SIEMENS西门子 信号线 6FX5002-2DC20-1AJ0

                 出现错误时的响应 如果无法正确计算输出值，Filter_Universal 指令将输出替代输出值并输出错误消息为 ErrorBits >= 16#0002_0000 的错误。可使用变量 ErrorMode (页 5435) 定义替代输出值，如 下所述： ErrorMode Output 0 Input 参数值 1 SubstituteOutput 参数的值 2 上一个有效的滤波器输出值 0.0（如果不存在有效的滤波器输出值）。 3 0.0 以下内容还适用于 ErrorMode 变量的所有值： • 如果替代输出值不是一个有效的 REAL 值，则会将 0.0 作为输出值输出。 • 替代输出值限制在 REAL 数据类型的值范围 -3.402823e+38 .. +3.402823e+38 内。只有 这样才能在 Output 参数中输出替代输出值。 • 只有在设置了 Reset = FALSE 参数的情况下 ErrorMode 变量才有效。如果设置了 Reset = TRUE 参数，将在 Output 参数中输出 SubstituteOutput 参数的值或 0.0。 Error 参数指示是否存在错误处于未决状态。当错误不再处于未决状态时，Error 设为 FALSE。 ErrorBits 参数显示了已发生的错误。ErrorBits 具有保持性，仅通过 Reset 或 ErrorAck 参数的 上升沿来复位。 一旦不再有错误消息为 ErrorBits ≥ 16 0002_0000 的未决错误，Filter_Universal 就会恢复为 通过滤波算法计算输出值。切换取决于滤波器类型： • 对于高通和带通滤波器（Type = 1 或 2），设定滤波算法时假设其处于稳定状态且 Output = 0.0。如果 Input 参数保持不变，输出值将跳转到 Output = 0.0。如果 Input 参数改变， 输出值将跳转到适当的值。 • 对于低通和带阻滤波器（Type = 0 或 3），设定滤波算法时假定其处于稳定状态且 Output = SubstituteOutput。切换无扰动。

             Filter_Universal 工作原理 (S7-1500) 滤波参数 (S7-1500) 可以基于相应的变量指定滤波参数类型、频率、带宽、特性和阶，以实现所需的滤波行为。 滤波器类型 滤波器类型决定了输入信号的不同频率分量的一般传输行为。该类型由 Type 变量定义。 下表显示了不同的滤波器类型： 类型 描述 应用示例 0 低通滤波器： 此类滤波器允许低于截止频率的频率分量通过， 并使高于截止频率的频率分量衰减。 对测量的输入值进行降噪以获得更平滑的信号特性 1 高通滤波器： 此类滤波器允许高于截止频率的频率分量通过， 并使低于截止频率的频率分量衰减。 抑制直流或低频分量，例如信号中的直流分量 2 带通滤波器： 此类滤波器允许围绕中心频率的特定范围内的频 率分量通过，并使超出该范围的频率分量衰减。 通过包含更多频率分量的信号确定特定频率范围的有 用信号 3 带阻滤波器： 此类滤波器会使围绕中心频率的特定范围内的频 率分量衰减，而允许该范围之外的频率分量通 过。 使特定频率范围内的干扰衰减，例如线路频率产生的 干扰 频率和带宽 对于低通和高通滤波器，截止频率取决于 Frequency 变量。截止频率是增益降至 1/ √2≈0.707≈−3dB 时的频率。振幅为 1.0 且频率等于截止频率的正弦输入信号将产生振幅为 0.707 的正弦输出信号。 输出值与输入值之比（增益）取决于频率，可以在振幅响应中体现出来。值 0 dB 对应的增 益为 1.0。 下图显示了 Frequency = 100 Hz（Order = 10，Characteristic = 2）的低通滤波器的振幅响 应：带通和带阻滤波器具有低和高截止频率，其位置由中心频率和带宽定义。下表显示了针对此 类滤波器组态的相应变量： 变量 描述 Frequency 确定中心频率，即低和高截止频率的几何平均值。在对数频率缩放中，中心频率位于低 和高截止频率的中间。 Bandwidth 带宽决定了低和高截止频率之间的差异。它定义了要衰减或允许通过的频率范围的宽度。 下图显示了 Frequency = 100 Hz 且 Bandwidth 变量值不同（Order = 10，Characteristic = 2） 时的带通滤波器的振幅响应：可以使用的Zui大截止频率或中心频率取决于周期时间。允许的值范围是 Frequency < 0.5 / CycleTime.Value。 可以使用的Zui大带宽取决于周期时间和中心频率。允许的值范围是 Bandwidth < 0.5 / CycleTime.Value - Frequency. 说明 为了避免混叠，Filter_Universal 的采样率（= 1 / 周期时间）必须至少是所处理的信号或信 号分量的Zui大频率的两倍。建议设置低于此限制的周期时间。 示例：频率分量高达 100 Hz 的信号需要大于 200 Hz 的采样率。这对应于 5 ms 的Zui大周期 时间，但建议设置较低的值。滤波器阶数决定了衰减增至超出截止频率的速度。其对应于超出截止频率的振幅响应的斜率。 滤波器阶数由 Order 变量定义。 对于高阶滤波器： • 频率相同的情况下，衰减至超出截止频率更强烈。振幅响应显示更高的斜率。 • 增加 Filter_Universal. 