【非标自动化】3、AutoShop快速理解（配置-输入滤波）

一、输入滤波到底是什么PLC 的 X0、X1、X2……是数字量输入点。现场按钮、接近开关、光电传感器、继电器触点等信号并不一定会干净地从 0 直接变成 1而可能在很短时间内反复跳动理想信号 OFF ─────────── ON ─────────── 实际信号 OFF ────── ON-OFF-ON-OFF-ON ── 短时间抖动、干扰如果 PLC 把每一次短暂变化都当成有效输入程序就可能误动作。输入滤波的作用就是要求输入信号必须连续稳定一段时间PLC 才承认它发生了变化。例如普通输入滤波设置为10 msX0 外部端子由 OFF 变为 ON必须连续保持 ON 约 10 msPLC 内部的 X0 才变为 ON只有 2 ms、5 ms 的干扰脉冲通常会被忽略。同样输入从 ON 变为 OFF 时一般也需要稳定达到滤波时间后PLC 才确认变为 OFF。因此滤波不仅会过滤干扰也会带来一定的输入响应延迟。二、截图中的两组配置分别是什么截图中有两套滤波参数普通输入滤波 X0X710 ms 高速输入滤波 X0X310 × 0.1 μs X4X710 × 0.1 μs它们不是同时以同一种方式作用而是取决于输入点当前被当作什么类型使用。1. 普通输入滤波截图显示X0X710 ms括号中写着普通指令中使用起效也就是当 X0X7 被普通梯形图触点、普通逻辑指令读取时使用这一组滤波时间。例如X0启动按钮 X1停止按钮 X2气缸到位传感器 X3物料检测光电当滤波设置为 10 ms 时外部信号稳定约 10 ms 后普通程序中的 X 点状态才会改变。这主要用于按钮触点去抖继电器触点去抖抑制电磁阀、电机、接触器产生的瞬时干扰防止传感器输出线上出现短毛刺避免 PLC 在一个干扰脉冲下误判到位、启动或报警。2. 高速输入滤波截图显示X0X310 × 0.1 μs X4X710 × 0.1 μs括号中写着高速输入中使用起效这里不是毫秒而是以0.1 μs为单位。当前值为 10因此实际滤波时间是10 × 0.1 μs 1 μs高速输入滤波主要给这些功能使用高速计数器编码器脉冲输入脉冲频率测量外部高速中断原点、限位等需要高速响应的特殊输入其他依赖高速输入硬件的功能。高速脉冲本身可能只有几十微秒甚至几微秒如果仍然使用 10 ms 普通滤波脉冲会全部被过滤掉所以高速输入需要单独设置微秒级滤波。三、为什么普通输入和高速输入要分开设置假设一个编码器输出频率是 10 kHz。一个周期为1 ÷ 10000 Hz 100 μs如果滤波设置为 10 ms10 ms 10000 μs一个脉冲周期才 100 μs而 PLC 要求信号稳定 10000 μs 才承认那么所有脉冲都会被忽略。因此普通按钮、到位传感器需要毫秒级滤波编码器、高速计数需要微秒级滤波。这就是 AutoShop 将两者分开的原因。四、滤波值越大和越小分别有什么影响滤波时间越大优点抗干扰能力更强更容易过滤按钮抖动更容易过滤短暂毛刺普通信号更稳定。缺点输入响应变慢很短的有效信号可能被过滤高速脉冲可能丢失到位、急停、限位等动作会出现额外延迟。例如普通滤波设置为 20 ms传感器已经检测到物料PLC 可能要再等待约 20 ms 才看到 X 点导通。滤波时间越小优点响应速度更快能识别更窄的脉冲适合高速计数和快速检测。缺点更容易受到电磁干扰按钮和机械触点可能反复跳变线路布置不好时容易误触发对屏蔽、接地、布线要求更高。所以输入滤波不是越大越好也不是越小越好而是要在抗干扰能力 和 信号响应速度之间取得平衡。五、截图中的默认值如何理解普通输入10 ms这是一个比较常见、比较稳妥的普通数字量输入滤波值。适合启动按钮停止按钮选择开关普通接近传感器普通光电传感器气缸磁性开关普通到位信号普通报警信号。对于大多数非标自动化的普通开关量信号初期可以先保持10 ms。高速输入10 × 0.1 μs实际为1 μs这表示高速输入只过滤持续时间小于约 1 μs 的极短毛刺而正常的高速脉冲可以通过。这个数值非常小适合高速脉冲输入但现场抗干扰不仅依靠软件滤波还需要使用屏蔽双绞线信号线与动力线分开正确接地编码器输出类型与 PLC 输入匹配控制线不要与变频器输出线并行必要时使用差分信号或专用高速输入模块。六、普通输入滤波应该怎么配置可以按照输入元件分类配置。输入信号建议思路按钮、选择开关520 ms继电器触点520 ms气缸磁性开关510 ms普通接近传感器110 ms普通光电检测110 ms快速通过的物料检测适当减小安全类快速输入根据安全要求和硬件设计决定编码器、高速脉冲不使用普通毫秒级滤波高频计数信号使用高速输入滤波这些数值是配置思路不是所有设备都固定使用同一个值。七、如何判断普通滤波设置得太大假设传送带上的一个小物料只遮挡光电传感器 5 ms。