基于plc的远程抄表系统

装订线毕业设计（论文）报告纸二 一 二 届 毕 业 设 计基于PLC的远程抄表系统设计学 院：电子有控制工程学院 专 业：建筑设施智能技术 姓 名：殷博文 学 号：6 指导教师：余雷 完成时间：二一二年七月摘 要现今中国社会铺张浪费十分常见，特别是对电力资源的使用毫无节制，即使政府已经出台了各种节能减排的政策，我们仍需在节能方面更进一步。节能减排要从多方面入手，不仅仅是能源使用，人员的利用和规划也很重要。基于PLC的远程抄表系统正可以解决此问题，它实现了无人或少量人员值守，高效的数据采集和处理，从而降低了人工成本并挺高了数据采集的准确性和稳定性，为节能减排打下了坚实的基础本文设计了一个基于PLC 的远程自动抄表系统。这个系统是通过PLC采集各表脉冲数据，并计算，再以RS485通讯协议为基础，以RS485串口总线为传输介质，以 PLC 为采集和控制模块，实现了对仪表的数据采集，并将数据传输到上位机，之后便可在上位机完成其余操作。本系统使用工控组态软件STEP7-Micro/WIN为开发工具进行程序编写，使PLC可以采集仪表脉冲，并计算数据。使用组态王6.55进行上位机程序编写，做到仪表数据的实时监控，及历史查询。最后本次研究进行了多次模拟实验，实验过程中能够稳定的从读取并计算各表数据,实验结果准确无误。关键词：远程自动抄表系统；RS485通讯；可编程控制器；数据采集与监视控制软件； AbstractNowadays Chinese society extravagance and waste is very common, especially the use of power resources without control, even if the government has introduced a variety of energy-saving emission reduction policies, We also need to further in terms of energy saving. Energy saving and emission reduction should start from all aspects, not only the energy use, the use of personnel and planning is also very important. Based on PLC remote meter reading system is able to solve the problem. It realizes the no or few people on duty, highly efficient data acquisition and processing, thus reducing the labor cost and very high accuracy and stability of data acquisition, for energy-saving emission reduction laid a solid foundationA remote automatic meter reading system based on PLC is designed in this paper. This system is sampled by PLC with each pulse data, and calculated again based on RS485 communication protocol based, with RS485 serial bus as the transmission medium, with PLC for acquisition and control module, the realization of the of the instrument data acquisition and transfer data to PC, and then in the PC to complete the rest of the operation.This