三通球阀安装缺陷详解.docx

PLC在工业累计方面的应用及改进聚酯三装置运行保障室雍宇骥指导老师：华倜随着工业自动化的发展，PLC以系统灵活，编程简单，响应迅速，可靠性强等特点活跃于各种工业控制的舞台。EN在工业控制过程中，为了对能源成本进行统计优化，许多场合需要控制系统提供实时的流量监测及累计。PLC也提供了这方面功能。下面以聚酯PTA氮气输送用量为例。使用西门子 PLC-S7300，对输送系统的尾氮用量进行累计，以系统扫面周期（100ms）为瞬时流量采样间隔。主要程序如下：--------------------流量累加----------------------------------------------------------------------累加数取整-------------------------------------------------ROUND流量累计流量累计取整-------------------比较累计上限--------------------------------------------------------------------------清零-----------------------------------------------------在使用实际过程中发现：当累计到一定数值时，累加器便不再继续累加。当尾氮的瞬时流量减少时，累加器便不对瞬时流量进行累加。西门子S7300的?浮点累加器以IEEE754为标准仅支持单精度浮点数的累加运算。在查阅IEEE754单精度浮点加法运算标准后怀疑是浮点运算的下溢导致。在IEEE754中浮点数由1bit符号位(Sign)，8bit指数位(Exponent),和23位尾数位(Mantissa)组成。符号(Sign)指数(Exponent)尾数(Mantissa)1bit8bit23bit|-------31--------| 30----------------------- 23 |22---------------------------------------------------- 0瞬时流量的作为浮点数，按IEEE754标准将其转化为标准单精度浮点数作为累加器运算的二进制操作数。步骤如下：任意二进制浮点A数都可表示为A=(s)×2E×M。其中E为浮点数指数也称为阶码，M为浮点数尾数也叫做有效数字部分，为绝对值小于1大于0.5的规格化数。即：M=0.1…….(二进制)对阶：对阶的目的是使两个相加的浮点数的小数点对齐。IEEE754规定为了保证最高位的有效性，通过比较阶码的大小，小阶码应向大阶码看齐。为了方便阶码的比较，浮点数的阶码通常用采移码的形式，即：阶码=补码的符号位取反；正数补码还是其本身；负数补码=其反码+1；0=0；移码=补码的符号位取反；尾数的位移=[阶码相减(?E)]再取补码。尾数求和：对阶过程中求出的?E后再对相应尾数做位移操作，然后按照二进制加法尾数相加。规格化：为了增加有效数字的位数，提高运算精度，必须将运算后的尾数规格化。即：再次对运算后的位数进行位移操作，以保证M的整数部分为0，且小数点后的第一位为1。（0.5M1）规格化的过程中会出现两种情况：左规：尾数求和后出现0.001…..时需要将尾数左移动。左规时，尾数和每向左移以为，阶码减1。直到满足规格化条件为止。右规：尾数求和后出现101.01…..整数部分不为0时需要将尾数右移动。右规时，尾数和每向右移以为，阶码加1。直到满足规格化条件为止。舍入:在对阶和尾数和右规的过程中。低位数会因为单精度浮点格式的原因而超出数据存储范围而被舍弃，称为下溢。通常的舍入方法有“截去法”，“0舍1入法”，“恒置1法”等等。结论：由此得出当两个浮点数相加时若最高位的二进制数量级相差超过2的23次方，即8388607时。数值小的在“对阶”的过程中会被位移为0而无法参加累加运算，而遗漏了小流量的累计。改进：在实际应用中可以参照加法器进位的设计理念，对数值相差过大的累加运算进行分步累加处理。流程如下:一段累加---------------------------------------------- ----------------------------- -----------二段累加 PLC程序如下:--------------------流量累加（小数部分）---------------------------------------------------累计到1------------------------------------------------------------------------小数部分循环累加----------------------------