В этом посте мы поймем, как фильтровать цифровые и аналоговые входы в ПЛК.
Как сказано в теме, фильтрация — это средство удаления нежелательных всплесков сигналов, поступающих в ПЛК. Его роль заключается в устранении флуктуаций и передаче в ПЛК только правильных изменений сигнала в определенный момент времени.
Внутри ПЛК сначала идет схема фильтра, а затем схема обработки ввода ПЛК, которая принимает окончательный отфильтрованный входной сигнал и использует его для своей логики.
Фильтры цифрового входа ПЛК
Давайте сначала рассмотрим цифровой вход. Роль входа с фильтром состоит в том, чтобы принять входной сигнал цифрового поля и передать его в схему обработки через фильтр.
Если вы видите изображение ниже, оно состоит из двух частей.
Прежде всего, зеленый кружок указывает, что изменение ввода будет принято, а красный кружок показывает, что изменение ввода не будет передано.
В первой (выше) части есть два изменения, в которых много колебаний, и эти входные изменения будут обойдены.
Есть два изменения, при которых нет колебаний, и это входное изменение будет передано в схему обработки. То же самое и со второй (ниже) частью теории. Это возможно с помощью фильтрации.
Фильтрация определяется фактором или временем. Предположим, вы установили время 3 мс. Роль фильтра состоит в том, чтобы принимать только те входные изменения, которые остаются выше 3 мс.
Если входные данные изменятся раньше, чем через 3 мс, то эти входные данные не будут учитываться и будут игнорироваться. Это означает, что короткими и высокочастотными импульсами помех можно будет пренебречь.
Эта логика аналогична таймеру устранения дребезга, который мы прописываем в логике ПЛК.
На изображении ниже лампа включится только тогда, когда входной сигнал кнопки запуска остается высоким в течение 3 секунд.
Это та же самая логика, которая используется в цифровом проходном фильтре. Он передаст изменение входа в обрабатывающую часть только тогда, когда этот вход сохраняет состояние (высокий или низкий) в течение установленного времени.
Помимо времени, как уже говорилось, некоторые ПЛК имеют возможность установки коэффициента вместо времени.
Фактор рассчитывает внутреннее время и определяет уровень фильтрации. Чем выше значение коэффициента, тем выше мощность фильтрации.
Фильтры аналогового входа ПЛК
Теперь давайте посмотрим на фильтрацию аналоговых входов. Поскольку аналоговые входы по своей природе являются переменными, логика фильтра для них не может быть реализована так же, как для цифровых входов.
Итак, в аналоговых входах используется логика усреднения. Фильтр усредняет значения, полученные за определенное время, и выдает среднее конечное значение за это время.
Обратитесь к изображению ниже для исследования.
Первый – синий цвет имеет коэффициент 1.
Второй – зеленый цвет имеет коэффициент 2.
Третий – оранжевый цвет имеет коэффициент 3.
Четвертый – коричневый цвет имеет коэффициент 4.
По мере увеличения значения коэффициента фильтра вы можете видеть, что форма сигнала улучшается за счет фильтрации сигнала с более резким значением.
Через заданное время фильтр усреднит значения, полученные от входных данных; и на основе формул, используемых внутри него, он выдаст окончательный средний результат за раз.
Таким образом, по мере увеличения коэффициента фильтра или веса мы получаем более точное значение аналогового сигнала с меньшими помехами. Обычно для этой цели используется фильтр первого прохода.
Таким образом, мы приходим к выводу, что фильтрация очень полезна для уменьшения нежелательного шума на входе поля и передачи правильных значений, что также защитит входную цепь ПЛК от повреждения; если возникают какие-либо высокие или нежелательные пики.
