如何濾波 PLC 中的數字量輸入
2024-5-11新聞
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當在 PLC（可編程邏輯控制器）系統(tǒng)中處理數字量信號時，數字量信號可能受到噪聲、干擾或其他不穩(wěn)定因素的影響，因此需要采取適當的濾波方法來確保系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。
濾波是一種消除 PLC 中接收信號中不需要的尖峰的方法。它的作用是消除波動，只在特定時間將適當的信號變化傳遞給 PLC。在 PLC 內部，首先是濾波電路，然后是 PLC 輸入處理電路，該電路接受最終的濾波輸入并將其應用于其邏輯。
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數字量信號通常代表著“0”和“1”兩種狀態(tài)，例如開關、傳感器輸出等。然而，由于環(huán)境因素和信號采集設備的限制，數字量信號可能會出現抖動、干擾或突發(fā)的變化，這可能導致系統(tǒng)誤判或不穩(wěn)定運行。
3
3.1
硬件濾波
硬件濾波通常通過電子元件（如 RC 電路、濾波器芯片等）來對信號進行濾波處理，以抑制高頻噪聲或去除干擾。
3.2
軟件濾波
軟件濾波則是在 PLC 程序中通過算法對數字量信號進行處理，過濾由時間因子定義。假設您設置的濾波時間為 3 秒。篩選器的作用是僅接受高于 3 秒的輸入變化。如果輸入在 3 秒之前發(fā)生變化，則不會激活該輸入，并且輸入將被忽略。這意味著短頻和高頻干擾脈沖將被忽略。
4
4.1
案例背景
某工廠的自動化生產線上使用傳感器監(jiān)測物料厚度，傳感器輸出的數字量信號會受到振動、電磁干擾和物料不均勻等影響，導致信號不穩(wěn)定。
4.2
解決方案
工程師針對該問題采用了軟件濾波的方法，在 PLC 程序中增加了時間濾波方案。如下圖，只有在數字量輸入信號持續(xù)時間超過 5s 時，信號才有效（下圖綠框部分），否則為無效（下圖紅框部分）。
4.3
PLC 編程
輸入 IX 為未處理輸入，
IEC_Timer_0_Instance為延時通計時器，
輸出 QX 為濾波后輸出，
只有當 IX 輸入保持高電平超過 5 秒時，QX 才會有輸出。只有當輸入在設定的時間內保持高電平狀態(tài)時，它才會將輸入變化傳遞給處理部分。該 PT 時間因子決定過濾等級。時間因子值越高，過濾能力越高，但延遲也更大。
4.4
案例效果
經過濾波處理后，傳感器輸出的信號穩(wěn)定性得到明顯改善，系統(tǒng)對物料厚度判斷的準確性和穩(wěn)定性有了顯著提升，大大降低了誤判率的概率。
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在處理 PLC 中的數字量信號時，濾波是確保系統(tǒng)穩(wěn)定運行的關鍵步驟。工程師可以根據實際情況選擇合適的濾波方法，并結合硬件和軟件手段來提高系統(tǒng)的抗干擾能力，確保數字量信號的穩(wěn)定性和可靠性。
通過本文的介紹和案例分析，相信讀者對在 PLC 中濾波數字量信號有了更深入的理解，并能在實際工程應用中更加靈活地運用濾波技術來解決相關問題。
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