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    袁漢福  (1953—)
浙江寧波人，副總工程師, （藍(lán)星石化有限公司天津石油化工廠，天津 300380） ，現(xiàn)就職于藍(lán)星石化有限公司天津石油化工廠，從事煉油自動(dòng)化的設(shè)計(jì)、施工等工作。

摘要:介紹了DCS系統(tǒng)與質(zhì)量流量計(jì)的通訊問題和解決方法,重點(diǎn)闡述了數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換原理、方法和質(zhì)量流量計(jì)的調(diào)試方法。

關(guān)鍵字:浮點(diǎn)數(shù)；十進(jìn)制數(shù)；通訊接口；尋址；IEEE標(biāo)準(zhǔn)

Abstracts: This paper introduces the communication and resolution of the DCS and the Mass flow meter. The key points are the principle and the method of data exchange, and the debug method of the Mass flow meter.

Key words:floating point numbers; the decimal system; communication interface; addressing; IEEE standard

1 引言

    2006年藍(lán)星石化公司天津石油化工廠投入運(yùn)行的7萬噸/年余C4綜合利用裝置，應(yīng)用DCS系統(tǒng)作為控制檢測系統(tǒng)，C4進(jìn)裝置和直流汽油進(jìn)裝置流量檢測使用了質(zhì)量流量計(jì)，分別檢測兩種生產(chǎn)原料進(jìn)料流量，進(jìn)行兩種原料的配比。由于生產(chǎn)原料的成分組成有很大變化，使用質(zhì)量流量計(jì)數(shù)字通訊接口，可以檢測介質(zhì)的瞬時(shí)流量、累計(jì)流量、溫度、密度等重要參數(shù)，檢測到生產(chǎn)原料組分的變化，可以及時(shí)調(diào)整生產(chǎn)配比、流量，確保生產(chǎn)產(chǎn)品質(zhì)量。使用DCS的通訊接口與質(zhì)量流量計(jì)的通訊接口實(shí)現(xiàn)數(shù)字通訊，可以實(shí)現(xiàn)上述要求。 數(shù)字通訊需要針對(duì)不同通訊協(xié)議和數(shù)據(jù)格式的數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換，需要針對(duì)不同廠家的質(zhì)量流量計(jì)的地址編碼方式進(jìn)行編程尋址。本文重點(diǎn)介紹了質(zhì)量流量計(jì)的調(diào)試方法，IEEE754標(biāo)準(zhǔn)的應(yīng)用及程序?qū)崿F(xiàn)方法。

2 數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換

    2.1   數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換

    由于DCS采集質(zhì)量流量計(jì)的數(shù)據(jù)為浮點(diǎn)數(shù)，需要進(jìn)行轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制數(shù)。

    浮點(diǎn)數(shù)轉(zhuǎn)換，按照IEEE754標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行，IEEE754標(biāo)準(zhǔn)在表示浮點(diǎn)數(shù)時(shí),每個(gè)浮點(diǎn)數(shù)均由三部分組成:符號(hào)位S,指數(shù)部分E和尾數(shù)部分M。

    例如49E48E68

    0 （1位） 100 1001 1（8 位）  110  0100  1000  1100  1101  0000 .1100 1001  0001  1100   1101 000（23位）

    對(duì)于單精度數(shù)據(jù)，大小為32-bit的浮點(diǎn)數(shù),為1位符號(hào)位(s)、8位指數(shù)(E)，23位尾數(shù)(X,共32位) ;第31bit為符號(hào)位，為0則表示正數(shù)，反之為負(fù)數(shù)，其讀數(shù)值用s表示；第30～23 bit為指數(shù)，其讀數(shù)值用E表示；第22～0 bit共23 bit作為尾數(shù)，視為二進(jìn)制純小數(shù)，假定該小數(shù)的十進(jìn)制值為M；則按照規(guī)定，該浮點(diǎn)數(shù)的值用十進(jìn)制表示為：

    V=(-1)^S*(1+M) *2^(E-127)

    例如對(duì)于49E48E68來說，其第31 bit為0，即S = 0 ；第30～23 bit依次為100 1001 1，讀成十進(jìn)制就是147，即E = 147；第22～0 bit依次為110 0100 1000 110 0110 1000，也就是二進(jìn)制的純小數(shù)0.110 0100 1000 1110  0110 1000，其十進(jìn)制形式為0.78559589385986328125，即
M = 0.78559589385986328125。

    計(jì)算結(jié)果為：

    V =(-1)^S (1 +M) 2^(E - 127)    
　    =1.78559589385986328125*2^(147-127) = 1872333

    2.2   應(yīng)用程序

    以1號(hào)地址瞬時(shí)流量采集為例，給出部分計(jì)算程序段。
質(zhì)量流量計(jì)分2次傳輸2個(gè)16位整形數(shù)據(jù)，需要合并后形成一個(gè)浮點(diǎn)數(shù)。
因?yàn)閿?shù)據(jù)傳輸格式為1032，其合并后形式如下：