信號濾波在PLC控制系統的應用

1 引言:

高速線(xiàn)材軋線(xiàn)張力控制是線(xiàn)材自動(dòng)控制中重要的一項技術(shù)，是衡量軋線(xiàn)自控系統的一項重要標志。一般采用負荷法實(shí)現間接張力控制。張力數據的采集是間接張力控制系統重要環(huán)節，采集到的數據能否真實(shí)地反映現場(chǎng)的實(shí)際情況，是否可靠直接關(guān)系到后續控制的精度與穩定性。在一般的PLC 控制系統中，模擬量由于受到現場(chǎng)環(huán)境等的影響造成采集上來(lái)的信號不能充分反映現場(chǎng)的真實(shí)情況，信號進(jìn)入系統運算后容易造成運算超差，更有可能引起系統控制錯誤導致各種事故。由此可見(jiàn)模擬量控制的成功與否在很大程度上決定可控制系統的好壞。一般濾波控制只是簡(jiǎn)單的把幾個(gè)采樣值進(jìn)行平均處理，有時(shí)造成的偏差較大，而且調試起來(lái)很不靈活，本文針對軋鋼現場(chǎng)的實(shí)際情況，介紹一套用于軋線(xiàn)PLC 控制的模擬量信號采樣、濾波的方法。實(shí)現了自由靈活的信號處理。

2 軋線(xiàn)PLC 控制系統的組成:

在我們設計調試的線(xiàn)材生產(chǎn)線(xiàn)中，一般采用Siemens S7-400 PLC 作為主控制器，粗、中軋機，預精軋機，吐絲機，夾送棍傳動(dòng)采用SiemeNS 直流調速裝置 6RA70，精軋機采用交流變頻裝置。主軋線(xiàn)設兩個(gè)HMI，HMI 與PLC 通過(guò)以太網(wǎng)通訊，PLC 與各傳動(dòng)采用Profibus-DP網(wǎng)通訊，總體功能圖如下：



（1）軋線(xiàn)張力控制的實(shí)現方法:

棒線(xiàn)材軋線(xiàn)張力控制一般采用間接張力控制方法，即利用軋機負荷反饋計算軋機的張力。本文控制方法為利用PLC 與傳動(dòng)裝置之間的Profibus-DP。

（2）PLC 內部的信號濾波算法:

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

1） 采樣、存儲環(huán)節：PLC 系統接受模擬量信號后，首先進(jìn)行可控周期、可控數量的采樣，采樣采取FIFO 算法，保證數據的實(shí)時(shí)性。保證在任何時(shí)間段內采集存儲的的數據都是最新、最近的。

2） 數據處理排序環(huán)節：利用冒泡算法對采集的數據排序。