葫芦岛西门子PLC模块代理商

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BCD码（Binary-Coded Decimal?6?0）是二进制编码的十进制数的缩写，BCD码用4位二进制数表示一位十进制数。BCD码各位的数值范围为2#0000～2#1001，对应于十进制数0～9。BCD码不能使用十六进制的A~F（2#1010～2#1111）这6个数字。BCD码本质上是十进制数，因此相邻两位逢十进一。
BCD码的高位二进制数是符号位，负数的符号位为1，正数为0。16位BCD码的范围为–999～＋999。
下图的拨码开关将显示的数字转换为4位二进制数。PLC用12个数字量输入点读取的是3位BCD码，它的值为2#1000 0010 1001，即十六进制数16#829。

BCD码没有单独的表示方法，而是借用了十六进制的表示方法，因此二者很容易混淆。
下图是S7-300/400的BCD码和整数的相互转换指令，可以看到在指令中BCD码均用十六进制的形式表示。

在程序中，怎么知道一个数字是BCD码还是十六进制数呢？
1）看数据的来源和用途。BCD码一般用于输入和输出，例如来自拨码开关的数据是BCD码，送给显示电梯楼层的译码器芯片的是BCD码。
2）看手册的规定，例如数据类型DATE_AND_TIME中的日期和时间值是BCD码，计数器的预设值PV和当前计数值CV_BCD为BCD码。
怎样监视BCD码？
在变量表和程序状态监控中，用十六进制格式监视BCD码。
怎样输入BCD码？
从上图可以看出，BCD码用十六进制格式输入，其高位（符号位）为16#F（2#1111）。BCD码的低3位各位只能是0~9，如果是16#A~16#F则会出错。
计数器的预设值PV是0~999的BCD码，可以用格式为C#的常数（C#1~C#999）作为计数器的预设值。
下图用MW42提供计数器的预设值PV，如果用MOVE指令将十进制数348（对应的十六进制数为16#15C）传送给MW42，进入RUN模式时，操作系统将它转换为BCD码时出错（16#15C不是BCD码），不能切换到RUN模式。
输入预设值348时，应改为将C#348传送给MW42，它会自动地变为W#16#348，当然也可以直接输入16#348。没有必要用I_BCD指令将348转换为BCD码W#16#348后，再传送给MW42。




在看手册时说BCD码和16进制都可以用16#表示如果现在装载一个数
L 16#296 如果是BCD码表示十进制296
如果是十六进制表示十进制663
系统是怎样区分那个数是BCD码还是十六进制的。

1. BCD 码是用2进制表示的十进制数，如果从右端每4位转换成16进制数，则BCD 码也可以表示成16进制，例如：
16#123 ， 转换成二进制应该是 2#0000 0001 0010 0011
2. 系统是怎样区分那个数是BCD码还是十六进制的。
这取决于使用的指令。例如： STEP7 中S5 定时器中的设定值，就是BCD数，而不是16进制数。
指令的规定与设计在初一旦被定下来之后，就不能再修改。例如同样是定时器， 在GE 90-30 的PLC 中，它的设定值就是10进制数，而不是16进制数。
3 . 在每一个指令中都有使用的数据类型的规定。在那里，你就知道该使用16进制数还是BCD码了， 先列表如下：
WORD 可以是2进制数，或者16进制数，或者BCD码。
DWORD 可以是2进制数，或者16进制数，或者10进制数。
然而，
INT , DINT 只能是10进制数或者16进制数。
参考出处：
STEP7 中的帮助，在索引项的"输入要查找的关键字"中输入： INT
PLC本身是不用区分的，我觉得在通讯的时候比较有用到；比如上位机采集200的时间的时候，200提供的是BCD码的时间；而上位机跟200对时的时候也需要给200BCD码的时间。主要还是编程的时候，处于省时省力的考虑吧

说明:
以下描述了在STEP 7 MicroWIN中可能的一种间接寻址使用.
例子中包含了OB1，一个数据块和一个状态表.

OB1包含4段程序。

图1：在SFC功能块中的4段程序

注意第2段程序:
*AC1 中的 (*)星号意味着正使用AC1所指向的地址内容，而并非AC1本身的值

另一部分是数据块.

