PLC模擬輸入濾波十種方法

PLC在生活中的用途非常廣，特別是在自動化方面更為常用，自動化方面的朋友，掌握一點plc編程方面的知識，將為您的學習和工作帶來很大的幫助。

PLC中無非就是三大量：開關量、模擬量、脈沖量。只在搞清楚三者之間的關系，你就能熟練的掌握PLC了。

1、開關量也稱邏輯量，指僅有兩個取值，0或1、ON或OFF。它是最常用的控制，對它進行控制是PLC的優(yōu)勢，也是PLC最基本的應用。關量控制的目的是，根據(jù)開關量的當前輸入組合與歷史的輸入順序，使PLC產(chǎn)生相應的開關量輸出，以使系統(tǒng)能按一定的順序工作。所以，有時也稱其為順序控制。而順序控制又分為手動、半自動或自動。而采用的控制原則有分散、集中與混合控制三種。

2、模擬量是指一些連續(xù)變化的物理量，如電壓、電流、壓力、速度、流量等。

PLC是由繼電控制引入微處理技術后發(fā)展而來的，可方便及可靠地用于開關量控制。 由于模擬量可轉(zhuǎn)換成數(shù)字量，數(shù)字量只是多位的開關量，故經(jīng)轉(zhuǎn)換后的模擬量，PLC也完全可以進行處理控制。由于連續(xù)的生產(chǎn)過程常有模擬量，所以模擬量控制有時也稱過程控制。模擬量多是非電量，而PLC只能處理數(shù)字量、電量。所有要實現(xiàn)它們之間的轉(zhuǎn)換要有傳感器，把模擬量轉(zhuǎn)換成數(shù)電量。如果這一電量不是標準的，還要經(jīng)過變送器，把非標準的電量變成標準的電信號，如4—20mA、1—5V、0—10V等等。同時還要有模擬量輸入單元（A/D），把這些標準的電信號變換成數(shù)字信號；

模擬量輸出單元（D/A），以把PLC處理后的數(shù)字量變換成模擬量——標準的電信號。

所以標準電信號、數(shù)字量之間的轉(zhuǎn)換就要用到各種運算。這就需要搞清楚模擬量單元的分辨率以及標準的電信號。

PLC模擬輸入濾波十種方法

模擬輸入濾波通常有限幅濾波、中位值濾波、算術平均濾波、遞推平均濾波、中位值平均濾波、限幅平均濾波、一階滯后濾波、加權遞推平均濾波、消抖濾波和限幅消抖濾波這十種濾波方法

1，算術平均濾波法

A、方法：連續(xù)取N個采樣值進行算術平均運算N值較大時：信號平滑度較高，但靈敏度較低N值較小時：信號平滑度較低，但靈敏度較高N值的選取：一般流量，N=12；壓力：N=4B、優(yōu)點：適用于對一般具有隨機干擾的信號進行濾波這樣信號的特點是有一個平均值，信號在某一數(shù)值范圍附近上下波動C、缺點：對于測量速度較慢或要求數(shù)據(jù)計算速度較快的實時控制不適用比較浪費RAM

2，中位值濾波法A、方法：連續(xù)采樣N次（N取奇數(shù)）把N次采樣值按大小排列取中間值為本次有效值B、優(yōu)點：能有效克服因偶然因素引起的波動干擾對溫度、液位的變化緩慢的被測參數(shù)有良好的濾波效果C、缺點：對流量、速度等快速變化的參數(shù)不宜

3，限幅濾波法（又稱程序判斷濾波法）A、方法：根據(jù)經(jīng)驗判斷，確定兩次采樣允許的最大偏差值（設為A）每次檢測到新值時判斷：如果本次值與上次值之差《=A，則本次值有效如果本次值與上次值之差》A，則本次值無效，放棄本次值，用上次值代替本次值B、優(yōu)點：能有效克服因偶然因素引起的脈沖干擾C、缺點無法抑制那種周期性的干擾平滑度差

