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    Wie filtert man digitale und analoge Eingänge in einer SPS?

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    leikang

    In diesem Beitrag erfahren wir, wie man digitale und analoge Eingänge in einer SPS filtert.

    Wie im Thema beschrieben, ist Filtern ein Mittel, um unerwünschte Spitzen in den in der SPS empfangenen Signalen zu entfernen. Seine Aufgabe besteht darin, die Schwankungen zu beseitigen und nur die richtigen Signaländerungen zu einem bestimmten Zeitpunkt an die SPS weiterzuleiten.

    In einer SPS kommt zuerst die Filterschaltung und dann die SPS-Eingangsverarbeitungsschaltung, die den endgültigen gefilterten Eingang akzeptiert und für ihre Logik verwendet.

    8-1.jpg

    Digitale SPS-Eingangsfilter

    Betrachten wir zunächst den digitalen Eingang. Die Aufgabe eines Eingangs mit einem Filter besteht darin, einen digitalen Feldeingang zu akzeptieren und ihn über den Filter an eine Verarbeitungsschaltung weiterzuleiten.

    Wenn Sie das folgende Bild sehen, besteht es aus zwei Teilen.

    Zunächst einmal zeigt der grüne Kreis an, dass die Eingangsänderung weitergeleitet wird, und der rote Kreis zeigt an, dass die Eingangsänderung nicht weitergeleitet wird.

    Im ersten (oberen) Teil gibt es zwei Änderungen, bei denen es viele Schwankungen gibt und diese Eingangsänderungen umgangen werden.

    Es gibt zwei Änderungen, bei denen es keine Schwankungen gibt und diese Eingangsänderung an die Verarbeitungsschaltung weitergegeben wird. Die gleiche Theorie gilt für den zweiten (unteren) Teil. Dies ist durch Filtern möglich.

    8-2.jpg

    Das Filtern wird durch einen Faktor oder eine Zeit definiert. Angenommen, Sie stellen eine Zeit von 3 ms ein. Die Rolle des Filters besteht darin, nur die Eingangsänderung zu akzeptieren, die länger als 3 ms bleibt.

    Wenn sich die Eingabe vor 3 ms ändert, wird diese Eingabe nicht berücksichtigt und ignoriert. Dies bedeutet, dass kurze und hochfrequente Störimpulse vernachlässigt werden.

    Diese Logik ist dieselbe wie ein Entprell-Timer, den wir in die SPS-Logik schreiben.

    Im folgenden Bild schaltet sich die Lampe nur ein, wenn der Startknopfeingang 3 Sekunden lang hoch bleibt.

    Dies ist dieselbe Logik, die in einem digitalen Passfilter verwendet wird. Die Eingangsänderung wird nur dann an den Verarbeitungsteil weitergeleitet, wenn dieser Eingang für die eingestellte Zeit einen Zustand (hoch oder niedrig) beibehält.

    8-3.jpg

    Abgesehen von der Zeit haben einige SPS, wie besprochen, die Möglichkeit, anstelle der Zeit einen Faktor einzustellen.

    Der Faktor berechnet die interne Zeit und bestimmt die Filterstufe. Je höher der Faktorwert, desto höher die Filterleistung.

    SPS-Analogeingangsfilter

    Sehen wir uns nun die Filterung bei analogen Eingängen an. Da analoge Eingänge von Natur aus variabel sind, kann die Filterlogik für sie nicht auf dieselbe Weise wie für digitale Eingänge implementiert werden.

    Daher wird bei analogen Eingängen eine Mittelwertlogik verwendet. Der Filter mittelt die in einer bestimmten eingestellten Zeit erreichten Werte und gibt einen durchschnittlichen Endwert für diese Zeit an.

    Siehe das Bild unten für die Studie.

    8-4.jpg

    Die erste – die blaue Farbe hat einen Faktor von 1.

    Die zweite – die grüne Farbe hat einen Faktor von 2.

    Die dritte – die orange Farbe hat einen Faktor von 3.

    Die vierte – die braune Farbe hat einen Faktor von 4.

    Wenn der Wert des Filterfaktors zunimmt, können Sie sehen, dass sich die Form des Signals verbessert, indem das Signal mit einem schärferen Wert gefiltert wird.

    In einer festgelegten Zeit wird der Filter die Werte mitteln, die er vom Eingang erhält; und basierend auf den darin verwendeten Formeln wird er den endgültigen Durchschnittsausgang pro Zeit ausgeben.

    Wenn also der Filterfaktor oder die Gewichtung erhöht wird, erhalten wir einen feineren Wert eines analogen Signals mit weniger Störungen. Normalerweise wird zu diesem Zweck ein First-Pass-Filter verwendet.

    Daraus schließen wir, dass die Filterung sehr nützlich ist, um unerwünschtes Rauschen vom Feldeingang zu reduzieren und geeignete Werte weiterzugeben, was auch den SPS-Eingangsschaltkreis vor Schäden schützt; wenn hohe oder unerwünschte Spitzen auftreten.

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