system uses industrial control configuration software STEP7-Micro/WIN as the development tool for programming, so that PLC can collect the instrument pulse, and calculate the data. The use of Kingview 6.55 host computer program, to achieve real-time monitoring of meter data, and query history. Finally, this study carried out a number of simulation experiments, the experimental process can be stable from reading and calculating the table data, the results of the experiment is satisfactory.Key words: remote automatic meter reading system; PLC; Supervisory Control and Data Acquisition; RS485 communication目 录第一章 引言51.1 研究的背景51.2 国内外研究现状51.2.1 电力线载波抄表61.2.2 RS485电气系统总线抄表61.2.3 电话线网络控制抄表系统61.3 本文的研究内容7第二章 远程抄表系统的需求分析72.1 目前抄表的问题72.1.1 新老抄表系统的优劣72.1.2 远程抄表系统的不足72.2 远程抄表系统的需求82.2.1 我国电力行业的市场化82.3 远程抄表的应用与前景8第三章 远程抄表系统的方案设计93.1 可编程控制器简介93.1.1 PLC的特点93.2可编程控制器PLC的选择113.3 远程抄表系统的设计方案13 3.3.1 系统的构建14 3.3.2 数据传输方案14 3.3.3 上位机软件设计15第四章 远程抄表系统的软件实现16第五章 远程抄表系统的实验测试19第六章 结论19致谢19参考文献19第一章 引言自动抄表包含多种技术，综合来讲它一种综合性技术，主要包括计算机网络技术、传感器技术、微电子技术。它将能够生活城市居民使用的电力、煤气和水由系统处理，数据是由他们自己的。处理等功能。在生活中，要解决最基本的问题，如抄表错误，用户是不在家等，这样问题就可以避免，减少房地产行业的压力，也要避免纠纷。在现代生活中，支付系统的改进和升级，不仅可以提高工作效率，而且可以使收费更加准确、高效。1.1 研究的背景随着国家电网改造工程的推进，我国电力行业的快速发展，“一户一表”的政策实施，电力用户数量迅速增加，电网规模日益庞大，民用和工业和电力可抄表数量不断增加，供电部门、企业承受的工作量日益增加。随着科学技术的进步，对供电企业的要求也逐渐增多，现在国家对用户电能管理的阶段性也提出了更高的标准，实现了在技术和管理模式下与时俱进的与时俱进。城市居民基本实现了电一张表，为准确、安全、高效地收集电力，还需要提供服务，以保持。如果还采取了旧的方式，每月的家庭查找表，登记，不仅浪费时间和人力，也对家庭生活带来不便，所取得的成果是获得事半功倍的结果。是在步进统计，功率平衡，负荷率计算等后续产业和贸易的影响下。目前，电力体制已离不开市场经济，划时代的安全电力系统运行模式将要到来，因此，现代技术的升级与企业的经济效益有着密切的联系。人工抄表技术将最终被淘汰。电力使用和人民生活密切相关，用电高峰期和低峰期是立竿见影的，而抄表技术可以在无人情况下正常计费。1.2 国内外研究现状我国目前远程抄表系统的采集方式有以下几种：1.2.1 电力线载波抄表主要是指数字采集终端通过电力线和电表连接的。此方法不需要设置附加的通信线路，直接使用电力线载波通信，只需连接载波表的电源即可。系统的工程建设和维护非常方便，适合于那些电能表的位置比较分散，项目施工比较大，对停止用电的实时性要求不高。