模拟量采集和滤波
模拟量采集滤波方法
模拟量采集滤波方法
首先，低通滤波是一种常见的模拟量采集滤波方法，它可以去除高频噪声和干扰，保留低频信号。
这种滤波方法在模拟信号处理中应用广泛，例如在音频处理和传感器信号处理中都有应用。
其次，高通滤波与低通滤波相反，它可以去除低频信号，保留高频信号，常用于去除直流偏置和低频干扰。
带通滤波是一种将特定频率范围内的信号通过，而抑制其他频率信号的滤波方法。
这种滤波方法常用于通信系统和生物医学信号处理中。
带阻滤波则是一种抑制特定频率范围内的信号，而允许其他频率信号通过的滤波方法。
它常用于去除特定频率的干扰信号。
除了上述常见的滤波方法外，还有其他一些特殊的滤波技术，如自适应滤波、小波变换滤波等，它们在不同的应用场景中发挥着重要作用。
总的来说，模拟量采集滤波方法的选择取决于信号的特性和应
用需求。
在实际应用中，需要根据实际情况选择合适的滤波方法，并结合滤波器的设计参数进行优化，以达到最佳的滤波效果。
希望这些信息能够帮助你更好地理解模拟量采集滤波方法。
模拟量采集原理
模拟量采集原理
模拟量采集原理是指通过传感器将实际量转化为电压或电流信号，然后经过放大、滤波、调理等处理，最终将其转化为数字信号进行采样和储存的过程。
在模拟量采集中，传感器起着关键作用。
传感器是能够将实际量转化为电信号的装置，常见的传感器包括温度传感器、压力传感器、流量传感器等。
传感器将实际量转化为电信号后，需要经过放大处理。
放大器会增加电信号的幅度，以便信号能够被准确地测量和处理。
放大后的信号还需要经过滤波处理，去除混杂在信号中的杂波和干扰，使其更加稳定和可靠。
接下来，经过调理处理。
调理包括采样和保持、线性化、电平转换等操作，以便将信号适配到后续数字处理器可接受的范围。
采样和保持是指在一定的时间间隔内对信号进行采样并保持其数值，线性化是将非线性的信号转化为线性的形式，而电平转换则是将信号的电平调整为适合数字处理器的电平范围。
最后，经过模数转换器（ADC）进行模拟信号到数字信号的
转换。
ADC会根据一定的采样频率对模拟信号进行采样，并
将其转换为对应的数字信号。
转换后的数字信号可以被储存、处理和传输，实现对实际量的监测和控制。
总结起来，模拟量采集原理是将实际量转化为电信号，并经过放大、滤波、调理等处理，再通过ADC转换为数字信号的过
程。
这一过程可以实现对实际量的准确测量和控制，广泛应用于各种工业自动化、仪器仪表等领域。
PLC模拟量滤波简易方法
PLC模拟量滤波简易方法适用条件：传感器无故障，PLC模拟量通道无故障，硬件滤波不能抑制测量的物理值波动示例：采集管道某处压力，在泵转速固定时，压力平均值=3bar波动范围±0.2bar，也就是测量示数在2.8~3.2bar之间波动，波动范围较大。
因管路上没有压力波动缓冲罐体，压力示数无法稳定。
算法原理：在固定的采样周期内多次取值求平均值示例：确定采样周期1s，周期内采样次数10次，计算结果为10次采样的平均值整数滤波寄存器地址分配（以西门子200Plc为例）寄存器说明地址字节数量数据类型数据范围通道0输入寄存器AIW02无符号整型I0-32000累计次数寄存器VB01BYTE0-255累加和寄存器VD44无符号DI0-4294967295平均值VW62无符号整型I中间值VD84无符号DI浮点数滤波寄存器地址分配（以西门子200Plc为例）寄存器说明地址字节数量数据类型数据范围原浮点数值VD204浮点数-3.402823E+38至+3.402823E+38累计次数寄存器VB241BYTE0-255累加和寄存器VD284浮点数-3.402823E+38至+3.402823E+38平均值VD322浮点数-3.402823E+38至+3.402823E+38定时器时基可以选取10ms，但必须保证延时总时间大于PLC扫描周期。
比如PLC扫描周期为15ms，定时器的PT参数设置必须大于等于2，才能保证程序能执行。
延时时间最好大于PLC扫描周期的最大值，避免程序无法执行。
由于此方法总采样周期较长，所以不适合在中断程序中执行。
累加次数如果较大时，请自行计算是否会导致累加寄存器超出数据范围，数据溢出会导致计算错误。
此笔记记录于20190624其布ZH。
plc模拟量液位时间滤波
PLC模拟量液位时间滤波是一种用于处理模拟量信号的技术，主要应用于工业控制领域。
这种滤波技术可以有效地减小液位测量信号中的噪声和干扰，提高信号的准确性和稳定性。
具体来说，PLC模拟量液位时间滤波通过采集液位传感器输出的模拟量信号，并进行一系列的处理和计算，得到液位测量的准确值。
