在工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域，PLC的模擬量輸入濾波技術(shù)可是門玄學(xué)。有些老手甚至聲稱，只要掌握了這些濾波技巧，就能成為控制界的“大神”。今天，我們就來(lái)揭開這層神秘的面紗，看看那些被老手們稱為“神器”的濾波方法吧！
以下十種濾波技術(shù)，不僅能幫你有效對(duì)抗各種干擾，還能提升信號(hào)的準(zhǔn)確性，讓你的PLC系統(tǒng)更加穩(wěn)定。話不多說(shuō)，讓我們進(jìn)入正題！
方法：
根據(jù)經(jīng)驗(yàn)判斷，設(shè)定兩次采樣的允許最大偏差值（A）。每次新值出現(xiàn)時(shí)，如果與上次值之差小于等于A，則視為有效值；如果大于A，則視為無(wú)效，用上次值替代。
優(yōu)點(diǎn)：
這種方法對(duì)于偶然的脈沖干擾有不錯(cuò)的抑制效果。想象一下，你正在測(cè)量液位，突然有人在水面丟了一塊石頭，水花四濺，這時(shí)限幅濾波法就會(huì)幫你過(guò)濾掉這些“無(wú)效數(shù)據(jù)”。
缺點(diǎn)：
對(duì)周期性干擾無(wú)能為力，平滑度也不高。就像在嘈雜的派對(duì)上找一個(gè)安靜的角落，雖然能隔絕部分噪音，但無(wú)法完全靜下來(lái)。
方法：
連續(xù)采樣N次（N取奇數(shù)），將采樣值按大小排列，取中間值為有效值。
優(yōu)點(diǎn)：
對(duì)于溫度、液位等變化緩慢的參數(shù)非常有效。就像是在一堆參差不齊的照片中挑選一張最具代表性的，不容易受到極端數(shù)據(jù)的影響。
缺點(diǎn)：
不適用于流量、速度等快速變化的參數(shù)。因?yàn)檫@些參數(shù)變化太快，類似于抓住風(fēng)中的蝴蝶，不易捕捉。
方法：
連續(xù)取N個(gè)采樣值進(jìn)行算術(shù)平均。N值越大，信號(hào)平滑度越高，靈敏度越低；N值越小，信號(hào)平滑度越低，靈敏度越高。
優(yōu)點(diǎn)：
適用于一般有隨機(jī)干擾的信號(hào)。這就像是平均一下你每天的心情，忽略那些短暫的高峰和低谷。
缺點(diǎn)：
對(duì)于實(shí)時(shí)控制要求較高的場(chǎng)合不適用，因?yàn)橛?jì)算速度較慢，容易浪費(fèi)RAM。換句話說(shuō)，這方法像是讓你用慢動(dòng)作觀看電影，每個(gè)細(xì)節(jié)都看得清楚，但體驗(yàn)感一般。
方法：
將連續(xù)N個(gè)采樣值看作一個(gè)隊(duì)列，新數(shù)據(jù)進(jìn)入隊(duì)尾，舊數(shù)據(jù)從隊(duì)首移除。然后計(jì)算隊(duì)列中的算術(shù)平均值。
優(yōu)點(diǎn)：
對(duì)周期性干擾有良好的抑制效果，適合高頻振蕩系統(tǒng)。這種方法就像是一條生產(chǎn)線，舊貨品不斷移出，新貨品不斷加入，保持了系統(tǒng)的穩(wěn)定性。
缺點(diǎn)：
靈敏度較低，對(duì)偶然出現(xiàn)的脈沖性干擾效果差。偶爾出個(gè)“大波動(dòng)”，系統(tǒng)反應(yīng)可能會(huì)有些遲緩。
方法：
類似于中位值濾波法和算術(shù)平均濾波法的結(jié)合。連續(xù)采樣N個(gè)數(shù)據(jù)，去掉一個(gè)最大值和一個(gè)最小值，再計(jì)算剩下的數(shù)據(jù)的算術(shù)平均值。
優(yōu)點(diǎn)：
能夠有效消除偶然的脈沖性干擾。就像是把最極端的好評(píng)和差評(píng)剔除掉，更客觀地反映真實(shí)情況。
缺點(diǎn)：
測(cè)量速度較慢，和算術(shù)平均濾波法一樣，容易浪費(fèi)RAM。
方法：
將限幅濾波法和遞推平均濾波法相結(jié)合。新數(shù)據(jù)先進(jìn)行限幅處理，再進(jìn)行遞推平均濾波。
優(yōu)點(diǎn)：
結(jié)合了兩種方法的優(yōu)點(diǎn)，對(duì)于脈沖干擾有較好的抑制作用。
缺點(diǎn)：
同樣存在浪費(fèi)RAM的問(wèn)題。
方法：
設(shè)定參數(shù)a（0到1之間），每次的濾波結(jié)果等于（1-a）乘以本次采樣值加上a乘以上次濾波結(jié)果。
優(yōu)點(diǎn)：
對(duì)周期性干擾有良好的抑制作用，適合波動(dòng)頻率較高的場(chǎng)合。
缺點(diǎn)：
存在相位滯后問(wèn)題，靈敏度較低。像是在行駛的汽車上裝了個(gè)滯后顯示器，總是慢半拍。
方法：
對(duì)遞推平均濾波法的改進(jìn)，不同時(shí)刻的數(shù)據(jù)賦予不同權(quán)重，越接近當(dāng)前的數(shù)據(jù)權(quán)重越大。
優(yōu)點(diǎn)：
適合有較大純滯后時(shí)間常數(shù)的系統(tǒng)，能更及時(shí)地反映變化。
缺點(diǎn)：
對(duì)于滯后時(shí)間較小、變化較慢的信號(hào)，效果不理想。
方法：
設(shè)置一個(gè)濾波計(jì)數(shù)器，將每次采樣值與當(dāng)前有效值比較，如果相等則清零，不相等則計(jì)數(shù)器+1，超過(guò)上限則替換當(dāng)前有效值。
優(yōu)點(diǎn)：
對(duì)變化緩慢的參數(shù)有較好的濾波效果，能避免控制器在臨界值附近的反復(fù)開關(guān)跳動(dòng)。
缺點(diǎn)：
對(duì)于快速變化的參數(shù)不太適用。
方法：
將限幅濾波法和消抖濾波法相結(jié)合。先限幅后消抖。
優(yōu)點(diǎn)：
結(jié)合了兩種方法的優(yōu)點(diǎn)，改進(jìn)了消抖濾波法的某些缺陷，避免將干擾值引入系統(tǒng)。
缺點(diǎn)：
對(duì)快速變化的參數(shù)不宜。
通過(guò)以上十種濾波方法的介紹，我們可以看出，每種方法都有其獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)。選擇適合自己系統(tǒng)的濾波方法，既能提高信號(hào)的準(zhǔn)確性，也能延長(zhǎng)設(shè)備的使用壽命。無(wú)論你是初學(xué)者還是經(jīng)驗(yàn)豐富的工程師，都可以從這些濾波技術(shù)中找到適合自己需求的工具。
畢竟，PLC濾波就像是給你的系統(tǒng)戴上了一副“降噪耳機(jī)”，讓你在工業(yè)噪聲中也能聽到清晰的“信號(hào)之聲”。