电力载波模块抄表优点与缺点并存，依托于电力线使其无需单独布线。但正因如此依托于电力线的方式使其极易收到外界干扰，难以胜任抄收电表的工作；而且依托于电力线的同时其载波信号难以跨台区传输，若传输距离过大最严重的甚至在接收端接收到错误数据；信号衰减就比较大，这会使采集的成功率降低精度，而人们在用电、用电的时候可能会对电路产生更高的影响，从而影响远程抄表系统的正常运行，从而在一定程度上降低远程自动抄表的成功率和可靠性。因此，在很大程度上制约了单电源线载波技术的应用，二次载波模块成本与体积皆是居高不，使得其难以大范围使用。1.2.2 RS485电气系统总线抄表RS485电气系统总线抄表主要是使用采集终端（PLC等）通过RS485串行接口通讯与具有RS485通信口的仪表相连。因RS485专线具有高通讯频率进行通信，通信可靠，技术成熟，使得抄表系统能够高速稳定的通过其传输数据，是最可靠和稳定的抄表方式。该抄表系统成熟、稳定、高效。利用合适的信道编码技术，并合理配置网络通讯线缆，可以使数据的可用率和收益率为100%。可串接多个远程自动抄表系统，不仅降低了整个系统的成本，而且降低了各个家庭用电成本。这种方法适用于高回收率的电力，并经常使用远程关机供电管理部门。这种抄表方式因其使用的是RS485传输故具有抗干扰的能力，但是RS485线路需要独立架设，无疑架设成本会变得要高。系统的工作周期较长，一般每周一次，这样整个系统的优势就发挥不出来了。铺设线是使用双绞线，将其限定在特定传输距离上，一般在传输过程中增加继电器。其中继电器如果工作频率太高，也要让网络受到影响。1.2.3 电话线网络控制抄表系统现如今每个家庭都安装有电话，普及率可谓达到了100%，直接利用现有的电话网络，作为一个中远程抄表的传输，是比较经济可行的。这种通信，两端的通信模块，只需分别安装的主机和调制解调器就可以实现，线路传输技术成熟而可靠。通讯可使用多种方式进行，如较老的拨号方式，或通信频率较高的交换机通讯，也可以使用光纤线路，但成本却比较高。电话线网络控制抄表系统，虽然可以依托与现有线路进行数据传输，但由于使用电话线路也会产生相应成本。而且由于传输线是不是自己的，有时它是要维修或需要改造，这会非常难以展开工作。1.3 本文的研究内容本系统主要是实现远超抄表系统的数据读取，数据处理及收费计算。数据读取部分及数据处理部分主要使用可编程控制器（PLC）来实现。编写PLC程序，通过读取仪表脉冲来采集仪表数据。将采集到的数据在PLC中进行计算，然后通过pc-ppi通讯协议与计算机通讯，并使用RS485-USB与计算机连接。上位机程序使用组态王软件实现数据监测与存储，同时进行收费计算。其主要功能是对所收集的数据进行处理，中还添加了查询系统便于查询不同时段的数据变化，并提供了打印选项。第二章 远程抄表系统的需求分析2.1 目前抄表的问题2.1.1 新老抄表系统的优劣目前老式人工抄表任然存在，其存在诸多不足之处。比如人工使用成本过高，现如今一户一表，采用人工采集的方式不仅会带来大量人工成本，而且在大工作量的同时不可避免的会产生抄表失误，给国家与个人带来不必要的损失。再有就是人工抄表费时费力难以在短时间内统计电力使用数据导致整体误差较高。远程自动抄表的主要优点：1、减低人工成本，提高准确性。能为后续的数据统计与计算带来诸多便利。2、智能化电能管理系统，方便与改变不同时段的计费。3、依托于上位机，可实现互联网的对接，使得数据的准确性、可靠性、效率得到大幅提升。综上所述，远程抄表系统采用无人值守或少量人员值守，大幅降低了人工成本，与此同时人工抄表所带来的误差也不将存在。而且通过远程抄表系统也可统计区域低压实时线损，减少成本。同时通过上位机数据采集与分析能过更好的做到电力管理，杜绝了国家资源的无故浪费。2.1.2 远程抄表系统的不足目前国内的远程抄表的发展并不是很成熟，这是受到很多方面的影响。比如手现场信号的干扰，数据的可靠性与稳定性有所欠缺；使用电话网络进行数据传输有较高的租用费用，并且后期维护较困难；而光纤传输成本较高，技术难度加大；而RS485在远程数据采集上需额外铺设专用线路，成本加大，难以推广。要改变现状，要做的还有很多，比如很多产品未经测试，没有统一标准，无法发挥远程抄表系统的便利之处，使得用户难以体会到远程抄表系统应有的便捷与高效。