工业数据传输中使用的模拟量和开关量是指什么

2021-04-14 16:00:17 星创易联 73

  许多人对工业数据传输中使用的“模拟量”和“开关量”这两个词很陌生,不知道它们的含义。仅仅是字面意思,并不清楚它们分别代表了什么意思。为了观察采集到的数据以及设备的工作状态,通常需要同时传输这两种数据。对于一个参数来说,只有两种可能,不是模拟量的话必然是开关量。

  什么是模拟量?什么是开关量?

  模拟量是指连续变化的量,例如0~100度的温度,0~10Mpa的压力,1~5米的液位,0~100%的电动阀门开度等,这些量都是模拟量。

  开关量表示这个物理量有两种状态,即开关的通路和断路状态,继电器的关闭和开启,电磁阀的通和断,等等;开关量的状态即0和1,0表示通电,1表示断电。举例来说:按钮、开关、时间继电器、过流压力继电器,这类属于输入,有接触器,继电器,电磁阀的输出。换句话说:开关量是真实的对象,而模拟的量是虚拟的对象,比如在电脑上画画等等。

  对于控制系统,由于CPU是二进制的,每一个数据都只有“0”和“1”两种状态,所以开关的数量可以用CPU内部的一个比特来表示,例如,用“0”来表示开,用“1”来表示关。根据精度的不同,模拟量通常需要8位到16位的数字来表示模拟量。

  通常的模拟量是12位的,也就是2-12位的精度,最高精度大约是万分之二。自然地,在实际的控制系统中,模拟量的精度还受到模拟/数字转换器和仪表的精度限制,而且通常无法达到如此高的精度。

  开关量包括输入和输出,是一种仅具有0和1两种状态的数字信号。输入是从保护装置外部为保护装置而设置的接点。输出是指保护装置提供给外部设备的接点,供外部设备如开关、跳闸等关量只有两种相反的工作状态,如高低电平,继电器线圈的通电断电,触电断电断电,PLC可直接输入输出开关量信号。

  由于PLC不能直接处理模拟量,如电压、温度、压力、转速等连续变化的物理量,需要在模拟量输入模块中使用AD转换器,将模拟量转换成与输入信号成比例的数字量。可编程控制器中的数位量(如PID控制器的输出)需要通过模拟量输出模块中的DA转换器将其转换成与外部执行器(如电动调节器或变频器)相应的电压或电流


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