• 对A5的模拟量输入做平均值算法滤波———A5系列正航PLC的应用
    上海正航电子科技有限公司

    假设您使用的模拟量通道对应的输入应该是AIW6。

    采用算术平均滤波法,取N=20,每0.5秒计算一次。

    程序如下:




    梯形图程序

    -----------------------------------------------------------

    NETWORK 0

    //每0.5秒,将模拟输入的值转换为32位值,以防止多次累加后溢出,放入VD10。之后在VD20中累加输入值

    LD SM0.5

    INCB VB0

    ITD AIW6,VD10

    +D VD10,VD20,VD20



    NETWORK 1

    //当VB0的值大于等于20时,即到了10秒后,将累加值VD20除以20,得到平均值结果放入VD30。将VB0和VD20清零

    LDB>= VB0,20

    /D VD20,20,VD30

    MOVB 0,VB0

    MOVD 0,VD20



    语句表程序

    -----------------------------------------------------------

    附:常用的滤波算法

    1、限幅滤波法(又称程序判断滤波法)

    A、方法:

    根据经验判断,确定两次采样允许的最大偏差值(设为A)

    每次检测到新值时判断:

    如果本次值与上次值之差<=A,则本次值有效

    如果本次值与上次值之差>A,则本次值无效,放弃本次值,用上次值代替本次值

    B、优点:

    能有效克服因偶然因素引起的脉冲干扰

    C、缺点

    无法抑制那种周期性的干扰

    平滑度差



    2、中位值滤波法

    A、方法:

    连续采样N次(N取奇数)

    把N次采样值按大小排列

    取中间值为本次有效值

    B、优点:

    能有效克服因偶然因素引起的波动干扰

    对温度、液位的变化缓慢的被测参数有良好的滤波效果

    C、缺点:

    对流量、速度等快速变化的参数不宜

    3、算术平均滤波法

    A、方法:

    连续取N个采样值进行算术平均运算

    N值较大时:信号平滑度较高,但灵敏度较低

    N值较小时:信号平滑度较低,但灵敏度较高

    N值的选取:一般流量,N=12;压力:N=4

    B、优点:

    适用于对一般具有随机干扰的信号进行滤波

    这样信号的特点是有一个平均值,信号在某一数值范围附近上下波动

    C、缺点:

    对于测量速度较慢或要求数据计算速度较快的实时控制不适用

    比较浪费RAM



    4、递推平均滤波法(又称滑动平均滤波法)

    A、方法:

    把连续取N个采样值看成一个队列

    队列的长度固定为N

    每次采样到一个新数据放入队尾,并扔掉原来队首的一次数据.(先进先出原则)

    把队列中的N个数据进行算术平均运算,就可获得新的滤波结果

    N值的选取:流量,N=12;压力:N=4;液面,N=4~12;温度,N=1~4

    B、优点:

    对周期性干扰有良好的抑制作用,平滑度高

    适用于高频振荡的系统

    C、缺点:

    灵敏度低

    对偶然出现的脉冲性干扰的抑制作用较差

    不易消除由于脉冲干扰所引起的采样值偏差

    不适用于脉冲干扰比较严重的场合

    比较浪费RAM



    5、中位值平均滤波法(又称防脉冲干扰平均滤波法)

    A、方法:

    相当于“中位值滤波法”+“算术平均滤波法”

    连续采样N个数据,去掉一个最大值和一个最小值

    然后计算N-2个数据的算术平均值

    N值的选取:3~14

    B、优点:

    融合了两种滤波法的优点

    对于偶然出现的脉冲性干扰,可消除由于脉冲干扰所引起的采样值偏差

    C、缺点:

    测量速度较慢,和算术平均滤波法一样

    比较浪费RAM



    6、限幅平均滤波法

    A、方法:

    相当于“限幅滤波法”+“递推平均滤波法”

    每次采样到的新数据先进行限幅处理,

    再送入队列进行递推平均滤波处理

    B、优点:

    融合了两种滤波法的优点

    对于偶然出现的脉冲性干扰,可消除由于脉冲干扰所引起的采样值偏差

    C、缺点:

    比较浪费RAM

    7、一阶滞后滤波法

    A、方法:

    取a=0~1

    本次滤波结果=(1-a)*本次采样值+a*上次滤波结果

    B、优点:

    对周期性干扰具有良好的抑制作用

    适用于波动频率较高的场合

    C、缺点:

    相位滞后,灵敏度低

    滞后程度取决于a值大小

    不能消除滤波频率高于采样频率的1/2的干扰信号



    8、加权递推平均滤波法

    A、方法:

    是对递推平均滤波法的改进,即不同时刻的数据加以不同的权

    通常是,越接近现时刻的数据,权取得越大。

    给予新采样值的权系数越大,则灵敏度越高,但信号平滑度越低

    B、优点:

    适用于有较大纯滞后时间常数的对象

    和采样周期较短的系统

    C、缺点:

    对于纯滞后时间常数较小,采样周期较长,变化缓慢的信号

    不能迅速反应系统当前所受干扰的严重程度,滤波效果差

    9、消抖滤波法

    A、方法:

    设置一个滤波计数器

    将每次采样值与当前有效值比较:

    如果采样值=当前有效值,则计数器清零

    如果采样值<>当前有效值,则计数器+1,并判断计数器是否>=上限N(溢出)

    如果计数器溢出,则将本次值替换当前有效值,并清计数器

    B、优点:

    对于变化缓慢的被测参数有较好的滤波效果,

    可避免在临界值附近控制器的反复开/关跳动或显示器上数值抖动

    C、缺点:

    对于快速变化的参数不宜

    如果在计数器溢出的那一次采样到的值恰好是干扰值,则会将干扰值当作有效值导入系统

    10、限幅消抖滤波法

    A、方法:

    相当于“限幅滤波法”+“消抖滤波法”

    先限幅,后消抖

    B、优点:

    继承了“限幅”和“消抖”的优点

    改进了“消抖滤波法”中的某些缺陷,避免将干扰值导入系统

    C、缺点:

    对于快速变化的参数不宜


     
     
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