2.2 远程抄表系统的需求电力是现今社会中生产生活中必不可少的能源，随着市民们的生活条件越来越好，其对电力的需求也不断提升，电力系统又将有更高的要求。未来电力行业的发展将有发电逐渐转变为对电力系统的信息化管理。在我国整个电力系统的发展中，我国管理部门必须在管理和技术层面得到更深层次的提升。随着我国电力系统规模的一步步提升，整个电力行业也将得到快速的发展。对老百姓来说。他们的用电需求也越来越高，高品质，高稳定性的电能已是必要的条件，过去的传统技术也难以面对当今飞速发展的社会。故而我们需要更加先进的电力技术，比如说本文所研究的远程抄表系统。2.2.1 我国电力行业的市场化电力行业一直是一个重要的行业，与百姓生活、工业生产密不可分。这些特性也注定了它必须向着信息化方向发展开发。抄表员需要一家一家上门读取并计算后收取费用。这项工作地域跨度大，采集量庞大，使其劳动强度相当的大，上门工作时也会给住户带来不便。其中，由于抄表员的采集错误可能会给国家和百姓不来不必要的损伤。如今，新建了越来越多的智能小区，对用户的居住环境要求也越来越高，方便快捷和舒适成为关注的焦点。随着各种高新技术、信息技术和自动化技术的创新，以前的老式抄表也逐渐向自动化方向发展。工作流程和业务流程不规范，应用程序水平参差不齐，缺乏对企业战略高度的系统设计，使得很多系统在数据冗余的功能中，设置了重叠和多余接口等问题，之后进一步处理信息带来诸多不便，对客户的需求和其他方面的快速应对是极为不利的。2.3 远程抄表的应用与前景在我国的电力系统中，越来越多的人工抄表正在被各式各类的新型自动抄表系统所逐步替代。随着这些系统的逐步发展，终有一天远程抄表系统将完全取代人工抄表，着将标志着自动化管理的现代化进程正在逐步实现，为人民生活带来更多的方便。对企业来说，远程抄表系统能够更为方便的让企业随时随地的了解企业用电情况，合理安排高负载工作，有效分配用电负荷，节约成本与电力资源，响应国家节能减排同时也让自身的发展更进一步。第3章 远程抄表系统的方案设计本文所研究远程抄表系统是一种读取仪表电子脉冲、使用PLC读取与计算，将城市民使用水电气的信息加以监测的系统。本文中的三仪表输出信号均为脉冲信号，各仪表参数之后将在附录里详细介绍，数据采集器采用西门子PLCS7-200模块，上位机软件采用力组态王6.55组态软件，通过抄表程序，可以通过采集脉冲信号对用水量、用电量及用气量进行自动采集。3.1 可编程控制器简介可编程控制器是以继电器技术和计算机技术为技术基础制造。可编程控制器从1969年最初的一位机到现在64位微型化PC，短短不到50年便有了惊人的发展。国际电工委员会（IEC）颁布的PLC标准中对PLC做了如下定义：“PLC是为了在工业控制环境下应用而设计的运算装置。它采用可以编制读写的存储器，并在其内用内置的运算指令来编写程序。”3.1.1 PLC的特点1、可靠性高，抗干扰能力强高可靠性是最不可或缺的指标。可编程控制器由于采用了集成电路技术，并辅以先进的生产制造技术，在内部电路中附加抗干扰工艺，使其获得了很高的可靠性。例如，三菱生产的可编程控制器无故障时间可达到30万小时。一些使用冗余处理器的可编程控制器，平均无故障工作时间远超这个时间。在可编程控制器的电路中，采用可编程控制器控制系统用，较之使用继电接触器系统，接线与开关数量大幅降低，以此带来的是更低的故障率与更高的稳定性。此外，可编程控制器还具有硬件故障自检测功能，故障的同时可及时发出提示。在应用软件中，还可以将应用程序设计为外围设备的故障自诊断过程，使系统中除了可编程控制器的电路可以得到保护外，也可对其控制的设备进行保护。这样，整个系统具有很高的可靠性就不足为虑了。 2、配套齐全，功能完善，适用性强可编程控制器发展至今，也衍生出了各式各样的系列产品，可用于控制各种不同工业场合。大多数现代可编程逻辑控制器不仅仅具有逻辑处理单元而且还具有很好的数据计算能力。近年来，可编程控制器的功能性模块如雨后春笋般大量涌现，使可编程控制器已深入到了更多工业控制中。随着可编程控制器的数据传输能力的不断提高和人机交互界面技术的发展，PLC变得更加容易使用，深受工程技术人员欢 3、简单易用可编程控制器作为工业控制设备。