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开关量和模拟量是什么
发布: 2018-10-8 14:54:44

开关量和模拟量是大家学习PLC初期使用最多的两种输入输出方式。什么是开关量?什么是模拟量?这个问题必须弄清楚。


图1是一个典型能输出开关量信号的器件。压力高时C和B两个触点闭合接通,输出压力高信号,压力低时C和A两个触点闭合接通输出压力低信号。有了这样的信号就实现把就地的压力信号,远传到远处的电气控制柜去参与自动远程控制了,其中C和B是一个开关量,C和A也是一个开关量。所以一个开关触点就是一个开关量,它的特性是同一时刻要么接通要么断开。接通就是1,代表有有信号,断开就是0,代表没有信号。这就是所谓的开关量信号。


压力表虽然能把压力信号传到远处,但它传输的只是有无压力这样的信号,无法知道实时压力值到底是多少。


图2中的器件叫压力变送器。压力变送器的内部就是一块电路板,电路板连接着一个压力传感器F。它的工作原理是压力传感器F把检测到的压力传到电路板的C,检测信号进入电路板后,通过电路板的转换与计算,把这个压力信号转换成一个电流信号由A和B这两个点输出。图中右边就是转换过程的示意图,它可以把一个0-10kpa的压力信号转换成一个4-20mA的电流信号,由A和B这两个点输出。这时我们就说A和B这两个点输出的就是一个模拟量信号。模拟量信号的特点是它的值是在一个数值范围内是连续可变的。


下面看一下模拟量信号是如何进行远距传输的。


我们管道上安装一块量程为0-10kpa的压力变送器,电源正极接压力变送器的B点,负极串联一块万用表到压力变送器的A点,并将万用表打到电流档。当压力变送器C点的压力是5kpa时,万用表的的电流读数是12mA。正好是4-20mA的电流信号的中间值,而5kpa也正好是0-10kpa压力值的中间值。当压力变送器C点的压力是10kpa时,万用表的的电流读数正好是20mA。这样0-10kpa压力值就对应了4-20mA的电流信号值,我们只要在远方通过一个接受设备把这个4-20mA的电流信号值提取出来,再通过一定的计算,就能知道就地的压力值是多少了。


为什么要把压力信号转换成4-20mA的电流信号,而不是0-20mA的电流信号或0-10V的电压信号?


1.0-10V的电压信号容易受到外界的电磁干扰,特别是电缆长度很长时干扰更明显。

2.用0-20mA的电流信号的话,就无法判断在电流信号是0mA时,到底是电缆断线引起的故障0mA,还是压力本身就是0kpa而输出的正常的0mA。


图4是使用西门子S7-200 PLC读取压力变送器压力值的接线图例,这是一种最基本的使用方法,左边是开关量的,右边是模拟量的,不同的信号类型要接到PLC不同输入端。




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