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[研为工控] 关于运动控制系统中的模拟量和开关量

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发表于 2020-12-16 10:12:22 | 显示全部楼层 |阅读模式

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什么叫模拟量?什么又叫开关量?他们两者有什么区别?这都是本文所要讨论的。
众所周知,在控制系统中有两个常见的术语,“模拟量”和“开关量”。不论输入还是输出,一个参数要么是模拟量,要么是开关量。
模拟量:控制系统量的大小是一个在一定范围内变化的连续数值。比如温度,从0~100度,压力从0~10Mpa,液位从1~5米,电动阀门的开度从0~100%,等等,这些量都是模拟量。
开关量:该物理量只有两种状态,如开关的导通和断开的状态,继电器的闭合和打开,电磁阀的通和断,等等。
对控制系统来说,由于CPU是二进制的,数据的每位只有“0”和“1”两种状态,因此,开关量只要用CPU内部的一位即可表示,比如,用“0”表示开,用“1”表示关。而模拟量则根据精度,通常需要8位到16为才能表示一个模拟量。最常见的模拟量是12位的,即精度为2-12,最高精度约为万分之二点五。当然,在实际的控制系统中,模拟量的精度还要受模拟/数字转换器和仪表的精度限制,通常不可能达到这么高。
开关量仅有两种相反的工作状态,例如高电平和低电平,继电器线圈的通电和断电,触电的接通和断开,PLC可以直接输入和输出开关量信号。有的PLC将开关量称为数字量。
模拟量是连续变化的物理量,例如电压,温度,压力和转速等PLC,不能直接处理模拟量,需要用模拟量输入模块中的A/D转换器,将模拟量转换为与输入信号成正比的数字量。PLC中的数字量(例如PID控制器的输出)需要用模拟量输出模块中的D/A转换器将它们转换为与相应数字成比例电压或电流,供外部执行机构(例如电动调节阀或变频器)使用。
那么什么是开关量?什么是模拟量?
开关量不是通电,就是断电,或称为01,0代表通电,1代表断电。例如,按钮,开关,时间继电器,过电流压力继电器,这类属于输入,输出的有接触器,继电器,电磁阀等。模拟量是一种连续变化的量,例如,输入的有:传感器,(好多种)输出的有:伺服电动机,电磁阀,距离,速度等控制信号。换句说法说:开关量是真实物体,而模拟量是一个虚拟物体,比如在电脑上画画等。数字量是01,就是输入输出I/O只有一个,而模拟量是变化量,比如压力,电压,温度的监控,它是一个过程,通常需要字或字节的出入输出。开关量包括开入量和开出量,是数字信号,只有01两种状态。开入量来自保护装置外部的接点,供保护装置使用。开出量是保护装置向外部提供的接点,供给外部设备的,如开关跳闸等。

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