Масштабирование, диапазон и признак достоверности
Цель: Перевести сигнал в инженерные единицы и исключить использование ошибочного числа как достоверного измерения.
4 акад. ч. Лекция, работа с документацией, практическое задание на учебной модели или согласованном стенде и самопроверка.
Линейное преобразование
Для линейной характеристики доля диапазона n = (x − xmin)/(xmax − xmin). Инженерное значение y = ymin + n × (ymax − ymin). Входные и выходные границы должны относиться к одной настроенной характеристике. Перед делением проверяют, что xmax не равно xmin; для вычислений выбирают тип, который не отбросит дробную часть.
Коды модуля не универсальны
Аналоговый модуль может предоставлять целый код АЦП, нормализованное число или уже инженерную величину. Нельзя переносить число 27648 с одной платформы на любую другую. Даже на одной платформе представление зависит от выбранного диапазона, типа модуля и настроек. Подключение 4–20 мА при конфигурации 0–20 мА меняет преобразование нижней точки и диагностику.
Нормализацию и масштабирование отделяют от фильтрации и обработки качества. Ограничение числа в интервале 0–100% полезно для некоторых представлений, но не должно стирать признак обрыва или перегрузки диапазона. Алгоритм должен получить и значение, и сведения о его применимости.
Фильтр, актуальность и единицы
Фильтр сглаживает шум, но добавляет запаздывание. Постоянную фильтра выбирают с учётом динамики процесса и периода вызова. Медленный фильтр уровня иногда допустим, но для быстрого процесса такая же задержка может ухудшить управление. Отдельно контролируют актуальность данных при сетевом измерении: красивый тренд последнего значения не делает старое измерение свежим.
Единицы должны совпадать во входных таблицах, ПЛК, HMI и уставках. Перепутанные бар и кПа дают ошибку в 100 раз. Не все первичные датчики являются токовыми передатчиками: термопары и термосопротивления требуют соответствующих входов, схем и настроек.
Практическое задание
Составьте таблицу для 4, 8, 12, 16 и 20 мА при диапазоне 0–10 бар. Ожидаемые результаты: 0; 2,5; 5; 7,5; 10 бар. Затем отдельно задайте сценарии обрыва, перегрузки диапазона и устаревшего сетевого значения. Для каждого запишите число на экране, признак качества и реакцию алгоритма. Ответ «ограничить всё нулём» не считается диагностикой.
Что нужно запомнить
- Перед масштабированием сверяют диапазон и представление данных.
- Фильтр не устраняет отказ датчика.
- Недостоверность нельзя скрывать ограничением числа.