语言易懂，接口简单，编程语言易于上手，无论学生还是工程技术人员都能很快的掌握和使用。梯形图的图形符号表示和非常接近于电气电路图。只需了解少量的开关逻辑控制指令就可以制作出特定功能的继电器电路，即使是不熟悉电子电路，不懂计算机和汇编语言的人也能很好的掌握。4、系统的设计、建造简单，易维护改造可编程逻辑控制器采用存储逻辑代替布线逻辑，大大减少了控制设备的外部连接，使控制系统的设计和施工用时与成本大幅降低，之后维护也变得更加便捷。更重要的是，仅仅改变程序就可以改变功能，使得PLC更适合小批量的工作环境，成本又得以降低。5、体积小，重量轻，能耗低以本次研究使用的S7-200为例，个方位尺寸均在90mm左右，重量不足100g，功耗几乎可忽略不计。便于装入各式各样的机械内部，适用于各种不同的场合。3.1.2 PLC的应用领域 目前，可编程控制器在国内已广泛应用于等各个行业，其应用情况可分为如下几种情况： 1、模拟量控制温度、压力、流量、液位、速度等模拟量都是工业生产中不可或缺的监控参数。而可编程控制器为了适应大量使用模拟量的工业环境，厂商都配套生产了各式各样的数模、模数传唤模块，使得 可编程控制器在模拟量丛生的工业环境中也能如鱼得水班的处理数据。2、开关量的控制开关量的控制可编程控制器应用中使用最多的一种，也是最为基本的一种，实现逻辑控制，顺序控制，而不是用继电器电路。而可编程控制器不仅仅可用于控制单台设备，也可用于更多的控制设备和自动装配生产线。如注塑机、打印机、自动车床、磨床、包装生产线、食品生产线等。 3、运动控制可编程控制器可用于对物体的规则运动控制，多用于直线运动和圆周运动。从控制机制的配置来说，早期是直接使用切换输入/输出模块连接位置传感器和执行器。而现今已出现专用的运动控制附加模块。例如电机的位置控制模块。如今世界上基本上各个可编程控制器制造商几乎为所有的可编程控制器系列设计了运动控制模块，使其能够跟简单的应用于各式各样的控制现场。 4、过程控制过程控制技术经常出现在冶金、化工、热处理、锅炉控制等工业场合。过程控制是指对温度、液位、速度等参数的闭环控制。作为一种工业控制器，可编程控制器可以编写各种各样程序，来实现闭环控制。PDI调节是一种最为常用的闭环控制方法。其在很多的系统中得到使用。目前市面上各式各样的可编程控制器都具有PDI调节模块，及时没有，厂商也制作了附加模块来实现其调节功能。该调解方法一般运行特定的控制程序。 5、 数据处理现代可编程控制器具有数学运算、数据保存、数据传输、浮点转换与计算、查找表等功能。它可以完成数据的收集、计算和传输。收集数据可以与在存储器中设置的参数进行比较，来可以完成对特定设备控制，也可通过通讯口将处理或未处理的数据传输到其他设备。数据处理多用于大型控制场合，如无人控制的自动流水线系统；也可用于造纸，冶金，热处理，等一些大型过程控制系统。 6、通信及联网可编程控制器的通信包括内部通讯和与其他设备之间的通讯。工厂自动化网络伴随着计算机控制技术的不断发展得到了飞速的发展，各个可编程控制器的通信功能都受到了厂商的极大的重视，都制造了从属于自家可编程控制器的网络通讯系统。现今基本上所有可编程控制器都具备通信接口，可以便捷的建立通信。3.2可编程控制器PLC的选择出于对整个系统的整体考虑，本文采用西门子S7-200系列（图3-1、3-2）不同可编程控制器的结构各不相同，但原理架构其实一般无二，都是以微型处理器（CPU）为结构的核心，辅以内部存储器（RAM、ROM）、输入输出接口（I/O）、电源接口和编程器几个部分。 图3-1 图3-2西门S7-200发行了具有不同参数的CPU以便选择。几种常见处理器型号如图3-3，3-4，根据系统整体来看，本文选择cpu226。图3-3 西门子PLC S7-200扩展模块 图3-4 S7-200技术指标 3.3 远程抄表系统的设计方案3.3.1 系统的构建电表、水表、气表：数据前端采集设备，本文采用具有脉冲输出的表计。PLC：用于采集、计算和传输各表数据，通过读取脉冲信号采集表计数据，通过RS485串口通讯方式将数据传输给上位机。PLC可以同时连续采集多个信号源的数据。基于以上各硬件情况，构建系用框架模拟图图如图3-5所示。