉(zhuǎn)子的最大橫截面；H為轉(zhuǎn)子在錐管中的高度；C為與錐形管錐度有關的比例系數(shù)。
　　在PLC編程方面，系統(tǒng)具有主控模塊、數(shù)據(jù)示模塊、瞬時流量和累積流量計算模塊等等。
　　本系統(tǒng)所具有的最突出的優(yōu)點是：利用優(yōu)秀的編程技巧，使CPU212的512個字節(jié)程序存儲區(qū)得以充分利用，完成相對功能強大的多路流量積算和顯示功能；同時，將程序的掃描周期降至1ms，滿足了實時要求。系統(tǒng)采用STEP7－MICRO/DOS編程語言。主控模塊中只完成對多路流量輸入計數(shù)，由掃描顯示器控制每路流量計算的相應按鍵，若有鍵按下，則調(diào)用相應的子程序以完成流量的計算功能，這樣就可以達到降低掃描周期的目的。內(nèi)部計數(shù)器利用輸入脈沖的上升沿計數(shù)，并用定時器限制脈沖寬度以排除計數(shù)脈沖的干擾信號。
2.2 多路流量積算和顯示系統(tǒng)硬件組成
　　本系統(tǒng)由1個可編程控制器(PLC)、1個顯示器和多個流量計組成。如圖5所示。

3. 系統(tǒng)性能
　　● 流量脈沖頻率：小于50Hz。對應于各種流量計的流量范圍如表1所列。
　　● 精度：主要取決于流量計精度，即SPX系列為±1％滿量程；WTX系列為±0.75％滿量程，系列流量脈沖頻率>50Hz時，會產(chǎn)生附加誤差。
　　● 電源：交流220V。

4. 系統(tǒng)主要功能
　　本系統(tǒng)可以計算和分路顯示瞬時流量和累積流量，其顯示范圍為：0.0000?2949.0000(l/m)
　　系統(tǒng)通過顯示器將CPU212中的各路瞬時流量和累積流量顯示出來，并可清零及設置K系數(shù)，其設置方法為：K=3.7854/K′，式中K′為流量計標簽上的K系數(shù)，按四舍五入法則取K的小數(shù)點后4位數(shù)。
5. 結(jié)束語
　　本系統(tǒng)在工業(yè)生產(chǎn)中有廣泛的應用前景。可以計算和顯示多路瞬時流量和累積流量，精確度高；使用可編程程序控制器使系統(tǒng)的性能價格比較高，同時由于使用了顯示器，系統(tǒng)用戶界面非常友好。

參考文獻

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2. 鄧善熙.在線檢測技術.北京：機械工業(yè)出版社.1989
3.耿文學.可編程序控制器應用技術手冊.科學技術文獻出版社，1996
4. SIMATIC.S7－200可編程序控制器.北京，1