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PLC在数据采集和处理中的应用

作者:田小梅 来源:电子技术与软件工程 论文栏目:计算机论文     更新时间:2019-07-15   浏览

本学术论文《PLC在数据采集和处理中的应用》,转载自学术期刊《电子技术与软件工程》2014年12期 发表过的职称 论文,原文作者:田小梅,由中国学术论文网编辑整理录入,仅供您在PLC,数据采集,数据处理等方面参考学习。

田小梅

摘 要

PLC控制数据采集系统在工业领域应用十分广泛。同其他计算机相比,其优势在于能够在恶劣环境中运行而且其数据处理能力也得到了很大的提高。PLC的编成指令有模块化功能,对于监控和通讯等问题能够加以解决。本文主要介绍PLC在数据处理以及数据采集中的功能,发现其具有体积小和编程简单等特点,其应用前景良好。

【关键词】PLC 数据采集 数据处理

在现代工业自动化领域,PLC的推广以及应用十分广泛,而且其功能也得到了很好的发挥。PLC是以微处理器为主,结合了计算机技术、自动控制技术以及通讯技术等技术,其应用的范围十分广泛。因此,文章从分析PLC控制技术概念的基础上,对其在数据处理和采集中的应用加以介绍。

1 PLC概念介绍

从根本上来说,PLC是在工业生产中应用的数字运算电子装置,从物理性质上来看,PLC是一种单片机,在经过预先编译处理后,把已经编译好的程序储存到系统中,是形式简单的PLC设备。在其的实际运行中,PLC内部逻辑能够完成计算、计时等指令,进而实现数字化的输入以及输出。在实际中使用PLC有可以扩展的功能,利于其在工业生产中得到有效的使用。

PLC基本结构:PLC主要是用于工业控制中的计算机,从其的硬件结构看,PLC的基本结构和普通计算机的基本结构并没有太大的差别。PLC的基本结构如下:电源。任何一种控制装置都有电源,电源也同样是PLC不可缺少的一个部分。在其装置中,电源使用的是交流电,波动电压一般在10%左右,能够同交流电直接连接;中央处理器,PLC中央处理其采用的是的规模数据运算,能够对数据的输入以及输出加以控制,其中包括了存储器、I/O设备以及编译系统等等。在其运行的过程中所输入的数据都是经由中央处理其进行处理的,然后再经过输出设备输出数据;存储单元。存储单元是对预处理程序进行存储的部分,在设备在运行的过程中能够随时提取调用;输出、输出设备。该部分主要负责设备的对外交互。除了以部分外,PLC还具有通信的功能,能对远程设备加以控制。

2 PLC在数据采集和处理中的作用

2.1 模拟量数据采集和处理

在实际的使用当中,因为控制对象的不同,以及采用的控制方式不同,PLV模拟量采样的速率也是不同的,而且采样的点数也存在一定的差异。如果要对采样的速率进行改变可在程序中改变定时指令的时间常数进行。如果要对数据的点数加改变可通过对数据表的长度进行改变处理。PLC在计算的时候要累积采集数据,而数据的累积可能会要超过单倍字长,要确保在处理数据的过程中数据的精度,应该通过双精度术加以计算。在实际的应用实践中,可基于具体的情况,选择合适的采样速率以及点数。要验证程序是否是准确可利用PLC在线仿真调试进行。通过按控制按钮,对显示屏上的数据进行观察可以观察数据表中的内容,每半秒钟刷新一次,等数据全部刷新后,平均计算结果就会显示出来。如果使用计算机进行复检来检验PLC准确的计算结果。

2.2 数据处理

对于PLC的数据处理功能一般需要考虑读取输入的数据以及模拟量读入的数据是否有效,是不是需要经过线性化处理等问题。模拟量信号在通过线性仪表后,其读出的数据以及参数也已经具有了线性关系,因此无需在讨论线性处理。PLC数据处理功能主要体现在以下几个方面。

2.2.1 信号输入

模拟量信号中和其相对应的信道地址所读到的数字量在设计程序时,通过定时器对采样设置周期,一般采样周期内如果进行了100次采样,那么其结果就会一次存入100个双字变量数据。

2.2.2 有效性检查

我们把模拟量输入的类型设定成电压信号在5V,电流信号在20mA,各个信道可以零点调整。如果输入的数据量信号要比仪表的零位还要低时,那么系统的输入部分就可能出现了故障问题。一旦问题出现,读入的数据是没有用的,PLC则会根据出错指示加以处理。

2.2.3 模拟量信号数字滤波

PLC的输入模板中入口的低档有RC滤波器,该滤波器能对高频的干扰加以抑制,不过在对低频干扰的滤波问题上其效果并不好。采用数字滤波对周期性以及脉冲性的干扰进行滤波效果较好。可采用中间值滤波法来防止脉冲。该原理是在对K次采用值中的最小和最大值加以除去,然后把第K-2个采样值计算出其平均值来作为滤波值。

第四,数值整定。模拟量在实际控制中的过程量是通过传感器转变为电信号的,然后通过输入模块输入到PLC中去。该数字量和实际过程量存在一定的函数对应关系,不过其数值不一样,而且需要经过转换才可以直接使用。我们称这种转换的过程为模拟量信号的输入值整定。在该过程中应该考虑这些问题:首先,过程量最大值的范围应该是多少;其次,考虑电信号的类型、数字量的最大值以及系统的偏移量(数字量0对应的值。)系统偏移量产生的主要原因有2个,一个是测量范围导致偏移,一个是模板转换去导致的。

3 结论

PLC在进行数据采集以及数据处理的过程中,软件所使用的的是模块化的结构,这样就便于读者阅读和调试。而且,在实际的使用过程也证明了该软件计算的结果是准确的。模拟量定时采样的时间一般都很精确,而且其测量的范围以及采样的周期都可以进行编程。在设计软件时在通用流程编程思想的引导下能够广泛的应用到其他终端控制极端系统或者计算机数据采集系统中去。大规模集成技术和计算机技术的发展,使得PLC控制系统数据采集和处理技术的应用领域更加的广阔。

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作者单位

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