每周一个编程小例子：根据阈值更新输入

剑指工控星期六, 07/19/2025 - 18:56 发表

引言

随着自动化技术的不断进步，PLC（可编程逻辑控制器）在工业控制领域的应用越来越广泛。PLC 程序是实现自动化控制的核心，其功能块结构能有效提高程序的可读性和维护性。今天我们将介绍一个检测输入值变化的程序，“ThresholdChangeDetector”功能块通过对输入值变化的判断，提供了一种非常实用的值更新机制。今天，我们将通过这篇文章，详细解析这一程序，帮助大家更好地理解它的工作原理、应用场景及其拓展思考。

1 程序代码与介绍

下面是完整的 PLC 程序代码(代码基于 TIA 平台的 SCL 语言)：

FUNCTION_BLOCK "ThresholdChangeDetector"
{ S7_Optimized_Access := 'TRUE' }
VERSION : 0.1
VAR_INPUT
CurrentValue : Real; // 当前输入值
ChangeThreshold : Real := 1.0; // 变化范围
END_VAR
VAR_OUTPUT
OutputValue : Real; // 输出值
END_VAR
VAR
PreviousValue : Real; // 上次的输入值
END_VAR
BEGIN
// 当前值与上次值的差与阈值比较
IF ABS(#CurrentValue - #PreviousValue) > #ChangeThreshold THEN
#OutputValue := #CurrentValue; // 如果变化超过范围，输出当前值
#PreviousValue := #CurrentValue; // 更新上次值
ELSE
#OutputValue := #PreviousValue; // 否则输出上次的值
END_IF;
END_FUNCTION_BLOCK

2 程序解析

变量定义

CurrentValue（当前值）：此输入变量表示当前传入的值，类型为Real，用于与之前的值进行比较。
ChangeThreshold（变化范围）：该输入变量定义了当前值和上次值之间变化的阈值，默认值为 1.0。当当前值与上次值的差异大于该阈值时，输出当前值。
OutputValue（输出值）：该输出变量表示最终的计算结果。如果变化超过阈值，则输出当前值；否则，输出上次值。
PreviousValue（上次值）：该变量用于存储上次的输入值。每次变化超过阈值时，会被更新为当前值。

程序逻辑

程序首先通过ABS函数（绝对值）计算当前值与上次值的差值，并与预设的变化阈值进行比较。
如果差值大于阈值，意味着当前值发生了较大变化，程序会将OutputValue设置为当前值，并更新PreviousValue为当前值。
如果差值小于等于阈值，说明变化不明显，程序将保持OutputValue为上次值，即不进行更新。

3 应用场景

这个功能块主要应用于需要对数据变化进行敏感处理的场合。例如：

温度控制系统：在温度传感器采集的实时数据中，我们可能只关心温度发生明显变化时才进行处理。例如，当温度波动超过某个阈值时，系统才会触发报警或调整加热设备的工作状态。

物料流量控制：在工业生产中，物料的流量可能会受到各种因素的影响。此功能块可以用来判断流量的波动是否超过设定范围，从而在波动较大时触发控制动作。

实时数据监控系统：在需要稳定数据流的监控系统中，可能需要忽略微小波动，只有在数据发生显著变化时才执行进一步的操作，如报警或通知。

PID 控制系统中的应用：在 PID（比例-积分-微分）控制系统中，常常需要对过程变量进行精确控制。例如，在温度控制系统中，PID 控制器需要根据设定值和实际测量值之间的误差调整输出。如果误差的变化非常小，可能不需要立即调整输出，以避免频繁的调节导致系统不稳定。通过引入“ThresholdChangeDetector”功能块，PID 系统可以避免在误差波动较小时就进行调节，提升系统稳定性。当误差变化大于设定阈值时，PID 控制器才会进行相应的调整，这样可以提高控制效率并减少系统的干扰。

4 拓展思考

这个功能块虽然简单，但在多个应用场景中都能派上用场。通过调整输入参数，用户可以灵活地控制对变化的敏感度。我们可以进一步拓展此功能块的应用：

增加历史记录功能：当前版本只保存上一次的输入值，未来可以考虑添加一个历史值的存储机制，用于比较更长时间内的变化趋势。

动态阈值：我们可以设计一个更智能的变化阈值，允许根据不同的时间段、环境或工作状态动态调整阈值，以实现更精细的控制。

多变量监控：该功能块目前仅处理单一输入值，可以扩展为处理多个输入值，并对多个变量的变化进行综合判断。

总结

ThresholdChangeDetector功能块提供了一种简单而高效的方式，用于检测输入值的变化，并根据设定的阈值决定是否更新输出值。通过这种方式，我们能够在多个应用场景中实现对数据波动的灵敏控制，避免无关的微小变化影响系统的操作。希望本文的解析能帮助您更好地理解 PLC 编程中的这一常用技巧，并为您的项目带来帮助。随着工业自动化需求的不断提升，类似的功能块将继续发挥重要作用，值得我们进一步探索与应用。

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