控制系统开关量上升沿信号的准确获取处理方法与流程

本发明涉及浮法玻璃优化切割领域，具体涉及控制系统开关量上升沿信号的准确获取处理。

背景技术：

在浮法玻璃冷端生产中，缺陷检测系统、优化系统、切割系统、线控系统、堆垛系统等子系统之间需要进行数据的交换。开关量信号是工业控制系统中数据交换的主要方式之一，开关量信号为数字信号，它的变化不是连续的，即跳跃变化，故又有脉冲信号的说法。开关量信号通过高低电平标识不同的状态，其优点是响应速度快，实现简单。

在优化系统与切割系统以及缺陷系统的数据交换中，都使用开关量信号的上升沿作为事件同步的触发。同步信号就是给需要同步处理信息的设备提供相同时间参考的信号，切割机每计数一米发出一个持续一秒的高电平，即为一米同步信号，该信号用于系统同步，作为冷端其他系统事件同步的触发源。

优化系统以工业控制计算机为核心，工业控制计算机可以采集卡接收开关量信号，判断信号电平高低，但是由于工厂内线路复杂，线路上存在干扰信号，干扰信号会对开关量上升沿的判断产生影响。若把干扰信号当作有效信号处理，就会产生错误事件，导致计算结果错误或者产生错误指令。因此，工控机对开关量信号上升沿的处理必须能够准确获取有效信号的同时，还要能够排除干扰信号的影响。

技术实现要素：

针对现有技术存在的技术缺陷，本发明的旨在提供一种方法，通过对开关量信号上升沿的处理，排除干扰信号，获取信号上升沿发生的时刻，并将该上升沿作为设备间事件同步的触发源。

为了达成上述目的，本发明提供了一种控制系统开关量上升沿信号的准确获取处理方法，通过采集卡采集开关量信号，对开关量信号进行多次判断，获取有效信号上升沿出现的时刻，并排除干扰信号的影响。

一些实施例中，所述方法包括以下步骤：a)采集开关量信号，判断信号的电平，若为高电平，则不是上升沿起始状态，返回继续执行步骤a)，若为低电平，执行步骤b)；b)采集开关量信号，判断信号的电平，若为低电平，说明没有脉冲信号，返回继续执行步骤b)，若为高电平，执行步骤c)；c)由N个子步骤组成，N个子步骤前后相接，对于每一个子步骤，采集开关量信号，如果为低电平时，则表示在步骤b)处采集到的是干扰信号，对于前N-1个子步骤，采集到的开关量信号如果为高电平，执行下一个子步骤，对于第N个子步骤，如果采集到的信号为高电平，则表示在步骤b)处采集到的是有效信号。

一些实施例中，所述采集开关量信号由采集卡完成，工业控制计算机读取采集卡的缓冲区，从读取的二进制数据判断信号电平高低。

一些实施例中，所述有效信号为具有一定脉冲宽度的脉冲信号，以该脉冲信号上升沿发生的时刻作为事件的触发条件，干扰信号为现场其他设备或线路引起的脉冲宽度极短的脉冲。

一些实施例中，所述N个子步骤，N的取值与开关量信号高电平持续时间以及工业控制计算机读取数据周期有关。

本发明与现有技术相比，具有的有益效果是，通过对开关量信号的处理，精确的获取有效开关量信号上升沿发生的时刻，作为工业控制系统的输入事件使用，并且有效的排除了干扰信号的影响，避免错误事件信息的出现，保证了工业控制系统与其他设备之间信息传递的顺畅与准确。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1示出了根据本发明的具体实施方式的控制系统开关量上升沿信号的准确获取处理方法的流程图；

图2为本发明实施例2控制系统输入信号波形示意图；

图3为本发明实施例2有效信号处理示意图；

图4为本发明实施例2干扰信号处理示意图；

图5为本发明实施例3信号处理示意图。

具体实施方式

为了更好的使本发明的技术方案清晰的表示出来，下面结合附图对本发明作进一步说明。

图1示出了本发明的具体实施方式的一种控制系统开关量上升沿信号的准确获取处理方法。

如图1所示，根据本发明实施例的控制系统开关量上升沿信号的准确获取处理方法，通过采集卡采集开关量信号，对开关量信号进行多次判断，获取有效信号出现的时刻，并排除干扰信号的影响。一次开关量信号上升沿的处理方法包括以下步骤：

(1)采集开关量信号，判断信号的电平，若为高电平，则不是上升沿的起始状态，返回继续执行步骤1，若为低电平，执行步骤2。

(2)采集开关量信号，判断信号的电平，若为低电平，说明没有脉冲信号，返回继续执行步骤2，若为高电平，执行步骤3。

(3)由N个子步骤组成，N个子步骤前后相接，对于每一个子步骤，采集开关量信号，如果为低电平时，则表示在步骤2处采集到的是干扰信号。对于前N-1个子步骤，采集到的开关量信号如果为高电平，执行下一个子步骤，对于第N个子步骤，如果采集到的信号为高电平，则表示在步骤2处采集到的是有效信号。

