模拟量信号和开关量信号的重要区别及应用

模拟量信号和开关量信号的区别及应用

提起PLC和变频器，相信很多的电工老师傅都非常了解，甚至于每天都在接触PLC和变频器，老师傅们都知道开关量控制和模拟量控制是PLC和变频器经常使用的2种控制方式，都应用非常广泛。

一、开关量信号

1、开关量信号简单的说:就是类似于通断的信号，一般只有两种状态，接通或者断开，在自动化控制电路中我们一般就是通过NO常开点和NC常闭点的通断变化来达到控制设备的目的。

在微机应用系统中，通常要引入一些开关量的输出控制(如继电器的通/断)及状态量的反馈输入(如机械限位开关状态、控制继电器的触点闭合等)。这些控制动作都和强电(大电流、高电压)控制电路联系在一起，合理地设计和应用十分重要。如果应用不当而形成了强电控制电路，则会对微机应用系统造成严重干扰，会导致微机系统不能正常工作。

2、开关量输入一般用DI表示，开关量输出一般用DO来表示。

3、常用的开关量信号的电气设备:

例如:电接点压力表，压力开关，行程开关，接近开关，感应开关，继电器类的信号等等。

二、模拟量信号

1、模拟量输入/输出通道是微型计算机与控制对象之间的一个重要接口，也是实现工业过程控制的重要组成部分。在工业生产中，需要测量和控制的物理量往往是连续变化的量，如电流、电压、温度、压力、位移、流量等。为了利用计算机实现对工业生产过程的自动监测和控制，首先要能够将生产过程中监测设备输出的连续变化的模拟量转变为计算机能够识别和接受的数字量。模拟量信号一般可以分为模拟量电压信号和模拟量电流信号两种，一般标准的信号为（1-5）V和（4-20）mA，当然也有其他的模拟量信号类型，例如:（0-10）V或者（0-20）mA 等等。

2、模拟量输入信号一般用AI表示，模拟量输出信号一般用AO来表示。

3、常用的模拟量信号的电气设备:

例如:远传压力表，模拟电位器，压力变送器，温度变送器，热电阻，变送器类的信号等等。

特别提醒:热电偶属于mV信号，要特别注意区分清楚。

三、模拟量和开关量信号可以转化

我们可以通过两个模块来进行转换，D/A转化模块或者A/D转化模块。

D/A转换模块:可以将开关量控制信号转化为模拟量信号控制。

A/D转换模块:可以将模拟量控制信号转化为开关量控制信号。

附加：在工业自动化控制中，经常会遇到开关量，数字量，模拟量，离散量，脉冲量等各种概念，而人们在实际应用中，对于这些概念又很容易混淆。现将各种概念罗列如下：

1、开关量：一般指的是触点的“开”与“关”的状态，一般在计算机设备中也会用“0”或“1”来表示开关量的状态。开关量分为有源开关量信号和无源开关量信号，有源开关量信号指的是“开”与“关”的状态是带电源的信号，专业叫法为跃阶信号，可以理解为脉冲量，一般的都有220VAC, 110VAC,24VDC,12VDC等信号，无源开关量信号指的是“开”和“关”的状态时不带电源的信号，一般又称之为干接点。电阻测试法为电阻0或无穷大。

2、数字量：很多人会将数字量与开关量混淆，也将其与模拟量混淆。数字量在时间和数量上都是离散的物理量，其表示的信号则为数字信号。数字量是由0和1组成的信号，经过编码形成有规律的信号，量化后的模拟量就是数字量。

3、模拟量：模拟量的概念与数字量相对应，但是经过量化之后又可以转化为数字量。模拟量是在时间和数量上都是连续的物理量，其表示的信号则为模拟信号。模拟量在连续的变化过程中任何一个取值都是一个具体有意义的物理量，如温度，电压，电流等。

4、离散量：离散量是将模拟量离散化之后得到的物理量。即任何仪器设备对于模拟量都不可能有个完全精确的表示，因为他们都有一个采样周期，在该采样周期内，其物理量的数值都是不变的，而实际上的模拟量则是变化的。这样就将模拟量离散化，成为了离散量。

5、脉冲量：脉冲量就是瞬间电压或电流由某一值跃变到另一值的信号量。在量化后，其变化持续有规律就是数字量，如果其由0变成某一固定值并保持不变，其就是开关量。