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开关量和模拟量是什么

时间:2021-01-27 作者:众山科技

  开关量和模拟量是什么?刚接触工控行业的人可能不太清楚。先说什么是开关量和模拟量。有哪些功能,有什么区别?

  开关量和模拟量是工业控制PLC中常用的数据,大部分输入输出都是通过开关量和模拟量传输的。

  开关量:

  开关量是指不连续信号的采集和输出,包括遥控采集和遥控输出。它有两种状态:1和0,这两种状态是数字电路中的开关性质,而功率是指电路的开、关或触点的开、关。“开”和“关”是电器最基本、最典型的功能。通用开关器件通过内部继电器实现开关输出。

  开关输出是指数字输出,输出0或1,用于控制外部信号灯和继电器等开关信号。开关输出功能有两种,一种是按字节输出;另一种是按位输出。

  开关量主要指输入输出的量,是指一个装置带来的辅助点,如变压器温控器带来的继电器辅助点(变压器超温后位移)、阀门凸轮开关辅助点(开关后阀门位移)、接触器辅助点(接触器动作后位移)、热继电器(热继电器动作后位移)。

  模拟量

  模拟量是指在一定范围内连续变化的量;即在一定范围(域)内,可以取任意值(值域内)。数字量是离散量,不是连续变量,只能取几个离散值,比如二进制数字变量只能取两个值。

  模拟量的使用是plc控制的一部分,模拟量的类型一般包括电压型和电流型。与电压型相比,电流型更稳定,抗干扰能力更强。模拟量的使用也有分辨率。一般有两种分辨率:12位和14位。对应值分别为0~4000和0~16000。对应的电压为0~10v,视用途而定。这种模拟量一般用于电压和数值的线性关系。还有一个模拟模块,用于转换采集的温度,具有非线性关系。

  模拟量一般是指井水位、水塔水位、水泵出口压力、出口流量等现场模拟量。需要通过多路复用芯片采集多路数据,通过模数转换器转换模拟量和数字量,然后将采集的数据处理给CPU。

  开关量与模拟量转换原理。

  1.数模转换器是将数字信号转换成模拟信号的系统,一般可以通过低通滤波来实现。首先,数字信号被解码,即数字码被转换到相应的电平以形成步进信号,然后被低通滤波。

  根据信号与系统理论,数字步进信号可以看作是理想脉冲采样信号与矩形脉冲信号的卷积,所以根据卷积定理,数字信号的频谱是脉冲采样信号频谱与矩形脉冲频谱(即Sa函数)的乘积。这样,利用Sa函数的倒数作为频谱特性补偿,可以将数字信号恢复为采样信号。根据采样定理,采样信号的频谱管理器希望通过低通滤波得到原始模拟信号的频谱。

  一般在实现中不直接使用这些原理,因为尖锐的采样信号很难获得,所以这两个滤波器(Sa函数和理想低通)可以合并(级联),并且因为这些系统的滤波特性在物理上是不可实现的,所以只能在实际系统中近似完成。

  2. 模数转换器是将模拟信号转换成数字信号的系统,它是一个滤波、采样保持和编码的过程。经过带限滤波和采样保持电路后,模拟信号变成阶梯形信号,再经过编码器,使阶梯形信号中的所有电平变成二进制码。