图2：需要一个状态表用于测试和监控.

图3：下载程序到控制器中，然后打开状态表，点击 "Table Status" 观察变化.

首先保持监控当前的状态，可以看到VB200 到VB210 的值为1-10.而VB 220 之后全为空白.

当I0.0 为1时，这两点将被创建.
当I0.1为1时，从VB200 开始的连续前4个字节将被传送到VB220-VB223 中.
在第3段程序中将I0.0 置0可以分别增加1个地址字节，通过触发I0.2的上升沿可以增加多个地址字节.
在第4段程序中将I0.0 置0可以分别减少1个地址字节，通过触发I0.3的上升沿可以减少多个地址字节.

从入口条目为1109582.的"S7-200自动化系统" 手册中可以找到关于该主题的进一步信息，另外通过在线帮助输入"直接和间接寻址"也是非常有用的.

重要事项!
该项目/例子是免费的，任何用户均可以自由使用，拷贝和转发，因此该项目的所有者并没有责任承担关于该软件功能和兼容性问题，用户自己将承担相关风险，另外由于软件是免费的，因而并没有关于错误纠正和热线支持的相关授权和保证

在开始PID自整定调整前，整个PID控制回路必须工作在相对稳定的状态。
　　稳定的PID是指过程变量接近设定值，输出不会不规则的变化，且回路的输出值在控制范围中心附近变化。
　　问题与解决方法：
　　1.PID输出总是输出很大的值，并在这一区间内调节变化

　　产生原因：
　　．增益（Gain）值太高
　　．PID扫描时间（sample time）太长（对于快速响应PID的回路）
　　解决方法：降低增益（Gain）值并且/或选择短一些的扫描时间
　　2.过程变量超过设定值很多（超调很大）

　　产生原因：积分时间（Integral time)可能太高
　　解决方法：降低积分时间 
　　3.得到一个非常不稳定的PID

　　产生原因：
　　．如果用了微分，可能是微分参数有问题
　　．没有微分，可能是增益（Gain）值太高
　　解决方法：
　　．调整微分参数到0－1的范围内
　　．根据回路调节特性将增益值降低，低可从0.x 开始逐渐增大往上调，直到获得稳定的PID。

引言
　　配电网中性点采用小电流接地方式有着一系列的优点，所以被很多国家的配电系统采用。但是由于小电流接地电网单相接地时故障电流非常小，单相接地保护问题一直没有很好地解决。事实上采用常规继电保护装置根本无法检测出故障线路，故障选线必须采用专用选线装置。这种专用装置80年代就已经在我国诞生，但由于选线问题的复杂性，这些装置选线正确率非常低，以至于还得采用手动拉路的办法选线［1］。
　　我国现有的选线装置在理论上多采用零序电流高次(以五次为主)谐波原理来实现故障选线。但是，由于装置要使用的谐波分量在信号中所占比例较小，难于分离和提取，以及负荷的谐波干扰，使基于谐波原理的装置在实际运行中出现误判。其余多数选线方法都是基于故障后的稳态信号进行分析，但小电流接地电网稳态时的接地电流很小，使基于幅值比较的保护选线精度降低，基于相位比较的保护容易误选［2，3］。 
　　鉴于存在的这些问题和生产实际的需要，我们设计了这套故障选线装置。它利用小波变换提取暂态突变信号中的特征分量，应用暂态信息进行选线，解决了传统选线方法利用稳态信息进行选线准确率低的问题，增强了抗干扰能力。此外本装置适用于所有小电流接地系统，包括只装设两相电流互感器的小电流接地系统，克服了以往提出的多数选线方法在系统只装设两相电流互感器的情况下失效的缺陷。

