一、前言

工作小時累計(jì)是工程機(jī)械設(shè)備一個必備的功能。一方面它是企業(yè)與客戶之間履行保修條款的重要的數(shù)字證據(jù)；另一方面也是用戶施工結(jié)算的有效工作數(shù)據(jù)。傳統(tǒng)的小時計(jì)大都是電磁機(jī)械式的，也有用液晶式的。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，plc（可編程序控制器）在工程機(jī)械設(shè)備上被廣泛應(yīng)用。三一重工股份有限公司在所有的產(chǎn)品中全部使用了siemens公司的S7-200PLC，使產(chǎn)品的可靠性、控制精度、智能化程度、擴(kuò)展性都有了很大的提高。S7-200功能強(qiáng)大、資源豐富，用它來實(shí)現(xiàn)工作小時累計(jì)是可行的,傳統(tǒng)的小時計(jì)可以省掉。

硬件組成

在現(xiàn)有的S7-200PLC電氣系統(tǒng)中，不需要增加任何資源。在外部計(jì)時條件滿足的情況下，CPU開始計(jì)時，同時，計(jì)時數(shù)據(jù)通過PPI電纜傳到人機(jī)界面顯示。

軟件設(shè)計(jì)

計(jì)時器。利用系統(tǒng)的特殊寄存器標(biāo)志位SM0.5作為計(jì)時脈沖，接通一次（或斷開一次）為1秒，用計(jì)數(shù)器累計(jì)時間，滿60向前進(jìn)位。

時間累計(jì)。實(shí)時的小時計(jì)是前一次的累計(jì)時間加本次的工作時間。H=h0 h1。

時間存儲。用永久存儲的方式存儲時間數(shù)據(jù)到EEPROM存儲器。

存儲周期。存儲周期長，EEPROM存儲器使用的時間長，但計(jì)時精度低；存儲周期短，計(jì)時精度高，但EEPROM存儲器使用的時間短。這是一個矛盾的統(tǒng)一，設(shè)計(jì)時要根據(jù)系統(tǒng)的實(shí)際情況確定合適的存儲周期，一般設(shè)計(jì)為3-5分鐘。進(jìn)行一次永久存儲的操作，掃描時間會增加15-20ms。

小時計(jì)編輯功能。考慮到CPU有可能損壞的原因，更換CPU后小時計(jì)的數(shù)據(jù)會清零，所以，小時計(jì)要有編輯的功能才更完善，當(dāng)更換CPU后，通過界面可以把以前的工作數(shù)據(jù)輸入到系統(tǒng)并永久存儲，在這項(xiàng)操作時，為了使編輯的數(shù)據(jù)能夠成功存儲到永久存儲區(qū)，必須在數(shù)據(jù)編輯完后，讓CPU再運(yùn)行一個大于存儲周期的時間。當(dāng)然，為了使工作數(shù)據(jù)的嚴(yán)謹(jǐn)性，小時計(jì)的編輯一定要密碼進(jìn)入。

存儲地址更換。為了小時計(jì)的實(shí)時性和準(zhǔn)確性，存儲周期不能設(shè)計(jì)得太長，一般設(shè)計(jì)為3-5分鐘。EEPROM存儲器操作的安全次數(shù)為10萬次，那么一個EEPROM存儲器安全計(jì)時時間100000×3/60=5000小時，一般機(jī)器的工作壽命是大于這個時間。解決這個問題的辦法是在計(jì)時次數(shù)超過100000次時，更換存儲地址。為了存儲地址更換的方便，小時計(jì)的尋址方式采用間接尋址。

存儲次數(shù)存儲。為了小時計(jì)存儲地址更換的需要，存儲次數(shù)也要與小時計(jì)一樣進(jìn)行永久存儲，并到100000次后更換地址。

地址更換的次數(shù)存儲。為了小時計(jì)存儲地址更換的需要，地址更換的次數(shù)也要與小時計(jì)一樣進(jìn)行永久存儲，由于次數(shù)不多，所以，不要更換地址。

程序流程簡圖

誤差分析

小計(jì)時產(chǎn)生誤差的原因有兩方面，一個是計(jì)時誤差，另一個是存儲誤差。

計(jì)時誤差。本小時計(jì)的計(jì)時器是用系統(tǒng)特殊寄存器標(biāo)志位SM0.5，它的狀態(tài)變化周期是500ms，如果程序運(yùn)行時捕捉不到狀態(tài)的變化就產(chǎn)生誤差。通過長期的監(jiān)控實(shí)驗(yàn)，這個計(jì)時誤差很小，1小時的誤差不到1秒，可以忽略不計(jì)。

存儲誤差。機(jī)器在關(guān)機(jī)時，后一次存儲還沒來得及執(zhí)行，產(chǎn)生存儲誤差。這個誤差是一個負(fù)差，計(jì)時時間比實(shí)際的工作時間表小。每次關(guān)機(jī)的大誤差是一個存儲周期的時間3分鐘。

累計(jì)時間使用了實(shí)例參考：西門子200SMART PLC電機(jī)運(yùn)行時間累計(jì)及維保程序設(shè)計(jì)

www.zhimadaxue.com/Article/tixingtu/8734.html

統(tǒng)計(jì)小時、分、秒的梯形圖程序如下：

總結(jié)

經(jīng)過500臺機(jī)器三年時間的現(xiàn)場施工運(yùn)行，小時計(jì)工作穩(wěn)定可靠，沒有出現(xiàn)任何故障。大的計(jì)時時間已達(dá)8000小時。小時計(jì)計(jì)時范圍寬，可達(dá)10萬小時以上，可滿足機(jī)器終身的計(jì)時要求。時間數(shù)據(jù)存在EEPROM上，更可靠、更安全。小時計(jì)數(shù)據(jù)可以密碼進(jìn)入進(jìn)行編輯，消除了CPU損壞的后顧之憂。可以節(jié)省一個電磁機(jī)械式的小時計(jì)，節(jié)約了一定的生產(chǎn)成本。**的缺陷是存在一個存儲誤差，這個問題是可以通過程序的改進(jìn)使誤差減到小。