PLC模拟输入滤波方法以及优缺点的介绍

输入滤波通常是限幅滤波、中值滤波、算术平均滤波、递归平均滤波、中值平均滤波、极限平均滤波、一阶滞后滤波、加权递归平均滤波、抖动滤波和极限抖动滤波。本文比较介绍了plc模拟输入滤波方法的优缺点。

1.PLC模拟输入滤波法的极限滤波法(也称程序判断滤波法)

A.方法:

根据经验判断，确定两次采样的最大允许偏差值(设为A)；每次检测到新值时判断:如果当前值与上一个值之差≤A，则当前值有效；如果当前值和上一个值之间的差值大于a，则当前值无效，当前值将被放弃并被上一个值替换。

B.优点:

限幅滤波方法能有效克服偶然因素引起的脉冲干扰。

C.不足之处

限幅滤波法不能抑制周期性干扰；平滑度差异

2.PLC模拟输入滤波法中值滤波法

A.方法:

连续采样n次(n为奇数)；根据大小排列n次样本值；取中间值作为当前有效值。

B.优点:

中值滤波方法可以有效克服偶然因素带来的波动干扰；对温度和液位变化缓慢的测量参数有很好的过滤效果。

C.缺点:

中值滤波方法不适用于流速、流速等快速变化的参数。

3.PLC模拟输入滤波法的算术平均滤波法

A.方法:

取n个连续的采样值进行算术平均运算。

当n较大时，信号平滑度较高，但灵敏度较低。

n小时，信号平滑度低，但灵敏度高。

n值选择:一般流程，n = 12压力:N=4

B.优点:

算术平均滤波法一般适用于对具有随机干扰的信号进行滤波，使信号以平均值为特征，信号在一定的数值范围内上下波动。

C.缺点:

算术平均滤波法不适用于测量速度慢或数据计算速度快的实时控制。比较浪费的内存

4.PLC模拟输入滤波法的递归平均滤波法(又称移动平均滤波法)

A.方法:

以n个连续采样值为队列；队列长度固定为n；每次采样新的一条数据，都放在队列的末尾，扔掉原队列头的第一条数据(先进先出原则)；通过对队列中的N个数据进行算术平均，可以获得新的过滤结果。n值选择:流量，n = 12压力:n = 4；液位，n = 4-12；温度，N=1~4

B.优点:

递归平均滤波法对周期性干扰抑制效果好，平滑度高。适用于高频振荡的系统

C.缺点:

递归平均滤波法灵敏度低；对偶尔的脉冲干扰抑制差；不易消除脉冲干扰造成的采样值偏差；不适合脉冲干扰严重的场合；比较浪费的内存

5.PLC模拟输入滤波法中值平均滤波法(又称抗脉冲干扰平均滤波法)

A.方法:

相当于“中值滤波法”+“算术平均滤波法”。连续采样N个数据，去除最大值和最小值，然后计算N-2个数据的算术平均值；n值选择:3-14

B.优点:

中值平均滤波法结合了两种滤波方法的优点；对于偶然的脉冲干扰，可以消除脉冲干扰引起的采样值偏差。

C.缺点:

中值平均滤波法与算术平均滤波法一样，测量速度较慢。比较浪费的内存

6.PLC模拟输入滤波法的极限平均滤波法

A.方法:

极限平均滤波法相当于“极限滤波法”+“递归平均滤波法”。每次，新的采样数据首先被剪切，然后被发送到队列进行递归平均过滤。

B.优点:

极限平均滤波法结合了两种滤波方法的优点；对于偶然的脉冲干扰，可以消除脉冲干扰引起的采样值偏差。

C.缺点:

限制平均过滤方法浪费内存。

7.PLC模拟输入滤波方法之一，一阶滞后滤波法

A.方法:

a = 0-1；该滤波结果=(1-a)×该采样值+a×最后一次滤波结果

B.优点:

一阶滞后滤波方法对周期性干扰有很好的抑制效果；适用于波动频率高的场合。

C.缺点:

一阶滞后滤波法由于相位滞后，灵敏度低；滞后的程度取决于A的值；滤波频率高于采样频率的干扰信号无法消除。

8.PLC模拟输入滤波法的加权递归平均滤波法

A.方法:

递归平均滤波法是对递归平均滤波法的改进，即对不同时刻的数据赋予不同的权重。一般来说，越接近diangon.com目前的数据，体重增加越大。赋予新样本值的权重系数越大，灵敏度越高，但信号平滑度越低。

B.优点:

递归平均滤波法适用于纯滞后时间常数较大的对象。而且采样周期短。

C.缺点:

对于纯滞后时间常数小、采样周期长、变化慢的信号，采用递归平均滤波方法。不能快速反映系统当前干扰的严重程度，滤波效果差。

9.PLC模拟输入滤波法的防抖滤波方法

A.方法:

设置过滤器计数器；将每个采样值与当前有效值进行比较:如果采样值等于当前有效值，则计数器清零；如果采样值当前有效，则计数器为+1，判断计数器是否≥上限n(溢出)；如果计数器溢出，用当前值替换当前有效值并清除计数器。

B.优点:

该防抖滤波方法对变化缓慢的测量参数具有良好的滤波效果；可以避免控制器的反复开/关跳跃或临界值附近显示器上的数字抖动。

C.缺点:

防抖滤波法不适合快速变化的参数；如果计数器溢出时采样值恰好是干扰值，干扰值将作为有效值导入系统。

10.PLC模拟输入滤波法的限幅防抖滤波法

A.方法:

限幅防抖滤波法相当于“限幅滤波法”+“防抖滤波法”。先限制，再消除抖动。

B.优点:

限幅抖动滤波法继承了“限幅”和“抖动”的优点；对“防抖滤波法”中的一些缺陷进行了改进，避免将干扰值引入系统。

C.缺点:

限幅防抖滤波法不适用于快速变化的参数。

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审核编辑：符乾江