信號濾波在PLC控制系統(tǒng)的應用

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技術，是衡量軋線自控系統(tǒng)的一項重要標志。一般采用負荷法實現(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)能否真實地反映現(xiàn)場的實際情況，是否可靠直接關系到后續(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)場的真實情況，信號進入系統(tǒng)運算后容易造成運算超差，更有可能引起系統(tǒng)控制錯誤導致各種事故。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行平均處理，有時造成的偏差較大，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:

在我們設計調(diào)試的線材生產(chǎn)線中，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，夾送棍傳動采用SiemeNS 直流調(diào)速裝置 6RA70，精軋機采用交流變頻裝置。主軋線設兩個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：



（1）軋線張力控制的實現(xiàn)方法:

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

（2）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，首先進行可控周期、可控數(shù)量的采樣，采樣采取FIFO 算法，保證數(shù)據(jù)的實時性。保證在任何時間段內(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。