2、控制系统的工程规划

1、设计原则

（1） 最大限度的满足控制要求；

（2）最大程度的简化系统，经济、实用；

（3）系统要安全可靠；

（3）要便于后期维护和扩展。

2、设计要求

（1）满足控制要求：深入现场、研究工艺；研究机械、气动、液压工作原理，充分了解设备、生产机械需要实现的动作和应具备的功能。；掌握各工艺参数之间的关系以及设备中各种执行元件的性能关于参数。

总体方案完成后，设计人员应与工艺、机械、电气等设计人员、操作者、用户、供应商等，对方案进行评审。

（2）确保安全可靠；

（3）简化系统结构。

3、设计的一般步骤

 （1）系统规划：明确控制要求、确定系统类型、明确硬件配置；选择控制主机型号，确定I/O模块的数量与规格，选择特殊工行能模块；选择人机界面、检测仪表、执行仪表等；选择系统软件和组态软件。

（2）硬件设计：技术设计阶段。控制原理图、连接图、元件布置图、接线图等基本图样，必须捏完整的仪表电器元件与配套件清单，提供给采购部门。

（3）软件设计：编制用户程序、特殊功能模块控制软件、确定CPU模块及功能模块的设定参数。可实现进行离线调整与测试。

（4）现场调试：检查、优化系统硬件、软件设计，提高系统的安全性、可靠性和实用性。

（5）编制技术文件：正确、全面，与图纸实物保持一致。

4、硬件选配，控制软件：采集数据的处理

　　AI模块的入口处设置硬件模拟RC滤波器。抑制高频干扰，但对低频干扰滤波效果不佳。

　　数字滤波对低频干扰是一种有效的抑制方法，实质是软件滤波。

　　（1）限幅滤波法：有效克服偶然因素引起的脉冲干扰，缺点是无法抑制周期性干扰，平滑度差。

　　当|y(n)-y(n-1)|<=A时，取y(n)，当|y(n)-y(n-1)|>A时，取y(n-1)。

　　（2）中位值滤波法：连续采样N次（N取奇数），按照大小排序，取中间值为本次有效值。克服偶然因素的波动干扰，对温度、液位的变化缓慢的被测参数有良好的滤波效果。但对流量、速度等快速变化的参数不宜采用。

　　（3）算术平均滤波：取N个数，并进行平均。N大是型号平滑度较高，但灵敏度较低。N小时，信号平滑度低，但灵敏度高。N的取值一般为：流量，N=12；压力,N=4；液位：N=4-12；温度，N=1-4。具有随机干扰的信号进行滤波。对于测量速度较慢，或快速实时控制不适用。

　　（4）递推平均法：把N个采样值看成队列，新进老出，维持N个数据，并进行平均运算。对周期性干扰有良好的抑制作用，平滑度高，适用于高频震荡系统。缺点，灵敏度低，对偶然出现的脉冲性干扰的一直作用差。不易消除脉冲干扰引起的采样偏差。

　　（5）中位值平均滤波法：结合中位值和平均滤波，去掉最小值和最大值，并求平均。对偶然的脉冲干扰有良好得到抑制作用。

　　（6）限幅平均滤波：限幅+递推平均滤波法，先进性限幅处理，然后进行平均滤波。克服了平均滤波不能抑制脉冲信号影响的问题。占用存储器RAM的资源较多。

　　（7）一阶滞后滤波法：本次滤波结果=aX上次滤波结构+（1-a）X本次采样值。

　　（8）加权递推平均滤波：对递推平均滤波的改进，不同时间乘以不同的权重。对有较大纯滞后时间常数的对象。和采样周期较短的系统有较好的效果。

　　（9）消抖滤波：如果采样值=当前有效值，计数器不加1，如果不等于，则计数器加一，当计数器的技术大于N时，使采样值=当前有效值。然后计数器置位。对于变化缓慢的被测出参数有良好的滤波效果，可避免在临界值附近控制器的反复开/关跳动或显示器上数值 抖动。对于快速变化的参数不宜采用。

　　（10）限幅消抖滤波：结合。对快速变化的参数不宜采用。

位移传感器干扰产生解释：

首先，出现该现象检查连接线绝缘是否有破损的现象，且很有规律地跟机器的外壳接触而导致的对地短路。
         其次，安装直线位移传感器需要有较好的对中性。允许有±0.5mm的平行度偏差。有±12°的角度偏差。但是度误差和角度误差都不能有太大的偏差。
         再次，不可以接错直线位移传感器的三条线。不以调换电源线和输出线。若接错上面的线，就会出现较大的线性偏差。容易出现跳动的现象等等。
         还有受高调频干扰和静电干扰都有可能让直线位移传感器的电子尺的显示数字跳动的。所以，要分开线槽电子尺的信号线与设备的强电线路。电子尺必须强制性地接地。信号线需要使用屏蔽线，而且电箱的一段应该跟屏蔽线接地的。
         如果有高频干扰的时候，通常使用万用表的电压测量就会显示正常，但是显示数字就是会跳动不停的；而出现静电干扰时，出现的情况也是跟高频干扰一样的。要证明看是否是静电干扰时，只需用一段电源线把电子尺的封盖螺丝跟机器上的某一些的金属短接起来就可以了，只要一短接起来，静电干扰就会马上消除掉。

5、下为控制软件的设计规划

（1）划分任务和区域

　　复杂的过程划分功能区域和单个任务。

（2）单个功能区域的描述

　　电气、机械和逻辑输入或输出；单个任务之间的互锁和相互关系。

（3）列出仪表I/O和创建I/O图

　　写完每个设备的物理描述后，需要绘制每个设备或任务区域的输入和输出图。

（4）建立安全要求，互锁、紧急情况下的手动等。

（5）操作器件设计，

（6）创建组态图，CPU、I/O型号、组态物理输入和输出。

6、监控画面设计

　　主要显示内容，相貌显示画面，过程显示画面（有利于对工艺流程的了解），仪表面板显示画面，操作点显示画面，趋势显示画面，报警显示画面，电子表格、系统显示画面（控制系统的组成，外围设备等）。