Масштабирование выходного аналогового сигнала

Рассмотрим операцию масштабирования сигнала управляющего воздействия в системе ( рис.6 ) со следующими характеристиками.

Плата УСО с с аналоговым выходным сигналом, исполнительный механизм с линейной характеристикой вида:

где : I- токовый сигнал, поступающий на исполнительный механизм,

X- степень открытия регулирующего клапана,

индексы 1, 2 относятся к любым двум точкам характеристики исполнительного механизма.

Из приведенной формулы получаем:

Программа ПИД-регулятора формирует значения степени открытия регулирующего клапана X, которые передаются в канал Output.

В результате значения этого канала соответствуют: Y_ап=X , Y_вых=I

где : Y_вых- выходное значение канала,

Y_ап- аппаратное значение канала.

Следовательно, формула масштабирования канала:

или

Таким образом:

где константы: ,

Рис. 6 Характеристика канала системы управления:

а- принципиальная схема ; b- характеристика исполнительного устройства.

Пример. Масштабирование управляющего воздействия (урок 2).

В системе используется исполнительный механизм с входным токовым сигналом 4¸20 ma, изменяющий положение регулирующего клапана в пределах 0 – 100% .

В соответствии с представленными выше уравнениями коэффициенты формулы масштабирования:

В результате формула масштабирования примет вид:

Фильтрация

Практически изменения всех технологических параметров кроме полезного сигнала содержат помеху. Высокочастотные помехи, проходя по тракту формирования управляющего воздействия, вызывают высокочастотные колебания регулирующих органов, что приводит к их быстрому износу.

Для выделения полезного сигнала среди помех осуществляют операцию цифровой фильтрации.

В TRACE MODE данная процедура присутствует только у аналоговых каналов. Набор выполняемых ею операций отличается для входных и выходных каналов.

У каналов типа INPUT фильтрация выполняется после процедуры трансляции до формирования реального значения. Фильтрация включает в себя следующие операции:

· подавление пиков - случайных всплесков в тракте измерения;

· подавление малых колебаний значения канала;

· экспоненциальное сглаживание.

У каналов типа OUTPUT данная процедура формирует реальное значение по входному значению.

При этом выполняются следующие операции:

· подавление малых колебаний значения канала;

· экспоненциальное сглаживание.

· ограничение скорости изменения реального значения;

Фильтрация пиков

Осуществляется отбрасыванием одиночных импульсов.

Если изменения сигнала за один такт больше заданной величины, то значение сигнала не меняется:

где: d_max – максимальное изменение параметра за один такт.