如果输入滤波设置为 10 ms物料信号持续时间5 ms PLC要求稳定时间10 ms结果是 PLC 可能完全检测不到这个物料。所以配置普通输入滤波时要考虑有效输入信号最短会持续多长时间原则上有效信号持续时间必须明显大于滤波时间。例如有效信号最短持续 50 ms配置 5 ms 或 10 ms 通常问题不大有效信号只持续 2 ms就不能配置 10 ms 普通滤波。八、高速输入滤波应该怎么配置高速滤波配置的核心是滤波时间必须小于有效脉冲的高电平或低电平持续时间。假设高速计数脉冲频率为 100 kHz占空比约 50%。周期为T 1 ÷ 100000 10 μs高电平约 5 μs低电平约 5 μs。如果高速滤波时间配置为 1 μs通常可以识别有效高电平5 μs 滤波时间1 μs如果配置成 6 μs高电平只持续 5 μs就可能被过滤掉。一个实用估算方法对于频率为f、占空比约 50% 的脉冲周期 T 1 / f 高电平时间约为 T / 2 低电平时间约为 T / 2滤波时间应小于高电平和低电平中的较短者并留出余量。例如 20 kHz周期 1 ÷ 20000 50 μs 高电平约 25 μs 低电平约 25 μs设置 1 μs、2 μs一般可以设置成 20 μs就已经比较接近有效脉宽风险明显增加。九、X0X3与X4X7为什么分开设置截图中高速输入分成X0X3 X4X7通常是因为这些输入点在 PLC 硬件内部被划分成不同输入组可能具有不同的高速输入通道不同的硬件滤波电路不同的高速计数资源不同的端口寄存器不同的最高输入频率能力。因此 AutoShop 允许分别设置两组高速滤波值。具体哪一个 X 点支持多高的计数频率、可以分配给哪个高速计数器还要结合 Easy523 对应的硬件手册和高速输入资源表不能仅凭这个窗口判断。十、普通输入滤波与程序扫描周期不是一回事这两个概念容易混淆。输入滤波时间表示外部信号必须稳定多长时间PLC 才承认输入变化。PLC扫描周期表示 PLC 执行一轮程序需要多长时间。完整过程可以理解为外部传感器动作 ↓ PLC输入电路接收到电压变化 ↓ 输入滤波确认信号稳定 ↓ 更新PLC内部输入状态 ↓ 程序扫描时读取X点 ↓ 执行梯形图逻辑 ↓ 更新输出所以总响应时间可能包括输入滤波时间 输入刷新等待时间 程序扫描时间 输出刷新时间 执行元件动作时间例如输入滤波10 ms PLC扫描2 ms从传感器动作到程序作出反应可能不是精确的 10 ms而是大约 1012 ms另外还要考虑输出端和执行机构的响应。十一、输入滤波不能代替正确布线滤波只能屏蔽一定宽度的干扰脉冲不能解决所有电气问题。如果现场存在这些问题传感器线与伺服电机线绑在一起变频器输出线与编码器线并行屏蔽层接法不正确0V基准不稳定PNP/NPN接线错误电源波动传感器输出与PLC输入不匹配接线端子松动单纯增大滤波值可能只是暂时掩盖问题。正确顺序应该是先保证选型和接线正确 → 再做好强弱电隔离、屏蔽和接地 → 最后通过输入滤波消除剩余的短脉冲干扰十二、在当前 Easy523 项目中怎么配置当前阶段可以先这样处理普通输入滤波暂时保持X0X710 ms做普通按钮、传感器、气缸到位等 Demo 时这个值基本合适。例如X0启动按钮 X1停止按钮 X2光电传感器 X3气缸原位 X4气缸到位这些都可以先使用 10 ms。高速输入滤波暂时保持X0X310 × 0.1 μs 1 μs X4X710 × 0.1 μs 1 μs在还没有使用编码器、高速计数器和高速中断之前不需要特别调整。以后做编码器 Demo 时再根据编码器最大输出频率PLC输入点最高频率信号占空比现场干扰情况高速计数器使用的X点重新评估高速滤波值。十三、可以通过一个简单Demo直接理解建立一个最简单的测试程序X0 ───────────── (Y0)让 X0 直接控制 Y0。然后依次把普通输入滤波设置为0 ms 10 ms 100 ms 500 ms测试按下和松开 X0 对应按钮时观察AutoShop在线监控中 X0 何时变化Y0 指示灯何时变化按键快速点击是否能够被识别。当设置为 500 ms 时按键如果只按 200 msPLC可能完全不承认这次输入必须持续按住超过约 500 msX0 才会变为 ON。这个 Demo 能非常直观地说明输入滤波本质上是在判断“这个输入状态究竟是真的还是一闪而过的干扰”最终理解AutoShop 中的输入滤波配置本质上是在配置 PLC 数字量输入的有效信号最短持续时间普通输入滤波 面向按钮、普通传感器、继电器触点等慢速开关量 以毫秒为单位重点是抗干扰和触点去抖。 高速输入滤波 面向编码器、高速计数、脉冲测量等高速信号 以0.1微秒为单位重点是在过滤极短毛刺的同时保留有效脉冲。当前截图中的配置可以读作X0X7作为普通输入使用时 信号需要稳定约10 ms才被确认。 X0X7作为高速输入使用时 过滤时间为10 × 0.1 μs也就是1 μs。