为了实验考虑假定一台PLC采集一户数据,并用风机来模拟用水与用气量。将I0.0用作智能电表脉冲输入、I0.1用作智能燃气表脉冲输入、I0.2用作智能水表脉冲输入。PLC使用普通导线即可采集各仪表脉冲，并通过RS485串行总线间数据传输到上位机进行数据监控。 图3-5除本文所选用的通信方法外，PLC还有多种其他方法，针对不同信号可选用不同模块进行采集：交流或直流、开关量模拟量、电压电流等。使用不同模块还可使用诸如以太网、MPI通讯方式与上位机通讯。3.3.2 数据传输方案数据传输部分主要使用cpu上的通信口，在S7-200系统中，无论是组成PPI、MPI还是RPOFIBUS-DP网络，或是Modbus RTU网络，用到的主要部件都是一样的。PROFIBUS电缆：电缆型号有多种， 而本文中使用的为PC-PPI协议以RS485电器网络为硬件基础的，PPI-RS485-PC-USB线缆RS-485串行通信接口传输方式为平衡信号传输，这种方式传输信号可以有效地避免在传输过程中受到的信号的干扰。RS-485串口通信端口具有很高的通讯频率，及较长的通讯距离，并且由于其基于串口总线技术使其可以并联多个设备。3.3.3 上位机软件设计本设计的控制软件采用工业组态软件进行监控。组态软件，英文Supervisory Control and Data Acquisition(数据采集与监视控制)。数据采集与监视控制软件的应用领域很广，例如工业生产、给排水系统、石油化工、电力系统等多领域的数据处理与监视。其在电力系统以及电气化铁道上又因其远程控制的功能被称远动系统。(RTU System,Remote Terminal Unit)。组态软件是指在上位机上读取特定设备数据并进行控制的一类软件，它们是自动控制系统的监控平台与控制平台。，使用多变的组态方式，能为使用者建立特定功德的工业监控与控制系统平台。最初组态软件应用于集散控制系统（DCS）在可编程逻辑控制器上得到飞速发展；组态是将各个模块的功能整合在一起方便使用的一块软件，它有以下的特点：（1） 可扩展性和延续性当现场情况发生变化时，工作人员可根据其变化或需求对已有得程序修改，而不用重新编写新的程序。 （2）简单的操作用户在使用组态软件的同时并不需要了解底层代码，而只需简单的掌握基本的语句就可以初步的使用该软件编写控制界面。（3）良好的通用性组态软件不受制于特定工作场合与行业，只要使用了其提供了驱动的硬件，便可以很好地使用大部分功能。本次设计的远程抄表系统采用S7-200配套的软件STEP7进行程序编写，通过梯形图来实现PLC的读取与计算功能。通过RS485串口总线与上位机连接。而数据采集与监视控制软件使用的中国本土最早的工控软件-由北京亚控科技发展有限公司生产的“组态王”如下图3-5。使用组态王读取由PLC采集与计算后的数据，予以显示在上位机中，并加以控制和计算，来实现远程抄表功能。 图3-5 第四章 远程抄表系统的软件实现4.1 软件开发工具概述本文采用的可编程控制器是西门子公司生产的S7-200系列，其提供了配套的开发软件STEP 7-Micro/WIN sp9，该软件是基于微软Windows操作系统的应用软件，它支持最新的64位Windows7操作系统。该软件支持语句表、梯形图、功能块三种方式的编程语言。而本次设计采用了简单直观的梯形图来进行编写。4.2.1 开发工具的功能STEP 7-Micro/WIN sp9提供了多个工具帮用户测试和编辑程序，其中包括：强行改变变量，监视可编程控制器的运行状态，查看个寄存器数据等。4.2.2 梯形图简介本软见可供使用的编程语言有三种，分别是梯形图、功能块图、语句表。其中梯形图是本次设计所使用的编程语言，同时也是使用最多的编程语言，被称为可编程控制器的第一编程语言。之所以这么说是因其与电气控制系统的电气图十分相似，能过简单的被设计者理解，和掌握。STEP 7-Micro/WIN sp9操作界面如下图4-1所示 图4-1在编写梯形图程序之前让我们先来了解其中几个重要的概念1、软继电器在PLC等效电路中的继电器并不能使用实际的物理继电器，而是使用存储器单元的状态态来模拟继电器的接通和断开。当其显示为“1”时，相当于接通，反之即为断开。