開關量和模擬量是什么，開關量與模擬量的轉換原理

開關量和模擬量是什么?剛接觸工控行業(yè)的人可能不太清楚。先說什么是開關量和模擬量。有哪些功能，有什么區(qū)別?開關量和模擬量是工業(yè)控制PLC中常用的數據，大部分輸入輸出都是通過開關量和模擬量傳輸的。

開關量：開關量是指不連續(xù)信號的采集和輸出，包括遙控采集和遙控輸出。它有兩種狀態(tài):1和0，這兩種狀態(tài)是數字電路中的開關性質，而功率是指電路的開、關或觸點的開、關?！伴_”和“關”是電器最基本、最典型的功能。通用開關器件通過內部繼電器實現(xiàn)開關輸出。

開關輸出是指數字輸出，輸出0或1，用于控制外部信號燈和繼電器等開關信號。開關輸出功能有兩種，一種是按字節(jié)輸出;另一種是按位輸出。開關量主要指輸入輸出的量，是指一個裝置帶來的輔助點，如變壓器溫控器帶來的繼電器輔助點(變壓器超溫后位移)、閥門凸輪開關輔助點(開關后閥門位移)、接觸器輔助點(接觸器動作后位移)、熱繼電器(熱繼電器動作后位移)。

模擬量：模擬量是指在一定范圍內連續(xù)變化的量;即在一定范圍(域)內，可以取任意值(值域內)。數字量是離散量，不是連續(xù)變量，只能取幾個離散值，比如二進制數字變量只能取兩個值。

模擬量的使用是plc控制的一部分，模擬量的類型一般包括電壓型和電流型。與電壓型相比，電流型更穩(wěn)定，抗干擾能力更強。模擬量的使用也有分辨率。一般有兩種分辨率:12位和14位。對應值分別為0~4000和0~16000。對應的電壓為0~10v，視用途而定。這種模擬量一般用于電壓和數值的線性關系。還有一個模擬模塊，用于轉換采集的溫度，具有非線性關系。

模擬量一般是指井水位、水塔水位、水泵出口壓力、出口流量等現(xiàn)場模擬量。需要通過多路復用芯片采集多路數據，通過模數轉換器轉換模擬量和數字量，然后將采集的數據處理給CPU。

開關量與模擬量轉換原理。

1.數模轉換器是將數字信號轉換成模擬信號的系統(tǒng)，一般可以通過低通濾波來實現(xiàn)。首先，數字信號被解碼，即數字碼被轉換到相應的電平以形成步進信號，然后被低通濾波。

根據信號與系統(tǒng)理論，數字步進信號可以看作是理想脈沖采樣信號與矩形脈沖信號的卷積，所以根據卷積定理，數字信號的頻譜是脈沖采樣信號頻譜與矩形脈沖頻譜(即Sa函數)的乘積。這樣，利用Sa函數的倒數作為頻譜特性補償，可以將數字信號恢復為采樣信號。根據采樣定理，采樣信號的頻譜管理器希望通過低通濾波得到原始模擬信號的頻譜。

一般在實現(xiàn)中不直接使用這些原理，因為尖銳的采樣信號很難獲得，所以這兩個濾波器(Sa函數和理想低通)可以合并(級聯(lián))，并且因為這些系統(tǒng)的濾波特性在物理上是不可實現(xiàn)的，所以只能在實際系統(tǒng)中近似完成。

2. 模數轉換器是將模擬信號轉換成數字信號的系統(tǒng)，它是一個濾波、采樣保持和編碼的過程。經過帶限濾波和采樣保持電路后，模擬信號變成階梯形信號，再經過編碼器，使階梯形信號中的所有電平變成二進制碼。

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