Analogwertdämpfung über 36 Real-Messwerte zur Istwertglättung (FB32)
Beschreibung:
Der Baustein dämpft
(glättet) einen (z.B. schwankenden) Messwert. Mit jeder Flanke am
Eingang „Arbeitstakt“ wird eine neue Mittelwertbildung angestossen. Es wird der
Mittelwert über 36 Eingangswerte gebildet. Liegt z.B. ein Arbeitstakt mit einer
Periodendauer von 1Sek. (2 Berechnungen pro Sekunde) an, so mittelt der
Baustein stetig alle Messwerte der vergangenen 18,0 Sekunden.
Der Baustein berechnet nicht
den linearen Mittelwert über die letzten 36 Eingangswerte sondern gewichtet die
neusten Eingangswerte stärker als die älteren Eingangswerte. Dies ist nützlich
bei einer Istwertglättung für einen Regelkreis. Oft muss ein zappeliger Istwert
vor einem (PID)Regler bedämpft werden. Falls diese Bedämpfung zu träge
ausfällt, so verliert der Regelkreis unnötig an Dynamik und verschlechtert
daher seine Regeleigenschaften. Da die Taktfrequenz am Eingang „Arbeitstakt“
hoch gewählt werden kann z.B. 200ms. Aufgrund der Speichertiefe über 36
Messwerte liegt die Speicherzeit(200ms-Takt) somit bei 3,6 Sekunden
(Alle 100ms eine Messwertabtastung). Die mittlere Verzögerung läge bei üblicher
linearen Messwertmittelung in diesem Beispiel bei 1,8Sekunden. Da in
diesem Baustein die jüngsten Messwerte stärker gewichtet sind liegt in
diesem Fall die mittlere Verzögerung (Reaktionsgewicht am Ausgang) bei 0,46Sekunden.
Somit ist die mittlere Verzögerung nahezu 4mal schneller als bei normaler linearer
Messwertmittelung und der Messwert wird dennoch ordentlich geglättet.
Der Eingangswert wird nach
folgender Formel geglättet:
Zahlenbereich:
Der Baustein arbeitet in dem
Zahlenbereich von –1,89045E+37 bis 1,89045E+37 ohne Rundungsfehler, sofern
keine allzugrossen Zahlensprünge am Eingang über mehrere Zehnerpotenzen
vorliegen. (Siehe Darstellung und Rechenfehler von REAL-Zahlen in Step7 Hilfe)
Bei sehr grossen negativen
oder sehr grossen positiven Zahlenwerten, die über die Darstellbarkeit von REAL
Zahlen hinausgehen wird um Rechenfehler zu vermeiden der Eingangswert
ausgesetzt, solange bis wieder eine gültige REAL-Zahl am Eingang auftaucht.
Solange meldet der Ausgang „Zahlenbereich_Fehler“ den Überlauf.
Eingang:
Arbeitstakt (BOOL) Mit jeder pos. Flanke diese Taktsignales wird ein Berechnungszyklus durchgeführt.
Eingangswert (REAL) Zu glättender Zahlenwert
Ausgang:
Mittelwert_Ausgang (REAL) geglätteter Ausgangswert.
Zahlenbereich_Fehler (BOOL) meldet eine Überschreitung des Real-Zahlenbereiches des Eingangswertes.
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