因我们将这些模拟的继电器成为软继电器。故其触点数量是无限的，我们也将其称为编程元件。 2、能流能流可以看成是一种虚拟的电流，一般当触点接通时我们便假象一个“电流”流过，这是为了方便理解梯形图所引入的新概念。3、母线我们将编程框中两侧竖直的公共垂线成为母线，这也是为了便于我们理解梯形图的逻辑关系。在分析梯形图时，可以假设两侧母线间流过一个“能流”，即两侧母线间存在电压差。一般情况下右侧母线可以不必画出。4、梯形图的逻辑解算梯形图的逻辑结算时按照特定顺序的，即从左至右，从上往下。需要注意的是解算时使用的数据并不是结算瞬间从输入点输入的值，而是根据当时输入寄存器中的值进行解算的。4.3 程序详细设计可编程控制器梯形图中的编程元件仍在使用继电器这一名称，但我们要知道它们并不是实际存在的硬件寄存器，只是软继电器，它们对应的只是PLC中一个存储单元。以继电器M0为例，当其对应的寄存器的存储单元显示为0时，则梯形图中对应的M0线圈即为断开，对应的常开触点闭合。反之，若其为1状态时，所对应的线圈即为导通，常闭触点断开.不论是计数器，寄存器，内部继电器，它们的状态只能作为中间量在PLC的运行过程中使用，而不能直接控制外部设备。而输出的值因其会保留在输出寄存器中，仍能被PLC所调用。在程序设计中，为了便于设计者理清李庆各部分思路和功能，该软件将每个梯形图模块划为一个“网络”，一个“网络”实现一个功能，多个“网络”便能够组成我们所需要的整个程序。接下来我们开始逐一设计各个“网络”。4.3.1 电表数据采集及计算程序设计1、电表脉冲采集图 4-2 如图4-2所示，首先进行电表的脉冲采集，本设计中使用输入口I0.0用做电表脉冲采集口。使用增计数器（CTU） 计数器统计数据。在网络1中，将C1初始设为0，I0.0每接受到一个脉冲便为C1加一，同时由于该电表没6400个脉冲即为一度电，故当接收到6400脉冲式C1变重置位0，我们用C1来表示尚未到达一度电时的计数，即为电表小数。在网络2中，将C2初始设为0，C1的改变会导致C2加一，实际上C2所存储的数据即为消耗电量的整数值。2、数据的转换图 4-3如图4-3所示，使用SM0.0，因为此网络一直处于运行状态故使用SM0.0使其持续得电。为了便于之后的存储与计算，我们要把之前采集到的整数转化为实数进行存储，这里我们使用到了I_DI，整数(INT)转为双整数(DINT) DI_R，双整数(DINT)转为浮点数(实数REAL)两个转换器，通过两次转换，我们分别将小数部分和整数部分转化成实数存储在了VD6和VD14中。3、 计算出实际用电量如图4-4所示，使用SM0.0，因为此网络一直处于运行状态故使用SM0.0使其持续得电。这里我们用到了三条指令分别是MUL_R浮点数(REAL)乘法，ADD_R浮点数(REAL)加法，DIV_R浮点数(REAL)除法。我们先将VD14中的整数电量再次转化为脉冲数存入VD18，之后将VD6与VD18相加得到总脉冲数存入VD22，最后将其除以64即得到最终电量（实数）存入VD26中，此时单位是10KWH。图 4-44、复位按钮图 4-5如图4-5所示，为了便于在实验中测试功能，制作了复位功能，当M0.0导通时触发，此时将C1，C2复位到0，从而使得整个计数复位。至此整个电表的采集与计算程序已经完成。而水表与气表的程序大同小异，只是由于其仪表不同的脉冲数表示不同的使用量存在一定差异，接下来变主要展示其余两表程序，及其差别。4.3.2 燃气表数据采集及计算程序设计1、 燃气表脉冲采集如图4-6与4-7所示，首先进行燃气表的脉冲采集，本设计中使用输入口I0.1用做燃气表脉冲采集口。使用增计数器（CTU） 计数器统计数据。在网络6中，将C3初始设为0，I0.1每接受到一个脉冲便为C3加一，将其从设为接收到1000脉冲式C3变重置位0，我们用C3来表示100L的脉冲计数。在网络7中，将C4初始设为0，C3的改变会导致C2加一，实际上C2所存储的数据即为燃气值单位为100立方米。图4-6图4-72、 燃气脉冲转换与计算如图4-8所示，使用SM0.0，因为此网络一直处于运行状态故使用SM0.0使其持续得电。为了便于之后的存储与计算，我们要把之前采集到的整数转化为实数进行