在工业自动化领域，精细处理与分析数据是确保生产效率和产品质量的关键环节。特别是在连续生产流程中，对温度、压力、流量等关键参数的精准测量和有效管理显得尤为重要。本文将基于西门子S7-1200 PLC及其SCL（Structured Control Language）编程语言，深入解析如何实时计算并记录模拟量在任意时刻的小时平均值。这种计算对于监控生产过程中的环境条件变化极其有用，被广泛应用在化工、制、食品加工等多个领域。
一、项目背景
假设在某生产环境中，需要持续监控某一区域的温度变化。温度传感器每秒向PLC发送一次温度读数，要求PLC能够实时计算出前一小时的温度平均值，并将结果保存以供后续分析使用。
二、硬件与软件准备
硬件方面：采用西门子S7-1200系列PLC。
软件方面：需使用TIA Portal V16或更高版本进行编程。
三、系统设计
1. 数据采集
需配置PLC的输入模块，确保其能够正确读取来自温度传感器的数据。由于温度值通常以模拟信号的形式传输，因此需选用适当的模拟输入模块，并在TIA Portal中设置正确的地址映射。
2. 变量定义
在PLC程序中定义必要的变量，用于存储和处理温度数据：
TempInput（当前从传感器接收到的温度值）。
TempBuffer（一个数组，用于存储最近一小时内每秒钟的温度值）。其大小设置为3600，以对应一小时的时间分辨率。
Index（用于指示当前应写入新数据的位置）。
SumOfTemps（用于累加过去一小时内所有温度值的总和）。
Count（记录已记录的温度值数量，初期可能不足3600个）。
HourlyAverage（存储计算得到的小时平均温度值）。
四、SCL编程实现
接下来，在主程序块OB1中，使用SCL语言编写逻辑，实现温度值的收集、累加及平均值的计算。以下是核心SCL程序逻辑：
每当PLC程序执行一次（通常为每秒），会检查TempBuffer是否已满（即是否已存储了一小时的数据）。如果已满，则从缓冲区的起始位置移除最旧的温度值；否则，将新接收到的温度值加入到SumOfTemps中，并更新TempBuffer和Index。随后计算HourlyAverage，即SumOfTemps除以已记录的温度值数量。
五、测试与验证
确保PLC的输入模块配置正确，能够从温度传感器读取数据。将程序上传至PLC并运行。通过模拟输入或实际传感器输入数据，观察HourlyAverage变量的变化，验证其是否正确计算了任意时刻前一小时的平均温度。
六、结论与扩展应用
通过上述步骤，我们成功构建了一个能够动态计算任意时刻前一小时平均温度的系统。该方法不仅适用于温度监测，还可应用于其他需要实时数据处理的场景。希望本文能为从事工业自动化领域的工程师提供有益的参考。
该系统还可以进一步扩展应用：
多参数监测：可轻松扩展此程序，同时监测多个参数（如温度、压力、流量等），每个参数使用独立的缓冲区和计算逻辑。
数据记录：可将计算得到的平均值存储至数据库或文件中，以便后续进行数据分析及报告生成。
报警与通知：可根据计算结果设置报警阈值，当温度等参数超出正常范围时触警或发送通知。