Bộ lọc có thể biến tín hiệu đầu vào PLC nhiễu thành một giá trị kỹ thuật ổn định. Tuy nhiên, nó cũng có thể làm chậm một cảnh báo thực sự hoặc che giấu sự cố cơ khí.

Cách tiếp cận đúng bắt đầu từ nguồn gây nhiễu. Phần mềm không nên trở thành giải pháp che đậy lâu dài cho hệ thống dây dẫn kém, cảm biến không phù hợp hoặc lắp đặt sai.

Trước tiên, hãy xác định biến động đến từ quá trình, cảm biến, hệ thống dây dẫn hay quá trình chuyển đổi tín hiệu đầu vào.

Phân biệt biến động của quá trình với nhiễu điện

Ghi xu hướng tín hiệu đầu vào thô ở tốc độ cập nhật nhanh nhất có thể. So sánh tín hiệu này với một thiết bị đo tham chiếu và quan sát trạng thái máy khi biến động xuất hiện.

Nhiễu đồng bộ với biến tần, công tắc tơ, bộ gia nhiệt hoặc van điện từ cho thấy khả năng ghép điện từ. Dao động chậm có thể phản ánh động học thực của quá trình, vị trí cảm biến không phù hợp hoặc tương tác trong vòng điều khiển.

Hãy kiểm tra dải đo của bộ truyền tín hiệu, điện áp cấp, phương pháp nối đất, cách kết cuối lớp chống nhiễu, tuyến đi dây, tình trạng đầu nối và cấu hình mô-đun đầu vào trước khi thêm bộ lọc.

Bộ lọc analog đánh đổi thời gian đáp ứng để lấy độ ổn định

Các mô-đun analog có thể cung cấp chức năng tích phân, lọc triệt tần hoặc làm mượt tín hiệu số. Tài liệu của Rockwell Automation lưu ý rằng bộ lọc số làm mượt các nhiễu quá độ ở đầu vào. Hướng dẫn về bộ lọc triệt tần của hãng cũng mô tả sự đánh đổi giữa tốc độ và khả năng loại nhiễu.

Bộ lọc triệt tần làm suy giảm một tần số xác định và các sóng hài của nó. Bộ lọc này có thể hữu ích đối với nhiễu tần số lưới, nhưng cài đặt được chọn có thể giới hạn tốc độ lấy mẫu nhanh nhất có thể đạt được.

Việc chọn bộ lọc của mô-đun cần dựa trên cả phổ nhiễu và thời gian đáp ứng yêu cầu của quá trình.

Trung bình trượt dễ hiểu nhưng gây trễ

Trung bình trượt thay thế giá trị hiện tại bằng giá trị trung bình của một cửa sổ mẫu cố định. Phương pháp này làm giảm biến động ngẫu nhiên và dễ kiểm tra.

Độ trễ tăng theo số lượng mẫu và khoảng thời gian lấy mẫu. Một cửa sổ 20 mẫu được thu thập mỗi 100 mili giây tương đương với hai giây dữ liệu lịch sử.

Điều đó có thể chấp nhận được đối với nhiệt độ bồn chứa. Tuy nhiên, nó có thể không phù hợp với chức năng bảo vệ áp suất, điều khiển chuyển động hoặc phát hiện vật liệu nhanh.

Bộ lọc mũ sử dụng giá trị đã lọc trước đó và mẫu mới nhất. Bộ lọc này cần ít bộ nhớ, nhưng hệ số của nó phải được ghi chép theo cách mà người vận hành có thể hiểu.

Đầu vào số cần được xác nhận trạng thái

Rung tiếp điểm, rung động, phản xạ, hình học mục tiêu không phù hợp và điện áp cảm ứng có thể tạo ra các chuyển trạng thái ngắn. Nhiều dòng PLC cung cấp bộ lọc đầu vào số có thể cấu hình cho mục đích này.

Chức năng chống dội bằng phần mềm có thể yêu cầu đầu vào duy trì ở trạng thái bật trong một khoảng thời gian tối thiểu trước khi thiết lập trạng thái bên trong. Một khoảng trễ tắt riêng có thể ngăn các lần sụt tín hiệu ngắn làm xóa trạng thái đó.

Logic chống dội cần xác nhận tín hiệu mà không triệt tiêu sự kiện hợp lệ ngắn nhất.

Không áp dụng bộ định thời chống dội một cách máy móc cho các xung bộ mã hóa, tổng lưu lượng, đầu vào an toàn hoặc chức năng đếm tốc độ cao. Các tín hiệu này có thể cần phần cứng chuyên dụng và thời gian được kiểm định.

Chọn thời gian lọc theo ứng dụng

Hãy xác định sự kiện hợp lệ ngắn nhất, độ trễ phát hiện tối đa có thể chấp nhận và thời lượng nhiễu thông thường. Bộ lọc phải loại bỏ nhiễu mà vẫn bảo toàn sự kiện hợp lệ.

Đối với một kênh analog, hãy thực hiện kiểm tra đáp ứng bước khi an toàn. Ghi lại tín hiệu thô và tín hiệu đã lọc, sau đó đo thời gian tăng, thời gian ổn định và sai số đỉnh.

Đối với một kênh số, hãy kiểm tra các xung nhiễu ngắn, xung hợp lệ tối thiểu, trạng thái bật và tắt duy trì, cũng như khả năng phục hồi sau sự cố cảm biến.

Bộ điều khiển và nền tảng I/O cho các ứng dụng này có sẵn trong Hệ thống PLC & PAC. Có thể tham khảo chức năng hiển thị tín hiệu và giao diện người vận hành tại HMI & Điện toán công nghiệp.

Bảo toàn dữ liệu thô để xử lý sự cố

Khi bộ nhớ cho phép, hãy hiển thị cả giá trị thô và giá trị đã lọc. Người vận hành cần giá trị ổn định, trong khi đội ngũ bảo trì cần bằng chứng về nhiễu.

Hãy bổ sung chẩn đoán cho độ lệch quá mức, tín hiệu bị đóng băng, giá trị ngoài dải và tình trạng bão hòa bộ lọc. Một con số ổn định không nhất thiết là một phép đo đáng tin cậy.

Lưu các hằng số bộ lọc dưới dạng giá trị cấu hình được kiểm soát. Ghi lại người đã thay đổi, lý do thay đổi và phép thử nào đã xác nhận kết quả.

Ý kiến tác giả: bộ lọc tốt nhất là bộ lọc nhỏ nhất có thể loại bỏ một nhiễu đã biết. Nếu hằng số thời gian không thể được chứng minh dựa trên một sự kiện thực tế, có lẽ nó đang che giấu sự không chắc chắn thay vì giải quyết vấn đề.