1引言
随着信息技术和计算机技术的飞速发展，PLC(可编程控制器)在工业自动化领域应用也越来越广泛。我公司空压机控制方式即采用PLC编程实现恒压变频控制，整套控制系统由普传PI7800变频器、西门子PLC S7-300、压力传感器和电机组成闭环恒压控制系统。控制过程首先通过PLC内部压力设定值与管网压力反馈信号组成闭环恒压控制系统，再经过PLC内部PID功能块FB41进行比较计算，然后由PLC模拟量输出模块输出作为变频器运行给定值，从而自动调节其运行频率，最终达到空压机恒压变频供气和节能的目的。考虑空压机没有单独安装电度表，为了能够及时观察和统计空压机的用电能，决定利用现有装置实现电量统计，由于西门子PLC S7-300编程软件库含有专用的组织块、功能以及系统功能块，同时普传PI7800变频器有功率输出信号，因此本文利用循环中断组织块OB35以及时间系统功能块SFC1编写程序，实现了空压机用电量的统计。
2变频器功率输出参数设置
通过查阅普传PI7800变频器使用手册，发现其功能参数包括输出功率选项，可以通过改变变频器硬件控制板上封接线，将输出功率信号自由定义为4—20mA电流信号或0—10V电压信号。普传PI7800变频器模拟量输出选项如表1所示，输出功率设定值为7，输出信号范围定义为0~200%(即实际输出功率可显示2倍电机额定功率)，本设计中选用模拟量输出端子DA1输出功率信号，即F69.o06=7，输出信号选择电流信号4—20mA，由于变频器模拟量输出默认为电压信号，因此选择电流输出时需要用连片短接控制板上的JP3针脚DA1C，如图1所示，相应参数设置F69.o08=20、F69.o09=100。
3PLC电能累积编程方法
为了对电能进行累积，需要设定数据采样周期，西门子PLC可以通过三种不同的模式对外部数据进行采集，即硬件设置方式—运用循环/时钟存储器、软件编程方式—采用定时器编程、硬件和软件结合方式—利用循环中断组织块。
方法一，在CPU的硬件配置中通过循环/时钟存储器设置固定位进行采样，西门子PLC的循环/时钟存储器是周期改变的一些存储器位(占空比为1:1)，时钟存储器中的每一位都分配特定的周期/频率，如表2所示，若采样周期为200ms的时基脉冲(位1)，则100ms接通采样，100ms停止采样，该采样周期不能够保证100ms采样一次，因其受程序扫描周期影响，如果程序扫描周期小于100ms，可能会导致在100ms内寄存器多次进行采样累积，最终结果计算值会大于实际值，如果程序扫描周期超过100ms，可能会出现100ms内寄存器未进行采样累积，最终结果计算值会小于实际值。
方法二，通过PLC内部编写中断程序实现，利用定时器SD产生时间中断脉冲，再采用SD定时器产生的时间脉冲进行定时采样，最终达到循环采集数据的目的，但是如果PLC程序复杂扫描周期较长，这种采样方式有时会出现采样周期缺失，最终结果计算值会小于实际值；方法三、利用西门子公司提供的循环中断组织块进行数据采样，循环中断组织块用于按一定时间间隔循环执行中断程序，西门子PLC中不同的CPU可以选用的定时中断组织块不同，如表3定义所示，在执行程序过程中当CPU检测到循环中断的中断请求时，操作系统会在执行完当前程序的当前指令后，立即响应中断，CPU暂停正在执行的程序调用中断源对应的中断程序，执行完中断程序后，再返回被中断的程序的断点处继续执行原来的程序。注意在定义时间间隔时必须确保在两次循环中断之间的时间间隔中有足够的时间处理循环中断程序，即若中断时间间隔为50ms而OB35中的程序运行花费的时间是80ms，那么OB35中的程序还没有执行完毕就产生第二次中断，程序就会出错停止运行。采用定时中断组织块编写中断程序，由于不受程序扫描周期影响，响应时间迅速，因此得到的采样实际值非常准确。