4，中位值平均濾波法（又稱防脈沖干擾平均濾波法）A、方法：相當于“中位值濾波法”+“算術平均濾波法”連續(xù)采樣N個數(shù)據(jù)，去掉一個最大值和一個最小值然后計算N-2個數(shù)據(jù)的算術平均值N值的選?。?~14B、優(yōu)點：融合了兩種濾波法的優(yōu)點對于偶然出現(xiàn)的脈沖性干擾，可消除由于脈沖干擾所引起的采樣值偏差C、缺點：測量速度較慢，和算術平均濾波法一樣比較浪費RAM

5，遞推平均濾波法（又稱滑動平均濾波法）A、方法：把連續(xù)取N個采樣值看成一個隊列隊列的長度固定為N每次采樣到一個新數(shù)據(jù)放入隊尾，并扔掉原來隊首的一次數(shù)據(jù)。（先進先出原則）把隊列中的N個數(shù)據(jù)進行算術平均運算，就可獲得新的濾波結果N值的選?。毫髁?，N=12；壓力：N=4；液面，N=4~12；溫度，N=1~4B、優(yōu)點：對周期性干擾有良好的抑制作用，平滑度高適用于高頻振蕩的系統(tǒng)C、缺點：靈敏度低對偶然出現(xiàn)的脈沖性干擾的抑制作用較差不易消除由于脈沖干擾所引起的采樣值偏差不適用于脈沖干擾比較嚴重的場合比較浪費RAM

6，限幅平均濾波法A、方法：相當于“限幅濾波法”+“遞推平均濾波法”每次采樣到的新數(shù)據(jù)先進行限幅處理，再送入隊列進行遞推平均濾波處理B、優(yōu)點：融合了兩種濾波法的優(yōu)點對于偶然出現(xiàn)的脈沖性干擾，可消除由于脈沖干擾所引起的采樣值偏差C、缺點：比較浪費RAM

7，加權遞推平均濾波法A、方法：是對遞推平均濾波法的改進，即不同時刻的數(shù)據(jù)加以不同的權通常是，越接近現(xiàn)時刻的數(shù)據(jù)，權取得越大。給予新采樣值的權系數(shù)越大，則靈敏度越高，但信號平滑度越低B、優(yōu)點：適用于有較大純滯后時間常數(shù)的對象和采樣周期較短的系統(tǒng)C、缺點：對于純滯后時間常數(shù)較小，采樣周期較長，變化緩慢的信號不能迅速反應系統(tǒng)當前所受干擾的嚴重程度，濾波效果差

8，一階滯后濾波法A、方法：取a=0~1本次濾波結果=（1-a）*本次采樣值+a*上次濾波結果B、優(yōu)點：對周期性干擾具有良好的抑制作用適用于波動頻率較高的場合C、缺點：相位滯后，靈敏度低滯后程度取決于a值大小不能消除濾波頻率高于采樣頻率的1/2的干擾信號

9，消抖濾波法A、方法：設置一個濾波計數(shù)器將每次采樣值與當前有效值比較：如果采樣值＝當前有效值，則計數(shù)器清零如果采樣值《》當前有效值，則計數(shù)器+1，并判斷計數(shù)器是否》=上限N（溢出）如果計數(shù)器溢出，則將本次值替換當前有效值，并清計數(shù)器B、優(yōu)點：對于變化緩慢的被測參數(shù)有較好的濾波效果，可避免在臨界值附近控制器的反復開/關跳動或顯示器上數(shù)值抖動C、缺點：對于快速變化的參數(shù)不宜如果在計數(shù)器溢出的那一次采樣到的值恰好是干擾值，則會將干擾值當作有效值導入系統(tǒng)

10，限幅消抖濾波法A、方法：相當于“限幅濾波法”+“消抖濾波法”先限幅，后消抖B、優(yōu)點：繼承了“限幅”和“消抖”的優(yōu)點改進了“消抖濾波法”中的某些缺陷，避免將干擾值導入系統(tǒng)C、缺點：對于快速變化的參數(shù)不宜。