独家整理：信捷PLC模拟量处理技巧，信号滤波与校准方法...

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1.场景还原

在一个化工厂的反应釜控制系统中，我们需要使用信捷PLC对反应釜内的温度和压力进行精确控制。

温度传感器输出4-20mA信号，对应0-200°C；压力传感器输出0-10V信号，对应0-10MPa。

由于现场环境复杂，模拟量信号容易受到干扰，造成读数波动，影响控制精度。

我们需要对模拟量信号进行滤波处理和校准，以获得稳定可靠的测量值。

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2.原理解析

2.1模拟量信号转换

信捷PLC的模拟量输入模块将4-20mA或0-10V的模拟信号转换为0-32000的数字量。转换公式如下：

对于4-20mA信号： 数字量=(模拟量-4)*32000/16

对于0-10V信号： 数字量=模拟量*32000/10

2.2滤波算法



为了消除信号波动，我们采用移动平均滤波算法。该算法取最近N次采样的平均值作为当前值，可以有效平滑短期波动。

2.3校准方法

通过两点校准法对测量值进行线性校准，消除传感器和模拟量模块的系统误差。校准公式为：

实际值=a*测量值+b

其中a和b通过在两个已知点采集数据计算得出。

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3.代码实现

3.1PLC梯形图

LDSM0 MOVD32000，D100//D100存储量程 MOVD200，D102//D102存储温度量程 MOVD10，D104//D104存储压力量程

//温度信号处理 LDSM0 MOVWAIW0，D0//读取模拟量输入 MOVDD0，D10//转换为浮点数 DIVD100，D10 MULD102，D10//转换为实际温度值

//移动平均滤波 LDSM0 CALLMOVE_AVG MOVDD20，D30//D30存储滤波后温度值

//压力信号处理(类似温度处理) LDSM0 MOVWAIW2，D2 MOVDD2，D12 DIVD100，D12 MULD104，D12

LDSM0 CALLMOVE_AVG2 MOVDD22，D32//D32存储滤波后压力值

//校准处理 LDSM0 MOVDD30，D40 MULD200，D40//D200存储温度校准系数a ADDD202，D40//D202存储温度校准常数b

MOVDD32，D42 MULD204，D42//D204存储压力校准系数a ADDD206，D42//D206存储压力校准常数b



3.2PLC程序设计说明

1.使用D0、D2存储原始模拟量数值 2.D10、D12存储转换后的实际物理量 3.D20、D22存储滤波后的数值 4.D30、D32存储滤波后的物理量 5.D40、D42存储校准后的最终物理量 6.调用MOVE_AVG子程序进行移动平均滤波 7.使用乘法和加法指令进行线性校准

3.3I/O表

地址|类型|说明 ---|---|--- AIW0|模拟量输入|温度传感器信号 AIW2|模拟量输入|压力传感器信号 D40|数据寄存器|校准后温度值 D42|数据寄存器|校准后压力值

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4.应用案例

以下是一个具体的应用案例，展示如何实现温度信号的滤波和校准：

1.首先实现移动平均滤波子程序：

MOVE_AVG： LDSM0 MOVDD10，D50//当前温度值存入D50 MOVDD52，D54//移动数据 MOVDD54，D56 MOVDD56，D58 MOVDD50，D52//新数据存入队列

MOVDD50，D60//求和 ADDD52，D60 ADDD54，D60 ADDD56，D60 ADDD58，D60

DIV5，D60//除以5得到平均值 MOVDD60，D20//结果存入D20

RET



2.在主程序中调用滤波子程序，并进行校准：

LDSM0 CALLMOVE_AVG//调用滤波子程序

MOVDD20，D30//滤波结果存入D30 MUL1.02，D30//校准系数a=1.02 ADD0.5，D30//校准常数b=0.5 MOVDD30，D40//最终结果存入D40

3.校准系数的获取：

在0°C时，读取D30的值为-0.4 在100°C时，读取D30的值为98.2 计算得出：a=(100-0)/(98.2+0.4)≈1.02，b=0-(-0.41.02)≈0.5 4.HMI显示和监控：

在HMI上创建一个数值显示控件，地址指向D40 设置显示格式为小数点后1位 *设置单位为“°C”

通过以上步骤，我们实现了温度信号的滤波处理和精确校准，最终在HMI上显示稳定可靠的温度数值。

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5.总结

本文详细介绍了使用信捷PLC处理模拟量信号的方法，包括信号转换、滤波算法和校准技术。

通过移动平均滤波，我们有效减少了信号波动；通过两点校准，我们提高了测量精度。

这些技术可以广泛应用于各种工业控制场景，提高系统的稳定性和可靠性。

在实际应用中，还需要根据具体情况调整滤波参数和校准方法，以获得最佳效果。

希望本文的内容对大家在使用信捷PLC进行模拟量处理时有所帮助。

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