1系统的软硬件设计原理
1.1选线困难的原因
　　小电流接地电网选线困难的主要原因是单相接地时故障电流为线路对地电容电流，数值非常小，在故障前后的变化量非常微弱，此外单相接地故障状况复杂, 不同系统在馈线长度、中性点接地方式等方面都有较大差异，而且系统运行方式多变，要求选线装置有较高的灵活性和适应性［4］。
1.2小波算法［5～7］
　　小波分析是一种新型时频变换理论，它与Fourier分析大的不同点在于给待处理的信号加上了一个“时频”窗口，并能根据信号频率高低自动调节窗口的大小，以确保捕捉到信号中希望得到的有用信息。同时小波变换对于分析突变信号特别有效。这也是Fourier分析所不及的。由于单相接地故障信号可能包含许多尖峰或突变部分，同时也包含有许多噪声干扰，对这种非平稳信号的消噪，用传统的傅立叶变换分析显得无能为力，因为傅立叶分析是将信号完全在频域中进行分析，信号在时间轴上的任何一个突变，都会影响信号的整个谱图。而小波分析能够同时在时频域中对信号进行分析，且有“自动变焦”功能，所以它能有效地区分信号中的突变部分和噪声。
　
　　实际运用中，连续小波需要离散化。这一离散化是针对连续的尺度参数a和连续的平移参数b的，而不是针对时间变量t的。
　　对应的离散小波函数ψj,k(t)：
　 
　　本装置利用小波变换把一个信号分解成不同尺度和位置的小波，选用合适的小波和小波基对暂态电流的特征分量进行小波变换后，通过比较各回线路暂态信号小波变换模极大值原理来实现故障选线。从幅值上看，非故障线路的电流行波信号仅为故障线路行波的透射分量，因此相应的小波变换模极大值也较小，而故障线路的电流行波信号在小波变换下，其模极大值大。采用零序电压(U0)的变化量启动选线，U0的突变时刻即为故障发生时刻。具体选线方案如下。 
　　1) 由于平行多导线间存在电磁耦合，分析计算时可用相模变换对其进行解耦，对于A、C相故障，取A、C相电流故障前半周期、故障后两个周期的电流数据并计算其β模电流［8］；对于B相故障则取A相电流故障前后各两周期数据并计算其突变量。
　　2) 用基于Stein无偏风险估计理论的阈值选取算法［9］对n条线路的β模电流（A、C相故障）或A相电流突变量（B相故障）进行消噪处理。
　　3) 然后根据Mallat算法，使用Daubechies3小波对消噪后的信号进行多尺度小波变换，各尺度小波变换系数定义为cdjk(j=1,2,…，x； k=1,2,…，n)。其中，j为分解尺度，x为小波分解频带中恰不包含工频分量的分解尺度，k为线路号。
　　4) 分别计算各回线路｜cdjk｜，求出各条线路大者所在的小波分解尺度j；将j相对密集的所在子空间定义为选线空间。
　　5) 分别求出各条线路在同一选线空间中小波变换的模极大值并进行比较，取幅值大的前三个进行比相，若某个与另外两个方向相反，则判断该线路接地，否则，为母线接地。

2系统硬件设计
2.1硬件原理图
　　为保证上述功能的实现,装置的功能部件及组成方式如图1所示。

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2.2硬件设计
　　为确保系统测量的高精度以及运行的可靠性,在硬件电路的设计上做了如下工作: 
　　1) 主机采用PC级工控机，其特点是厂家信誉度较高、工艺成熟、通用性好，适合于制作通用型产品。
　　2) 电流变送器选用输入频响的范围为25Hz～5 kHz,精度等级为0.1级。具有交直流通用、高精度、高隔离、宽频响、快响应时间、低漂移、低功耗、宽温度范围等特点［10］。 
　　3) 为防止信号出现的混叠现象,电流信号在A/D采样之前经MAX274低通滤波器滤掉信号中的高频分量。MAX274是美国MAXIM公司推出的一种8阶连续时间有源滤波器,它内部含有数个(MAX274为4个)2阶状态可变滤波器单元,不需外接电容,只需外接电阻,就可实现工作频率从100 Hz到150 kHz的低通、带通滤波器。其中心频率、转折频率、Q值、放大倍数等均可由外接电阻加以确定,参数调整十分方便。其仿真波形如图2所示。

