一、前言

工作小時累計是工程機械設備一個必備的功能。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算的有效工作數(shù)據(jù)。傳統(tǒng)的小時計大都是電磁機械式的，也有用液晶式的。隨著科學技術的不斷發(fā)展，plc（可編程序控制器）在工程機械設備上被廣泛應用。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、擴展性都有了很大的提高。S7-200功能強大、資源豐富，用它來實現(xiàn)工作小時累計是可行的,傳統(tǒng)的小時計可以省掉。

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。在外部計時條件滿足的情況下，CPU開始計時，同時，計時數(shù)據(jù)通過PPI電纜傳到人機界面顯示。

軟件設計

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

時間累計。實時的小時計是前一次的累計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，但計時精度低；存儲周期短，計時精度高，但EEPROM存儲器使用的時間短。這是一個矛盾的統(tǒng)一，設計時要根據(jù)系統(tǒng)的實際情況確定合適的存儲周期，一般設計為3-5分鐘。進行一次永久存儲的操作，掃描時間會增加15-20ms。

小時計編輯功能。考慮到CPU有可能損壞的原因，更換CPU后小時計的數(shù)據(jù)會清零，所以，小時計要有編輯的功能才更完善，當更換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再運行一個大于存儲周期的時間。當然，為了使工作數(shù)據(jù)的嚴謹性，小時計的編輯一定要密碼進入。

存儲地址更換。為了小時計的實時性和準確性，存儲周期不能設計得太長，一般設計為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存儲器安全計時時間100000×3/60=5000小時，一般機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，小時計的尋址方式采用間接尋址。

存儲次數(shù)存儲。為了小時計存儲地址更換的需要，存儲次數(shù)也要與小時計一樣進行永久存儲，并到100000次后更換地址。

地址更換的次數(shù)存儲。為了小時計存儲地址更換的需要，地址更換的次數(shù)也要與小時計一樣進行永久存儲，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

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

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

存儲誤差。機器在關機時，后一次存儲還沒來得及執(zhí)行，產(chǎn)生存儲誤差。這個誤差是一個負差，計時時間比實際的工作時間表小。每次關機的大誤差是一個存儲周期的時間3分鐘。

累計時間使用了實例參考：西門子200SMART PLC電機運行時間累計及維保程序設計

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

統(tǒng)計小時、分、秒的梯形圖程序如下：

總結

經(jīng)過500臺機器三年時間的現(xiàn)場施工運行，小時計工作穩(wěn)定可靠，沒有出現(xiàn)任何故障。大的計時時間已達8000小時。小時計計時范圍寬，可達10萬小時以上，可滿足機器終身的計時要求。時間數(shù)據(jù)存在EEPROM上，更可靠、更安全。小時計數(shù)據(jù)可以密碼進入進行編輯，消除了CPU損壞的后顧之憂。可以節(jié)省一個電磁機械式的小時計，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使誤差減到小。