Процесс айнымалысының тегіс тренді басқару контурының жағдайы жақсы екенін көрсеткенімен, контроллерге қажет ақпараттың берілуін байқатпай кешіктіруі мүмкін. Жылжымалы орташа мән бойынша сүзгілеу қарапайым, түсінікті және шудың кейбір түрлеріне қарсы тиімді, бірақ терезеге әрбір қосымша үлгіні қосу контурдың динамикалық сипаттамасын өзгертеді.

Инженерлік шешім сүзгіленген қисықтың жақсырақ көрінуіне байланысты қабылданбайды. Негізгі мәселе — сүзгі өлшеу шуын нақты процестегі өзгерісті, аспаптың істен шығуын, авариялық жағдайларды немесе ауытқудың алғашқы белгілерін жасырмай жоя ала ма дегенде.

DCS өлшемді бірнеше қабатта сүзгілей алады, сондықтан сигналдың толық өту жолы құжатталуы тиіс.

Есептеу қарапайым, ал уақыттық сипаттамасы олай емес

Біркелкі жылжымалы орташа мән соңғы N үлгіні сақтап, оларды қосып, N санына бөледі. Әрбір жаңа үлгі терезеге кіргенде, ең ескі үлгі терезеден шығады. Егер үлгі алу аралығы Ts болса, сүзгінің сипаттамасы N санына да, Ts мәніне де тәуелді; басқа контроллерден тек N санын көшіру нақты уақыттағы бірдей жауапты қамтамасыз етпейді.

Баяу өзгеретін сигналдар үшін себептік біркелкі жылжымалы орташа мән өлшем шамамен терезенің жартысына тең уақытқа кешіккендей әсер етеді. Нақты сатылы өзгеріс бірден толық шамада көрінбейді: әрбір жаңа үлгі ескі мәннің орнын басқан сайын шығыс сигнал өзгерістің бір-N-ші бөлігінен алға жылжып, соңғы мәнге терезе қадамнан кейінгі үлгілермен толғанда ғана жетеді.

Бұл болжамды рампа кездейсоқ шуды басу үшін пайдалы, бірақ қысым, шығын, жылдамдық немесе қорғауға қатысты жылдам өлшемдерде қауіпті болуы мүмкін. Егер бастапқы мән де сақталмаса, PID, дабыл, архив және оператор процестің кешіктірілген көрінісімен жұмыс істейді.

Терезе ұзындығы уақытпен көрсетілуі тиіс

Секундына бір рет алынған он үлгі мен әр 100 миллисекунд сайын алынған он үлгі мүлде басқа сүзгіні сипаттайды. Үлгі алу триггерін, тапсырма периодын, терезе ұзындығын, тиімді уақыт аралығын, инициализация тәртібін және сүзгіленген мәнді пайдаланатын нысанды құжаттаңыз.

Бағдарлама сканерлеу периоды үлгі алу аралығына тең деп ойламаңыз. Функционалдық блок әрбір сканерлеуде орындалуы мүмкін, бірақ SampleEnable мәні true болғанда ғана жаңа үлгіні қабылдауы ықтимал. DCS басқару модулінің де енгізу-шығару жаңарту периодынан және таратқыштың жаңарту периодынан өзгеше өз орындалу периоды болуы мүмкін.

Rockwell Automation компаниясының MAVE нұсқаулығы бұл айырмашылықты нақты көрсетеді: NumberOfSamples ауқымды белгілейді, SampleEnable үлгінің жадқа қашан енгізілетінін басқарады, ал блок қате енгізу мен жарамсыз массив өлшеміне қатысты күй ақпаратын береді.

Периодтық шуды басуға болады, бірақ оны қате түсіндіру де мүмкін

Жылжымалы орташа мәннің жиілік сипаттамасында бірдей аралықпен орналасқан нөлдер бар. Терезе тұрақты периодтық кедергінің бүтін циклдер санын қамтығанда, оң және теріс бөліктері бірін-бірі қатты басуы мүмкін. Сондықтан әдейі таңдалған терезе қайталанатын электрлік немесе механикалық пульсацияны азайта алады.

Алайда бұл әмбебап басу емес. Кедергі жиілігі өзгерсе, үлгі алу аралығы тұрақсызданса немесе сигнал сүзгіге жетпей тұрып бүркемеленсе, өзара жойылу әлсірейді. Тегістелген тренд бастапқы көзінде түзетілуі тиіс жерге тұйықталу, экрандау, импульстік желі, датчик немесе монтаж мәселелерін де жасыруы мүмкін.

Терезені үлкейтпес бұрын бастапқы сигналды тәуелсіз эталонмен салыстырып, шу спектрін немесе кемінде оның уақыттық периодын зерттеңіз. Кедергінің шу екеніне, ал процестің нақты циклдік өзгерісі емес екеніне көз жеткізіңіз.