　　4) 数据采集卡采用自行设计的以TMS320-VC5402 DSP为CPU的数据采集卡, 由于选线的判据大多是依赖于各条出线同一时刻的电流值，需要采用同步采样技术，对多路信号同时进行采样，以使所测得的信号间相位关系与原始信号保持一致。我们利用Maxim公司推出的MAX125 ADC来实现对多路通道的同时采集。MAX125是内部自带同步采样保持器的高速多通道14位并行数据采集芯片。芯片内部包含一个14位的、单通道转换时间为3 μs的逐次逼近式模数转换器，一组可以同时对四路输入信号进行同步采样的采样/保持电路。MAX125每个采样/保持电路前面有一个二选一的转换开关，这样总共有两组（分为A组和B组）共八个输入通道，但每次只能同步采样其中的一组［11,12］。实际应用中由TMS320VC5402的XF引脚或外部时钟信号来同时启动3片MAX125进行A/D转换。当3片MAX125
　
取3片MAX125各4次，就可以读到转换后的结果，达到对12路信号实现同时采集的作用。其结构图如图3所示。



2.3采集板原理
　　图3中虚线框内的部分即为采样处理单元的硬件框图。它以C5402 DSP为CPU，主要由1）外围辅助电路,2）程序/数据存储器,3）模拟量输入通道,4）开关量输入/输出通道,5）通信串口,6）C5402与PC工控机通信接口电路等六部分组成。
　　选用C5402 DSP为CPU是为了减轻连续采样给系统带来的负担。例如采样速率为10 k,在不外加硬件缓冲设备的情况下，中断周期为1/10 k=100μs而传统的诸如bbbbbbs、Linux等操作系统它们主要是针对多任务设计的，其中的调度子程序主要以平均分配时间片的方法来解决多任务，这个时间片的基值单位叫做全局变量jiffies，在传统操作系统中这个值一般在10 ms左右，显然这是很难满足我们要求的。一般情况下对应上述情况，普通采集板的处理办法就是外加FIFO。FIFO为先进先出存储器，AD顺序写入数据，用户可以同时顺序将数据实时地读出。FIFO通常应用的标志位为：“半满－HF”与“溢出－FF”，FIFO的操作在HF＝0时，用户可以一次将采样数据连续读出，同时不间断AD向FIFO写入数据。如果FIFO的FF位为0，表示FIFO溢出，读出的数据将会丢失数据，所以用户必需保持FIFO不溢出。但是外加FIFO的这种方法只能暂缓中断的问题，不能根本解决问题。
　　下面以FIFO容量为1 k，具有8路A/D，采样率为10 k的普通采集板为例进行分析：
　　中断时每路采集到的点数N＝512/8=64；
　　中断间隔时间T＝64/10000=6.4 ms。
　　可见如果采样率这么高或是更高的话对于一般操作系统来说是很难稳定运行的。同时采用FIFO后还会产生另外一个问题，就是故障的实时判定。采用FIFO后必须每隔一段时间才能进行故障判定。在故障信号突变不明显时就很难准确地定位故障点，而对于本采集单元上述问题就不存在，因为TMS320VC5402采用增强的哈佛结构，8条内部总线使芯片的处理能力发挥到大。可独立寻址的64 k数据空间和1 M程序空间，允许同时存取程序指令和数据。六级流水线操作保证了它的处理速度能达到 100 MIPS（每秒百万指令数）。这对于一般要求的采样速率是完全可以胜任的，可以对采集数据进行逐点计算从而大大提高了精度和准确度［13］。
2.4采集板与主机的通讯的实现
　　本系统是一个主从式的结构，主机为PC工控机，从机为TMS320VC5402 DSP，它们通过PC ISA总线建立连接。PC机可以通过C5402的HPI口读写其片内RAM存储单元，而C5402不能读写主机的存储单元，双方采用中断方式互相联络。传统的单片机与外部主机进行接口时，需要外扩必要的硬件电路。当单片机需要与主机共享RAM时，需在片外扩展RAM及触发、锁存等芯片，然后主机通过DMA方式访问该扩展RAM，这样一来主机可以随机或整块地访问、共享RAM。另外，在片外至少需要扩展一片锁存器使得单片机可以中断主机。TI的TMS320C5402 HPI接口将以上功能集成到DSP内部，使其与主机的连接变得非常简单。而且由于HPI是集成到片内的，主机可以达到很高的访问速度，满足了数字信号处理中高速度的要求。
　　在实际应用中，PC机要向C5402发送一些控制命令和数据，主要包括：1）采样命令，控制C5402采样的起停；2）参数修改命令，通知C5402修改参数及整定值；3）数据上传命令，通知C5402上传采样数据等。同时，C5402也要告知PC机自己所处的运行状态和所检测到的信息，主要包括：1）正常运行状态；2）故障启动状态。
　　为了实现上述的双向信息交流，可以在C5402的内部RAM中定义两个存储单元，一个是命令单元，用于存放PC机发给C5402的命令字；另一个是状态单元，用于存放标志C5402系统所处状态的状态字。另外，再从C5402内部RAM中划分出两个存储区，一个是Host区，用于存放PC机传给C5402的数据；另一个是Slave区，用于存放C5402要传给PC机的数据。当PC机要向C5402发送命令和数据时，先将命令字和数据分别写入命令单元和Host区，然后向C5402发出中断请求信号，C5402响应中断后将命令字和数据读出，并根据命令字完成相应的操作。PC机可以随时读取状态单元，以获取C5402系统的状态信息。正常运行时，C5402状态字的值为初始化值（0000H）。故障发生后，当C5402需要向PC机上传必要的数据信息时，先将状态字和数据分别写入状态单元和Slave区，然后向PC机发出中断请求，PC响应中断后将状态字和数据读出，并根据状态字完成相应的操作。
2.5采集板的实验验证
　　为了验证采样及处理单元工作的正确性，并可用于故障选线装置中，完成了以下实验。试验用信号由信号发生器产生：电平为-1 V～+1 V，频率分别为50 Hz和200 Hz的正弦信号。
　　试验中，用DSP的XF引脚产生A/D采样时钟信号，其采样频率由DSP的内部定时器设定，为1.6 kHz。对于200 Hz的输入信号，在一个周期采样8点；对于50 Hz的输入信号，在一个周期采样32点。采样数据先保存在DSP的内部RAM中，然后由工控机通过ISA总线读进来，并以文件的形式保存到硬盘上，后用MATLAB将波形显示出来，如图4(a)和图4(b)。

