嵌入式plc系统自动测试中数字滤波算法研究

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1、学兔兔www.xuetutu.com第1期(总第194期)机械工程与自动化NO．12016年2月MECHANICALENG1NEERING&AUT0MATIONFeb．文章编号：1672—6413(2016)0卜0001—03嵌入式PLC系统自动测试中数字滤波算法研究米戴建利，龙辛。，黄波。，中超。(1．智能计算与信息处理教育部重点实验室(湘潭大学)，湖南湘潭411105；2．湘电风能有限公司，湖南湘潭411101；3．湖南优利泰克自动化系统有限公司，湖南长沙410000)摘要：嵌入式PIc系统自动测试是对嵌入式PIC系统进行

2、全面的功能、性能测试，以保证嵌入式PIC系统的可靠性。数字滤波算法决定了自动测试系统的速度和精度，是自动测试中信号采集最重要的部分。在介绍了嵌入式PLC系统整体架构以及自动测试系统组成后，分析了现有滤波算法的优缺点，在此基础上结合嵌入式PIc系统的测试要求，修改与改进了一种滤波算法，为测试提供了精确、高效的数据来源。关键词：嵌入式PLC系统；自动测试；数字滤波；信号处理中图分类号：TP273文献标识码：A0引言等接口与外围设备实时通信，系统启动后，会按照要求嵌入式PIC系统结合了嵌入式技术与PLC技完成整个系统的配置与初始化，

3、然后运行系统内核术，遵循IEC61131-3标准，通过软件编程来实现传统RuntimeSystem，以一定周期循环读取输入通道的硬件PLC的控制功能；使用开放的网络拓扑，能够根值，执行控制算法后，产生相应的输出信号，控制外围据不同工业场合需求灵活配置；采用主处理器CPU设备。与FPGA协同进行数据处理，体积小巧，数据处理能嵌入式PLC开发系统力极强；有良好的人机交互界面，能够进行实时监测，操作便捷；提供多种通信接口，可以满足不同场合的通信要求；支持结构化文本(ST)、指令表(II)、梯形图(LD)、功能图块(FBD)及顺序功能

4、图(SFC)五种编程嵌入式PLC运行系统语言，能够实现复杂的逻辑控制；可在一30。C～6O℃的环境下运行，可靠性高。嵌入式PLC系统采用分布园式数据采集与集中处理的理念，进行模块化设计，包含了主处理器CPU模块、IO模块、通信模块、电源模块、底板等众多模块。在生产过程中，为保证嵌入式PLC』．—』墅一一～一～一一ll—人机交互IlI／0模块HillIl、系统的品质，需要进行大量且全面的生产测试。1嵌入式PLC系统整体架构图1风电场嵌入式PIC系统整体架构风电场嵌入式PLC系统总体架构如图1所示。2自动测试系统按照功能，可将嵌入

5、式PLC系统分为开发系统和运行目前使用的非标测试系统是为了满足嵌入式系统两大部分1]。PLC系统研发人员进行模块测试的需要而设计的临开发系统采用德国3s公司开发的CoDeSys系时测试解决方案，存在许多缺陷，随着市场开拓、产品统，基于IEC6l131—3标准编写嵌入式PLC系统应用需求量的增加，必将对测试人员的熟练度、测试工艺、软件，通过风河公司的Tornado软件实现操作系统和测试全面性以及测试周期等提出更高的要求，而现有系统软件的编辑定制、调试，并编译生成相应的配置文的测试工作状态将会成为限制产品产能的一个重要因件下载至运

6、行系统。运行系统主要是硬实时操作系统素。因此，实现嵌入式PLC系统的自动测试势在必VxWorks，通过CAN接口、串行通信口、网络通信口行。自动测试系统由待测嵌入式PLC系统、程控仪“十一五”国家科技支撑计划项目(2006AA05Z401)收稿日期：2015—04—02；修订日期：2015—12—18作者简介：戴建利(1989一)。男，湖南娄底人，在读硕士研究生，研究方向：新能源发电系统与技术。学兔兔www.xuetutu.com·2·机械工程与自动化2Ol6年第l期器、上位机、测试程序集一起构成闭环系统]，通过上滑动平均滤波

7、流程如图2所示。滑动平均滤波数位机控制程控仪器输出激励信号，获取模块状态，读取据处理速度快，能够进行高速数据采集，可以抑制周期输入输出数据在可视化界面上进行显示，同时将测试性的干扰，但对脉冲干扰作用很弱。结果以表格形式输出。3．1．4中值滤波3数字滤波技术中值滤波是对一个输入项进行N次连续采样，采在嵌入式PIc系统的自动测试过程中，要保证精用冒泡法对N个数据进行排序，取N／2的整数部分度与效率，实现整体动态测试并支持环境测试，必须对为k，计算求值：采集的数据进行处理，尤其是对温度、液位、流量、压力r1Jy一专(X十X+)当N为

8、偶数⋯等在通过传感器获取时输入与输出呈非线性关系的信·b号必须进行滤波，以消除或减少噪声和干扰信号对测ly—X当N为奇数试结果的影响。要过滤掉这些噪声和干扰信号，可以中值滤波可以过滤偶然波动和不稳定脉冲干采用硬件滤波电路与数字滤波技术l3]。硬件滤波需要扰E。在硬件电路中加入