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PLC教程理论篇之PLC 用作数据终端
二
二、数据采集
1 开关量采集与存贮
开关量仅两个取值，较简单。如 ON 代表开工、OFF 代表停工。采集它的目的主要是，弄清什么时候发生了变化，如什么时候开工，什么时候停工。图 14-7 示的梯形图即为这个开关量采集程序。
a — OMRON PLC 程序 b — 西门子 PLC 程序 c — 三菱 PLC 程序
图 14-7 开关量采集
图 a 为 CPM2A 机的程序。图知，当“开工”信号 ON ，则把 AR19 的值，即 PLC 的“当前时日”值，传送给“开工日时”存贮字，AR18 的值，即 PLC 的“当前分秒”值，传送给“开工分秒”存贮字。而当“开工”信号 OFF ，则也是如此。注意，这里用的都是“微分”传送，只是在 ON 或 OFF 的那个扫描周期才进行这个传送。
图 b 为 S-200 机的程序。它在“开工”ON 或 OFF 的第一扫描周期中，执行 READ-RTC指令。把 PLC 实时时钟的年、月、日、时、分、秒、星期等值读到 VB100 开始的 8 个字节中。对应图 a 的“开工日时”为 VW102，“开工分秒”为 VW104；“停工
日时”为 VW112，“停工分秒”为 VW114。
图 c 为 FX2N 机的程序。它的实时时钟当前的“日值”存于 D8016，当前的“时值”存于 D8015 中，当前的“分值”存于 D8014，当前的“秒值”存于 D8013。为了把“日时”及“分秒”集中在一个字中，这里用了“SMOV”指令。其格式是：
其功能为，把这里 S 指定的 D1 字中，m1 指定的第 4（K4）位（最高数位）开始（倒数），m2 指定的共 2（K2） 数位，传送给 D 指定的 D2 字中，n 指定的第 3（K3）数位开始（倒数）的两个数位。
这里的数位为 4 个二进制位组成，即 Digit。前已解释，一个字，有两个字节，4 个数位。三菱的解释是，最高数位为第 4 位，最低的为第 1 位。本指令还可与特殊继电器 M8168配合使用，选择是否处理 16 进制与 BCD 码制之间的转换。M8168 ON 则不进行 BCD 转换，原样按数位移动。
提示：三菱 PLC 记录数据均为二进制格式，所谓 BCD 码，或为 10 进制表示，则一个字最大值只能为 9999。如为 16 进制格式，则最大数可达 65535 或 FFFF。
显然，PLC 采集了这组数据，再有了上位计算机读取这两组数据，稍作比较，就可清楚，当前是开工，还是停工？如是开工，还可知道，是什么时候开工？以及上次是什么时候停工？
2．模拟量采集
PLC 的模拟量是从模拟量输入单元读取的。而且，这个读取时间的延迟是很短的。一般为 PLC 扫描周期级的。个别的，如 C200H-TS001 之类温度检测单元要作一些平均数计算，为秒级。所以，当模拟量输入通道有了新的数时，也就完成了模拟量采集。图 14-8 示的梯形图即为这样一个转换程序。
a — OMRON PLC 程序 b — 西门子 PLC 程序 c — 三菱 PLC 程序
图 14-8 转换程序
图 a 程序为用于 CPM1A_MA002 单元的数据读入。因该模入单元读入的是 8 位二进制数，故一个模入通道读入的是两路数据，须把它分开。该图程序所作的就是这个工作。它把模入通道 1 读入的数据分成“第一路二进制码输入值”及“第二路二进制码输入值”。
图 b 程序用于 S7-200 EM231 模块单极性使用时的转换程序。它的原始数据格式为：
图 c 程序用于 FX0N3A 模块的数据读入程序。这里的用了 RD3A 指令采集数据。指令中 K0 为模块号 0，K1、K2 为模拟量模块上的输入通道 1、2。执行本程序的功能是，不停地读取模拟量模块输入通道 1、2 的数据，并分别存贮在 D0 及 D1 中。
提示：模拟量采集程序所用的指令及地址不仅与 PLC 的类型有关，还与模块的类型及其安装情况有关。设计这个程序，应参照所使用模块的有关说明书进行。此外，在模块使用前，还要做些硬件设定，或执行一些初始化程序，以确定使用的模拟量种类、变化范围、初值及比例系数等。
有时还须把采集的数据与采集时间关联，以看出被采集量随时间的变化，即所谓变化势监视。这个工作一般由上位机去做。但 PLC 本身也可完成。而且，由 PLC 作此工作，实时性更强。
为此，可在 PLC 的某存贮区设定一组（如 10 个字）工作区。用这个工作区动态记录被采集数据与采集时间有关的信息。
对此，有两种方法：一是定时采集；二是变化采集。
定时采集：可按一定的时间间隔采集数据，并按固定的地址记录。因采定时采集的时间是固定的，可不必记下采集时间。如每隔 5 分钟采集一次，那最近 5 分钟采集的数据存贮在数据区的最低的地址，次近的存贮高一个字的地址，其余依次存贮。所以，它的算法应是：每有新数据采集，先把低字的内容依次移向高字（原最高地址字的内容丢失），然后，再把
采集的新值存入最低字。图 14-9 示的即为这种梯形图程序。
a — OMRON PLC 程序 b — 西门子 PLC 程序 c — 三菱 PLC 程序
图 14-9 定时采集
图 a 为 OMRON PLC 程序。这里先是把“当前时分”（存贮当前几时几分的字）被常数 5（也可为别的常数）整除，其商数存于 HR0，余数存于 HR1 字中。然后再对 HR1 与常数 5 作比较。
如这时的时间为 5 分，或 10 分?，则比较相等（P-EQ ON），进而先把 DM100 到 DM1009中的数按字移位，DM108 的数移存给 DM109，DM107 的数移存给 DM108，等等。然后把最新的“第一路BCD 码输入值”存入 DM100。
可知，这里 DM100 到 DM109 中存的数分别为记录当时及前 5 分、前 10 分?的被