开关量信号的采集由采集卡完成，工业控制计算机读取采集卡的缓冲区，从读取的二进制数据判断信号电平高低，并以此判断信号为有效信号还是干扰信号。有效信号为具有一定脉冲宽度的脉冲信号，以该脉冲信号上升沿发生的时刻作为事件的触发条件，干扰信号为现场其他设备或线路引起的脉冲宽度极短的脉冲。对于步骤3中的N个子步骤，N的取值与开关量信号脉冲宽度以及工业控制计算机读取数据周期有关。

下面结合附图1-5对本发明的技术方案进行详细的说明：

实施例1：

1.一种控制系统开关量上升沿信号的准确获取处理方法，如图1所示，通过采集卡采集开关量信号，对开关量信号进行多次判断，获取有效信号上升沿出现的时刻，排除干扰信号的影响。所述方法包括以下步骤：

(1)采集开关量信号，判断信号的电平，若为高电平，则不是上升沿的起始，返回继续执行步骤1，如果是低电平，执行步骤2。

(2)采集开关量信号，判断信号的电平，若为低电平，说明没有脉冲信号，返回继续执行步骤2，若为高电平，执行步骤3。

(3)由N个子步骤组成，N个子步骤前后相接，对于每一个子步骤，采集开关量信号，如果为低电平时，则表示在步骤2处采集到的是干扰信号。对于前N-1个子步骤，采集到的开关量信号如果为高电平，执行下一个子步骤，对于第N个子步骤，如果采集到的信号为高电平，则表示在步骤2处采集到的是有效信号。

开关量信号的采集由采集卡完成，工业控制计算读取采集卡的缓冲区，从读取的二进制数据判断信号电平高低，并以此判断信号为有效信号还是干扰信号。有效信号为具有一定脉冲宽度的脉冲信号，以该脉冲信号上升沿发生的时刻作为事件的触发条件，干扰信号为现场其他设备或线路引起的脉冲宽度极短的脉冲。对于步骤3中的N个子步骤，N的取值与开关量信号高电平持续时间以及工业控制计算机读取数据周期有关。

实施例2：

切割机每计数一米发出一个一米同步信号，该开关量信号为高电平。控制系统输入信号波形示意图如图2所示，周期性的出现高电平，高电平持续时间为1秒，无信号时为低电平。

工业控制计算机通过采集卡获取该信号，采样间隔为50ms。由于线路上的干扰信号脉冲宽度很短，只要N值的选择能够使判断时间大于干扰信号脉冲宽度，并且小于有效信号的宽度即可。例如选择N值为4，即步骤3采样判断四次，整个判断过程大于200ms。

采样判断过程如图3所示，在A2点执行步骤1，为低电平，在B2点执行步骤2，为高电平，在C2点执行步骤3的子步骤，判断为高电平，继续在D2，E2，F2执行步骤3的子步骤，都为高电平，最终判断此处为有效信号。

排除干扰判断过程如图4所示，在A3点执行步骤1，为低电平，在B3点执行步骤2，为高电平，在C3点为低电平，确认是干扰信号。

实施例3：

对于干扰信号与有效信号间隔很短的情况，通过调节信号采样间隔可有效解决出现的问题。例如当干扰信号恰好出现在有效信号前面时，就可能出现如图5所示的情况，在A4点执行步骤1，为低电平，在B4点执行步骤2为高电平，在C4、D4、E4、F4点执行步骤3，为高电平，确认在B4点采集到的有效信号，返回步骤1。然而B4点处却是一个干扰信号，由于干扰信号与有效信号距离太近，导致将有效信号的上升沿C4判断到了他前面出现的干扰信号B4上。只要采样间隔时间足够短，就可以缩短B4和C4的距离，按照本发明实施例2所选取的50ms信号采样间隔，B4和C4点之间相差最大50ms，如果生产线速度100mm/s，那么最大误差会达到5mm。只要将信号采样间隔适当缩短，例如缩短到10ms，那么即使遇到在有效信号之前出现一个距离很近的干扰信号的情况，最多也只会有1mm的误差，在可以接受的范围之内。

本发明与现有技术相比，具有的有益效果是，通过对开关量信号的处理，精确的获取有效开关量信号上升沿发生的时刻，作为工业控制系统的输入事件使用，并且有效的排除了干扰信号的影响，避免错误事件信息的出现，保证了工业控制系统与其他设备之间信息传递的顺畅与准确。

以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。