 

　　从这两个图可以看出，采样恢复波形与原始波形相吻合，而且很光滑。通过以上试验可以肯定，本采样及处理单元的设计是成功的。

3装置实现的主要功能及特点
　　1) 正常情况下装置实时监视零序电压(U0)的变化量，对采样数据不做任何分析。发生单相接地故障时,监视程序发命令，通过硬件触发装置,装置随即保存当前数据窗中的数据,将采集到的数据下载到计算机的硬盘上并启动选线算法，给出选线结果。
　　2) 故障选相。如果电压低相相电压小于K倍额定相电压,则电压低相为接地相；如果三相电压都大于K倍额定相电压,则电压高相的下一相为接地相；在实际的故障相判定中K值应小于0.823。中性点经消弧线圈接地系统判别故障相的方法与中性点不接地系统相似,将上述方法中的“下一相”改为“上一相”即可［14］。
　　3) 判定故障线，发出选线信号或跳闸。如果采用暂态法无法判定故障，则启动稳态法进行计算：对采样值进行FFT分解，按基波或5次谐波排队（对于NUS和NRS采用基波，对于NES采用谐波），取幅值大的前三个进行比相，若某个与另外两个方向相反，则判断该线路接地，否则，为母线接地。
　　4) 每块数据采集板能对12条线路同时进行监视。

4结论
　　小电流接地系统发生单相接地时，故障电流暂态分量的频率、幅值、相位等参数与故障特性有清晰的相关性，接地电容电流的暂态分量往往比其稳态值大几倍到几十倍，本装置采用能对突变的、微弱的非平稳故障信号进行jingque处理的小波分析理论的选线算法进行选线很好地解决了传统选线方法利用稳态信息进行选线准确率低的问题，此外由于故障选线装置要同时监视多条线路并采集多路电量信息，数据分析处理任务繁重。数字信号处理芯片(DSP)具有快速运算能力和强大的数据处理能力，可以为故障选线的实现提供强大的硬件支持。为此，利用DSP构成实时多通道同步数据采集系统以保证多路信号测量的同步性、实时性和精度。实现的装置能够满足实际运行的需要。