Жылжымалы орташа мән принципі PLC және DCS платформаларының барлығында қолданылады, бірақ орындалу мен ақауларды өңдеу тәсілі платформаға байланысты.

Жылжымалы орташа мән мен бірінші ретті сүзгі әртүрлі мәселелерді шешеді

Біркелкі жылжымалы орташа мән — шектеулі терезе бойынша орындалатын есептеу. Жадта сақталған әрбір үлгінің салмағы терезеден шыққанға дейін бірдей болады. Бірінші ретті төмен жиілікті сүзгі рекурсивті болып табылады: жаңа шығыс уақыт тұрақтысына сәйкес соңғы кіріс пен алдыңғы шығысты біріктіреді.

Жылжымалы орташа мән шектеулі әрі көрінетін тарихты, белгілі бір жиіліктерде күшті басуды және терезе толғаннан кейін соңғы мәнге жететін сатылы жауапты қамтамасыз етеді. Бірінші ретті сүзгі аз жад пайдаланады және жылжымалы орташа мәнге тән периодтық ойықтарсыз экспоненциалды жауап береді.

Салмақталған жылжымалы орташа мән осы екі таңдаудың ортасында орналасады. Жаңа үлгілерге көбірек салмақ беру байқалатын кешігуді азайтуы мүмкін, бірақ жиілік сипаттамасын өзгертеді және техникалық қызмет көрсету персоналына түсініктілігін төмендетеді. Салмақтар нормалануы, құжатталуы және тексерілуі тиіс.

Таңдау кедергі мен басқару мақсатына негізделуі керек. Шектеулі терезе маңызды болғанда немесе тұрақты периодтық құрамды әлсірету қажет болғанда жылжымалы орташа мәнді пайдаланыңыз. Экспоненциалды жауап пен құжатталған уақыт тұрақтысы контурға сай келсе, бірінші ретті сүзгіні таңдаңыз. Кедергі жиілігі белгілі әрі тұрақты болған жағдайда ғана ойық сүзгіні немесе басқа арнайы сүзгіні қолданыңыз.

Жасырын сүзгілерді қатар қолданбаңыз

Бір өлшем таратқышта бәсеңдетіліп, енгізу модулінде орташалануы, PLC немесе DCS логикасында қайта сүзгіленуі, HMI жүйесінде тегістелуі және архив жүйесінде сығылуы мүмкін. Әр қабат жеке алғанда зиянсыз көрінгенімен, толық тізбек едәуір кешігу тудырады.

Бастапқы электрлік кірісті, модульдің масштабтауы мен сүзгісін, контроллер сүзгісін, дабыл көзін, PID процес айнымалысын, HMI дисплей мәнін және архив тегін көрсететін сигнал жолының жазбасын жасаңыз. Қай тұтынушыға бастапқы, тексерілген немесе сүзгіленген дерек қажет екенін анықтаңыз. Операторлар сүзгіленген дисплейді пайдаланғанның өзінде, техникалық диагностика үшін бастапқы өлшемге қолжетімділік әдетте сақталуы тиіс.

Honeywell Experion PKS C300 жабдығына және ABB PLC сериясына арналған ішкі сілтемелер платформа контекстін береді, бірақ сүзгінің қолжетімділігі мен сипаттамасы орнатылған контроллерге, бағдарламалық жасақтамаға және орындалу ортасына сәйкес тексерілуі тиіс.

Сапасы нашар деректерге жауап алдын ала анықталуы керек

Жылжымалы орташа мән үзілген тізбекті, диапазоннан асқан мәнді, ескірген байланыс нәтижесін немесе жарамсыз жылжымалы нүкте мәнін шынайы көрінетін процесс айнымалысына айналдырмауы тиіс. Сапа көрсеткішін сандық мәннен бөлек сақтаңыз немесе беріңіз және сапа нашарлаған кезде блоктың не істейтінін анықтаңыз.

Мүмкін стратегияларға сүзгіленген соңғы дұрыс мәнді ұстап тұру, шығыс сапасын бірден жарамсыз деп белгілеу, терезені тазалау немесе қалпына келгеннен кейінгі алғашқы дұрыс үлгімен қайта инициализациялау жатады. Дұрыс таңдау мәннің басқаруға, дабылға, дисплейге немесе есептілікке пайдаланылуына байланысты. Бұл күй операторлар мен кейінгі логикаға көрінуі тиіс.

Инициализация да маңызды. Бос массивті нөлдермен толтыру іске қосылған кезде жалған рампа жасайды. Осы уақытқа дейін жиналған жарамды үлгілердің өзін ғана біртіндеп орташалау нөлдік ығысуды болдырмайды, бірақ іске қосылу кезеңінде тиімді терезені өзгертеді. Шығысты ағымдағы жарамды кіріс мәнімен инициализациялау бірқалыпты іске қосылуды қамтамасыз етеді, алайда бастапқыда шуды азайтпайды. Бір тәртіпті таңдап, құжаттаңыз.

