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信號濾波在PLC控制系統(tǒng)的應(yīng)用
      導(dǎo)讀： 高速線材軋線張力控制是線材自動控制中重要的一項(xiàng)技術(shù)，是衡量軋線自控系統(tǒng)的一項(xiàng)重要標(biāo)志。一般采用負(fù)荷法實(shí)現(xiàn)間接張力控制。

　　1引言:

　　高速線材軋線張力控制是線材自動控制中重要的一項(xiàng)技術(shù)，是衡量軋線自控系統(tǒng)的一項(xiàng)重要標(biāo)志。一般采用負(fù)荷法實(shí)現(xiàn)間接張力控制。張力數(shù)據(jù)的采集是間接張力控制系統(tǒng)重要環(huán)節(jié)，采集到的數(shù)據(jù)能否真實(shí)地反映現(xiàn)場的實(shí)際情況，是否可靠直接關(guān)系到后續(xù)控制的精度與穩(wěn)定性。在一般的PLC控制系統(tǒng)中，模擬量由于受到現(xiàn)場環(huán)境等的影響造成采集上來的信號不能充分反映現(xiàn)場的真實(shí)情況，信號進(jìn)入系統(tǒng)運(yùn)算后容易造成運(yùn)算超差，更有可能引起系統(tǒng)控制錯誤導(dǎo)致各種事故。由此可見模擬量控制的成功與否在很大程度上決定可控制系統(tǒng)的好壞。一般濾波控制只是簡單的把幾個采樣值進(jìn)行平均處理，有時(shí)造成的偏差較大，而且調(diào)試起來很不靈活，本文針對軋鋼現(xiàn)場的實(shí)際情況，介紹一套用于軋線PLC控制的模擬量信號采樣、濾波的方法。實(shí)現(xiàn)了自由靈活的信號處理。

　　2軋線PLC控制系統(tǒng)的組成:

　　在我們設(shè)計(jì)調(diào)試的線材生產(chǎn)線中，一般采用SiemensS7-400PLC作為主控制器，粗、中軋機(jī)，預(yù)精軋機(jī)，吐絲機(jī)，夾送棍傳動采用SiemeNS直流調(diào)速裝置6RA70，精軋機(jī)采用交流變頻裝置。主軋線設(shè)兩個HMI，HMI與PLC通過以太網(wǎng)通訊，PLC與各傳動采用Profibus-DP網(wǎng)通訊，總體功能圖如下：



　?。?）軋線張力控制的實(shí)現(xiàn)方法:

　　棒線材軋線張力控制一般采用間接張力控制方法，即利用軋機(jī)負(fù)荷反饋計(jì)算軋機(jī)的張力。本文控制方法為利用PLC與傳動裝置之間的Profibus-DP。

　?。?）PLC內(nèi)部的信號濾波算法:

　　信號濾波在功能上分為輸入信號的采樣、儲存，數(shù)據(jù)分析處理、濾波，信號輸出等環(huán)節(jié)：

　　1）采樣、存儲環(huán)節(jié)：PLC系統(tǒng)接受模擬量信號后，首先進(jìn)行可控周期、可控?cái)?shù)量的采樣，采樣采取FIFO算法，保證數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)性。保證在任何時(shí)間段內(nèi)采集存儲的的數(shù)據(jù)都是最新、最近的。

　　2）數(shù)據(jù)處理排序環(huán)節(jié)：利用冒泡算法對采集的數(shù)據(jù)排序。

　　3）數(shù)據(jù)處理均值環(huán)節(jié)：去除N個最大值、最小值。對剩余的數(shù)據(jù)進(jìn)行均值處理。控制框圖如下：



　　3濾波系統(tǒng)功能詳細(xì)介紹:

　　考慮到數(shù)據(jù)采樣的連續(xù)性以及在特定的時(shí)間段內(nèi)要保留一定數(shù)量的連續(xù)的采樣數(shù)據(jù)，在系統(tǒng)中定義一個FIFO數(shù)據(jù)鏈表，采樣數(shù)據(jù)按照時(shí)間順序依次進(jìn)入鏈表，當(dāng)鏈表數(shù)據(jù)個數(shù)N（可調(diào)）一定時(shí)，那么著N個采樣值就是一段時(shí)間內(nèi)的連續(xù)采樣值。在采樣過程中從頻率根據(jù)具體情況進(jìn)行調(diào)整。