的执行时间 • 在 Butterworth 和 Chebyshev 滤波器特性（ Characteristic 变量 = 1 或 2）的输入跳转之 后，阶跃响应的过冲增加。 对于带通和带阻滤波器，建议仅使用高阶滤波器；否则，在围绕中心频率的频率范围内，可 能达不到理想的滤波效果。 可以使用 Order 变量组态 0 到 10 的滤波器阶数。 如果设置为 Order = 0，则滤波器不起作用，Output = Input。 特性 滤波器特性由 Characteristic 变量定义。 这将影响： • 通带中振幅响应的纹波 • 超出截止频率的振幅响应的斜率（衰减增加的速度有多快） • 输入跳跃后阶跃响应中的过冲可以基于 Characteristic 变量为 Filter_Universal 组态三个特性： 特性 描述 0 Bessel： 此类滤波器在通带内振幅响应平坦。超出截止频率的振幅响应的斜率小于 Butterworth 滤波器和 Chebyshev 滤波器。阶跃响应仅显示出很小的过冲。 1 Butterworth： 此类滤波器在通带内振幅响应平坦。超出截止频率的振幅响应的斜率大于 Bessel 滤波 器，小于 Chebyshev 滤波器。阶跃响应的过冲大于 Bessel 滤波器，小于 Chebyshev 滤 波器。 2 Chebyshev 类型 I： 此类滤波器在通带中的振幅响应纹波为 0.5 dB。超出截止频率的振幅响应的斜率大于 Bessel 滤波器和 Butterworth 滤波器。与 Bessel 滤波器和 Butterworth 滤波器相比，阶 跃响应显示出更大的过冲。 下图显示了不同阶数和特性值对低通滤波器振幅响应的影响：更改滤波参数 在滤波算法计算输出值之前，Filter_Universal 需要基于滤波参数确定一次滤波系数。在以下 情况下会触发该确定过程： • CPU 工作状态从 STOP 转为 RUN 后首次执行时 • 每次滤波参数发生更改时 • 执行“加载起始值作为实际值”时 在此过程中检查滤波参数的以下条件： • 0.0 < Frequency < 0.5 / CycleTime.Value • 0.0 ≤ Bandwidth < 0.5 / CycleTime.Value - Frequency • 0 ≤ Type ≤ 3• 0 ≤ Characteristic ≤ 2 • 0 ≤ Order ≤ 10 如果这些条件中有一个条件未满足，同时 Reset = FALSE，则无法通过滤波算法正确计算输 出值。在这种情况下，将输出错误消息，并在 Output 参数中输出替代输出值，直至所有滤 波参数的值均有效。 当所有值均有效时，将确定一次滤波系数，并在内部保存以供滤波算法计算使用。 输出值对滤波参数有效更改的响应，取决于滤波器类型： • 对于高通和带通滤波器（Type = 1 或 2），设定滤波算法时假设其处于稳定状态且 Output = 0.0。如果 Input 参数保持不变，输出值将跳转到 Output = 0.0。如果 Input 参数改变， 输出值将跳转到适当的值。 • 对于低通和带阻滤波器（Type = 0 或 3），设定滤波算法时假定其处于稳定状态且 Output = SubstituteOutput。切换无扰动。 对于时间关键型应用，应考虑到，确定滤波系数时，计算滤波算法需要的时间是执行时间的 数倍。 初始化输出值 (S7-1500) Output 参数的第一个值在首次执行以下操作后将被初始化： • CPU 的工作状态从 STOP 变为 RUN • 针对“所有值”选项执行“加载初始值作为实际值” Output 参数的第一个值取决于滤波器类型： • 对于高通和带通滤波器（Type = 1 或 2），Output 参数的第一个值等于 0.0。 • 对于低通和带阻滤波器（Type = 0 或 3），Output 参数的第一个值可以通过 StartMode 变量组态。 对于后续调用，Filter_Universal 从该初始化值开始计算输出值，同时考虑输入值和滤波参数。以下内容还适用于 StartMode 变量的所有值： • StartMode 变量和滤波参数不具有保持性。每当 CPU 的操作状态从 STOP 切换为 RUN 后， 这些变量都将通过起始值进行初始化。确保在首次调用 Filter_Universal 指令时，在 CPU 的工作状态从 STOP 切换到 RUN 后，这些变量具有合适的值以实现所需行为。 • 通过 StartMode 选择的值jinxian于 REAL 数据类型的取值范围。只有这样才能在 Output 参 数中输出。 • 如果通过 StartMode 选择的值不是有效的 REAL 值，则替代输出值将在 Output 参数中输 出。替代输出值通过 ErrorMode 变量组态，并且jinxian于 REAL 数据类型的取值范围。如 果替代输出值也不是有效的 REAL 值，则将在 Output 参数中输出 0.0。对于后续调用，此 指令将从该替代输出值开始计算输出值。 • 仅当已设置参数 Reset = FALSE 且同时没有错误消息为 ErrorBits ≥ 16#0002_0000 的错误 处于未决状态时，StartMode 变量才会作用于 Output 参数。如果设置了 Reset = TRUE 参 数，则 SubstituteOutput 参数值将在 Output 参数中输出。如果有错误消息为 ErrorBits ≥ 16#0002_0000 的错误处于未决状态，则在 ErrorMode 变量中组态的替代输 出值会在 Output 参数中输出。