Zajos PLC-jelek szűrése valódi hibák elrejtése nélkül

A szűrés a zajos PLC-bemenetet stabil technológiai értékké alakíthatja. Ugyanakkor késleltetheti a valódi riasztást, vagy elrejthet egy mechanikai problémát.

A helyes megközelítés a zavarás forrásának meghatározásával kezdődik. A szoftver nem lehet tartós megoldás a rossz vezetékezésre, a nem megfelelő érzékelőkre vagy a hibás telepítésre.

Először határozza meg, hogy az ingadozás a folyamatból, az érzékelőből, a vezetékezésből vagy a bemeneti átalakításból ered-e.

A folyamatváltozás elkülönítése az elektromos zajtól

Trendelje a nyers bemenetet a gyakorlatban elérhető leggyorsabb frissítési sebességgel. Hasonlítsa össze referencia-mérőműszerrel, és figyelje meg a gép állapotát az ingadozás megjelenésekor.

A hajtással, kontaktorral, fűtőberendezéssel vagy mágnesszeleppel szinkronban jelentkező zaj elektromágneses csatolásra utal. A lassú oszcilláció ezzel szemben valódi folyamatdinamikát, az érzékelő rossz elhelyezését vagy a szabályozási kör kölcsönhatását is jelezheti.

Szűrő hozzáadása előtt ellenőrizze az adó mérési tartományát, tápfeszültségét, földelési módját, árnyékolásának bekötését, a vezetők nyomvonalát, a kapcsok állapotát és a bemeneti modul konfigurációját.

Az analóg szűrők a reakcióidő és a stabilitás között teremtenek kompromisszumot

Az analóg modulok integrálást, sávszűrést vagy digitális simítást kínálhatnak. A Rockwell Automation dokumentációja szerint a digitális szűrők kisimítják a bemeneti zajtranzienseket. A sávszűrőkre vonatkozó útmutató a sebesség és az elnyomás közötti kompromisszumot is bemutatja.

A sávszűrő egy meghatározott frekvenciát és annak harmonikusait csillapítja. Hasznos lehet hálózati frekvenciájú zavarás esetén, de a kiválasztott beállítás korlátozhatja az elérhető leggyorsabb mintavételi sebességet.

A modul szűrését a zajspektrum és a szükséges folyamatreakció együttes figyelembevételével kell kiválasztani.

A mozgóátlagok érthetők, de késleltetnek

A mozgóátlag az aktuális értéket egy rögzített mintavételi ablak átlagával helyettesíti. Csökkenti a véletlenszerű ingadozást, és könnyen ellenőrizhető.

A késleltetés a minták számával és a mintavételi időközzel együtt növekszik. A 100 milliszekundumonként gyűjtött 20 mintás ablak két másodpercnyi előzményt jelent.

Ez elfogadható lehet egy tartály hőmérsékletének mérésénél. Nyomásvédelemnél, mozgásvezérlésnél vagy gyors anyagérzékelésnél azonban elfogadhatatlan lehet.

Az exponenciális szűrő az előző szűrt értéket és a legújabb mintát használja. Kevés memóriát igényel, de az együtthatóját a kezelők számára érthető módon kell dokumentálni.

A digitális bemenetekhez állapotminősítés szükséges

Az érintkezőpergés, a rezgés, a visszaverődések, a céltárgy kedvezőtlen geometriája és az indukált feszültség rövid átmeneteket hozhat létre. Sok PLC-család erre a célra konfigurálható digitálisbemenet-szűrőket kínál.

A szoftveres pergésmentesítés megkövetelheti, hogy a bemenet egy minimális ideig bekapcsolt állapotban maradjon, mielőtt egy belső állapot beáll. Külön kikapcsolási késleltetés megakadályozhatja, hogy a rövid kiesések töröljék ezt az állapotot.

A pergésmentesítő logikának úgy kell minősítenie a jelet, hogy közben ne nyomja el a legrövidebb érvényes eseményt.

Ne alkalmazzon vaktában pergésmentesítő időzítőt enkóderimpulzusokra, átfolyási összegzőkre, biztonsági bemenetekre vagy nagysebességű számlálásra. Ezekhez dedikált hardverre és ellenőrzött időzítésre lehet szükség.

A szűrési időt az alkalmazás alapján válassza meg

Határozza meg a legrövidebb érvényes eseményt, a legnagyobb elfogadható érzékelési késleltetést és a normál zaj időtartamát. A szűrőnek el kell nyomnia a zavarást, miközben megőrzi az érvényes eseményt.

Analóg csatorna esetén, ha biztonságosan megoldható, végezzen ugrásválasztesztet. Rögzítse a nyers és a szűrt jelet, majd mérje meg a felfutási időt, a beállási időt és a csúcshibát.

Digitális csatorna esetén vizsgálja meg a rövid zajimpulzusokat, a minimális érvényes impulzust, a tartós be- és kikapcsolt állapotokat, valamint az érzékelőhiba utáni helyreállást.

Az ezekhez az alkalmazásokhoz használható vezérlő- és I/O-platformok a PLC- és PAC-rendszerek között érhetők el. A jelmegjelenítés és a kezelői felületek a HMI- és ipari számítástechnika kategóriában tekinthetők át.

Őrizze meg a nyers adatokat a hibaelhárításhoz

Ha a memória lehetővé teszi, tegye elérhetővé a nyers és a szűrt értéket is. A kezelőknek stabil értékre van szükségük, a karbantartócsapatoknak viszont bizonyíték kell a zavarról.

Adjon hozzá diagnosztikát a túlzott eltéréshez, a befagyott jelekhez, a tartományon kívüli értékekhez és a szűrő telítődéséhez. A stabil szám nem feltétlenül jelent egészséges mérést.

A szűrőállandókat szabályozott konfigurációs értékként tárolja. Rögzítse, ki és miért módosította őket, valamint azt, hogy melyik teszt igazolta az eredményt.

A szerző véleménye: a legjobb szűrő a lehető legkisebb, amely elutasít egy ismert zavarást. Ha az időállandó nem indokolható egy valós eseménnyel, akkor valószínűleg inkább elrejti a bizonytalanságot, mintsem megoldja a problémát.