这种滤波技术主要基于时间的平均值原理，通过将一段时间内的信号进行平均化处理，减小单个采样点位的误差和异常值对测量结果的影响。
在工业控制系统中，液位传感器是常见的测量元件之一，用于监测液体的液位高度。
由于液位传感器的工作环境复杂，可能会受到多种因素的干扰，例如温度、压力、流量等，导致测量结果不稳定。
为了解决这个问题，通常需要对液位测量信号进行滤波处理。
常见的PLC模拟量液位时间滤波算法包括滑动平均滤波、加权平均滤波和中值滤波等。
这些算法各有优缺点，需要根据实际情况选择适合的滤波方法。
总之，PLC模拟量液位时间滤波是一种有效的液位测量信号处理技术，可以减小噪声和干扰对测量结果的影响，提高液位测量的准确性和稳定性。
在实际应用中，需要根据具体的情况选择适合的滤波方法，并进行相应的参数调整和优化。
)PLC 内部的信号滤波算法：
（2）PLC 内部的信号滤波算法：信号滤波在功能上分为输入信号的采样、储存，数据分析处理、滤波，信号输出等环节：1）采样、存储环节：PLC 系统接受模拟量信号后，首先进行可控周期、可控数量的采样，采样采取FIFO 算法，保证数据的实时性。
保证在任何时间段内采集存储的的数据都是最新、最近的。
2）数据处理排序环节：利用冒泡算法对采集的数据排序。
3）数据处理均值环节：去除 N 个最大值、最小值。
对剩余的数据进行均值处理。
控制框图如下：3 滤波系统功能详细介绍：考虑到数据采样的连续性以及在特定的时间段内要保留一定数量的连续的采样数据，在系统中定义一个FIFO 数据链表，采样数据按照时间顺序依次进入链表，当链表数据个数N（可调）一定时，那么着N 个采样值就是一段时间内的连续采样值。
在采样过程中从频率根据具体情况进行调整。
采样数据的最大值和最小值在采样过程中有可能受到干扰，或者采集的数据与其它值有较大偏离，其采样可靠度不如其他中间数据可靠，在运算中将规定数量（可调）的最值除去。
采用冒泡算法对数据排序，然后分别除去两端的一定个数（可调）的最大值和最小值。
最后剩余的数据均值处理。
4 方案模块化：本次应用的特点就是将上述功能模块化集中在一个功能块FC 中，任何时候只要调用此功能块，就可实现采样滤波功能，通过调整功能块参数（爪子），可以实现可变频率采样，可变数量采样等数据滤波功能。
本功能基于Siemens S7-400PLC 系统设计，采用SCL编程语言，功能块参数描述如下：Input：I_main：模拟量输入信号S_EN：功能允许信号S_TRG：采样允许信号F_SEL：需要去除的最值个数S_NO：采样个数S_ARR：采样寄存器Output：O_main：滤波后信号输出。
S_ok：采样滤波计算正常。
调用此功能块的程序如下：FC10为采样功能块CALL FC 10 （I_main ：= MD 300，S_EN：= L 20.0，S_TRG：= L 20.1，F_SEL：= MW 502，S_NO：= MW 504，O_main：= MD 404，S_ok：= M 506.0，S_ARR：= DB10.ARR）;5 应用体会采用此滤波功能后，对速度相应要求相对较慢的张力数据采集有较好的滤波效果。
plc模拟量滤波
plc模拟量滤波【原创版】目录1.引言2.PLC 模拟量滤波的必要性3.PLC 模拟量滤波的方法3.1 硬件配置滤波3.2 程序里实现滤波3.2.1 均值滤波3.2.2 中值滤波3.2.3 峰值滤波4.PLC 模拟量滤波的应用实例5.总结正文1.引言PLC（可编程逻辑控制器）是一种广泛应用于工业自动化控制的设备。
在 PLC 的输入端，常常需要对接模拟量信号，如温度、压力、速度等传感器的信号。
由于这些信号可能受到干扰，呈现出一定的波动性，因此需要在 PLC 内部进行滤波处理。
本文将探讨 PLC 模拟量滤波的方法和应用实例。
2.PLC 模拟量滤波的必要性在工业自动化控制过程中，模拟量信号的波动可能会引起控制系统的误动作，影响控制效果。
因此，对 PLC 模拟量输入信号进行滤波处理是非常必要的。
滤波处理可以有效地去除信号中的噪声，提高信号的稳定性，从而保证控制系统的稳定性和可靠性。
3.PLC 模拟量滤波的方法PLC 模拟量滤波可以分为硬件配置滤波和程序里实现滤波两种方法。
3.1 硬件配置滤波硬件配置滤波是通过 PLC 本身的硬件模块实现滤波功能。
例如，对于 200 系列 PLC，可以在系统块中设定滤波时间和频率；对于 300、400 系列 PLC，可以在硬件配置中设定滤波时间和频率。
这种方法主要适用于过滤高频的杂波。
3.2 程序里实现滤波程序里实现滤波是通过编写 PLC 程序实现滤波功能。
常见的滤波算法有均值滤波、中值滤波和峰值滤波。