Сүзгі PID пен дабыл жұмысына әсер етеді

Сүзгі қосу контроллер көретін өлшеу жолын өзгертеді. Қосымша инерция енгізілгенде бұрын жарамды болған PID баптауы баяу немесе тербелмелі болуы мүмкін. Туынды әсер өлшеу шуына ерекше сезімтал, бірақ шуды сүзгілеп, ескі баптауды сол күйінде қалдыру автоматты түрде қауіпсіз болмайды.

Сүзгі өзгертілгеннен кейін контурдың жауабын бақыланатын жағдайларда қайта тексеріңіз. Кедергіні басуды, берілген мәнге жауапты, клапан қозғалысын, асып кетуді, дабылдың уақытын және нақты процесс ауытқуын анықтауға қажет уақытты тексеріңіз. Контурды тек тұрақты күйде емес, қалыпты жұмыс жылдамдықтарының барлығында бағалаңыз.

Дабыл жобасына бастапқы және сүзгіленген жолдар бөлек қажет болуы мүмкін. Жалған дабылға тұрақтылық немесе кідіріс логикасы көмектеседі, ал қорғау шегі жылдамырақ тексерілген деректі қажет етуі ықтимал. Барлық тұтынушы үшін басқару өлшемін үнсіз баяулату арқылы дабылдың жиі қосылып-сөнуін шешпеңіз.

Іске асыру және пайдалануға беру дәлелдері

Арнайы PLC іске асыруында шектелген массивті немесе айналмалы буферді және ескі үлестің орнына жаңасын алмастыратын жинақталған қосындыны пайдаланыңыз. Индексті қорғаңыз, сандық дәлдікті анықтаңыз және массив шекарасынан шығу қателеріне жол бермеңіз. Тапсырма орындалуы үзілетін болса, буфер мен қосындының сәйкессіз болып қалмайтынын тексеріңіз.

Пайдалануға беруді белгілі тұрақты мәндермен, бақыланатын сатылы өзгеріспен, сапасы нашар күйлермен, тапсырманың үзілуімен, үлгі рұқсатындағы өзгерістермен және орындалу кезінде сұралған терезенің өзгеруімен жүргізіңіз. Бірдей уақыт шкаласында бастапқы және сүзгіленген трендтерді уақыт белгілерімен салыстырыңыз. Жол тегіс көрінгені үшін сүзгіні мақұлдамай, байқалған кешігуді және шудың азаюын тіркеңіз.

Редакциялық көзқарас: сүзгілеу — трендті косметикалық түрде пішімдеу емес, өлшеу жүйесінің бір бөлігі. Ең жақсы іске асыру бастапқы мәнді, сүзгіленген мәнді, сапаны, үлгі алу аралығын және терезе ұзындығын көрсетеді, сонда басқа инженер контроллер нені және қашан білгенін нақты түсіндіре алады.

Жиі қойылатын сұрақтар

Жылжымалы орташа мәнде қанша үлгі қолдану керек?

Әмбебап сан жоқ. N мәнін үлгі алу аралығымен бірге шу сипаттамаларына және басқару немесе дабыл жүйесі анықтауы тиіс ең жылдам нақты оқиғаға қарай таңдаңыз, содан кейін процестегі пайда болған кешігуді тексеріңіз.

Үлкен терезе басқаруды әрдайым жақсарта ма?

Жоқ. Ол жоғары жиілікті ауытқуды көбірек азайтады, бірақ өлшеу кешігуін арттырады. Шамадан тыс сүзгілеу кедергіні басуды әлсіретіп, дабылдарды кешіктіріп, дұрыс бапталған PID жүйесін баяу етіп көрсетуі мүмкін.

Таратқыштың бәсеңдетуін өшіру керек пе?

Автоматты түрде емес. Сигнал тізбегіндегі әр сүзгіні құжаттап, оған нақты мақсат белгілеңіз. Жалпы кешігу ойластырылғаннан асып кетпеуі үшін құжатталмаған бәсеңдету мен контроллер сүзгісін қатар қолданбаңыз.

Кіріс сапасы нашарлаған кезде не болуы керек?

Блок нашар сапаны көрсетуі және ұстап тұру, жарамсыз деп белгілеу немесе қайта инициализациялау саясатының бірін қолдануы тиіс. Ақаулы кіріс шынайы көрінетін жарамды процесс мәніне орташаланбауы керек.

Жылжымалы орташа мән қауіпсіздік немесе ажырату өлшемдеріне жарамды ма?

Тек қосылатын кешігуді және диагностикалық тәртіпті нақты рұқсат ететін, тексерілген архитектура құрамында ғана. Кәдімгі басқару сүзгісі қауіпсіздік функциясының жауап беру уақыты талабына сай келеді деп ешқашан болжамаңыз.