3.2.1 均值滤波均值滤波是一种简单的滤波方法，其基本思想是取一定时间内的采样值的平均值。
均值滤波可以有效地去除信号中的高频噪声，但可能会引起信号的延迟。
采样时间间隔和几次求平均值可以自行设定。
3.2.2 中值滤波中值滤波是一种非线性滤波方法，其基本思想是将一定范围内的采样值进行排序，取中间值作为输出。
中值滤波适用于滤除脉冲噪声，但在处理连续噪声时效果较差。
3.2.3 峰值滤波峰值滤波是一种特殊情况下的滤波方法，其基本思想是取多次采样的最高或最低值。
PLC模拟量滤波算法、模拟量均值滤波算法
PLC模拟量滤波算法、模拟量均值滤波算法
S7-200 SMART CPU 中值滤波算法
库介绍：
使⽤软件和硬件环境：
STEP 7-Micro/WIN SMART V2.1及以上
S7-200 SMART固件V2.1及以上
特点：
伴随着新版本的STEP 7-Micro/WIN SMART和S7-200 SMART CPU的发布，S7-200 SMART CPU性能越来越强⼤。
由于受到外部环境的影响容易出现尖峰⼲扰，导致⽆法准确测量模拟量值，基于此笔者设计了这套⽤于对模拟量进⾏滤波的程序，其有效的解决了软件的局限性，具有较强的使⽤价值。
中位值平均滤波法（⼜称防脉冲⼲扰平均滤波法）
A、⽅法：
相当于"中位值滤波法"+"算术平均滤波法"
连续采样N个数据，去掉⼀个最⼤值和⼀个最⼩值
然后计算N-2个数据的算术平均值
N值的选取：单次采样时间10ms时 N=30~50
B、优点：
融合了两种滤波法的优点
对于偶然出现的脉冲性⼲扰，可消除由于脉冲⼲扰所引起的采样值偏差
C、缺点：
和算术平均滤波法⼀样,⽐较浪费RAM（⽬前PLC RAM容量达到8K，这个缺点可以忽略）。
模拟量采集滤波方法
模拟量采集滤波方法全文共四篇示例，供读者参考第一篇示例：模拟量采集是一种常见的工程实践，用于测量和监控物理量。
由于环境和设备的干扰，模拟信号在传输和采集过程中常常受到噪声的影响，为了获得准确、稳定的采集数据，必须采取一定的滤波方法。
本文将介绍几种常见的模拟量采集滤波方法，希望能为工程师们在实际应用中提供一些参考。
一、低通滤波器低通滤波器是最常用的一种滤波器，它能够滤除高频信号，保留低频信号。
在模拟量采集中，常常使用低通滤波器来滤除噪声信号，保留真实信号。
低通滤波器可以采用各种结构，如RC低通滤波器、巴特沃斯低通滤波器、切比雪夫低通滤波器等。
其实现原理是通过设置截止频率，将高于该频率的信号滤掉，只保留低于该频率的信号。
选择合适的截止频率很关键，一方面要确保噪声尽可能被滤掉，另一方面要确保信号的有效成分不被破坏。
二、中值滤波器中值滤波器是一种非线性滤波器，它采用信号窗口中所有数据的中值来取代当前数据点的数值。
中值滤波器对随机噪声的抑制效果比较好，而且能够保持信号的边缘信息，适用于各种实时信号的滤波处理。
中值滤波器的实现比较简单，只需要将信号数据按大小进行排序，然后取中间值即可。
不过需要注意的是，中值滤波器的延时较大，不适用于对信号的实时性要求较高的场合。
三、滑动平均滤波器滑动平均滤波器是一种简单有效的滤波方法，它通过对一定时间内的数据进行平均处理来降低噪声干扰。
滑动平均滤波器主要分为简单滑动平均和加权滑动平均两种。
简单滑动平均是将一定时间窗口内的信号数据进行累加求和，然后除以窗口长度得到平均值。
加权滑动平均则是对信号数据进行加权处理，根据信号的重要程度不同，给予不同的权重。
滑动平均滤波器的优点是实现简单、操作方便，而且对周期性的噪声有较好的去除效果。
不过需要注意的是，滑动平均滤波器对信号的实时性要求较高，滞后性比较明显。
四、卡尔曼滤波器卡尔曼滤波器是一种递推滤波器，主要用于动态系统的估计和控制。
它结合了系统模型和观测数据，通过对系统状态的估计来去除噪声干扰。
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模拟量采集和滤波
本系统要采集现场的模拟量(如压力、温度等)以送PLC中处理。
考虑到现场工作环境的恶劣，变送器送入AI模块的电流值存在波动和尖峰干扰等情况，因此通过AI模块采集回来的数值不能直接为CPU所用，必须经过滤波处理，滤掉各种波动和干扰等信号，同时考虑到本系统为惯性系数较大的系统，故采用取平均值的办法进行滤波，主程序在每个扫描周期调用一次子程序进行模拟量的采集和滤波处理，处理的结果安全交给主程序使用。
本系统采用“AI331”模块，该模块的转换结果为12bit，在模拟量采集的子程序中将每次的采集量累加进入累加器中，当采集次数达到预置值后，将累加器中的值取均值，作为本次采集的最终结果送主程序使用。