开关量与模拟量接口技术
什么叫模拟量
什么叫模拟量？什么又叫开关量？点击次数：1081 发布时间：2009-7-18 16:10:05什么叫模拟量？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(例如西门子的S7系列)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0和1,0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0和1，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。
开关量和模拟量输入采集技术原理
开关量和模拟量输入采集技术原理概述开关量和模拟量输入采集技术在现代自动化系统中得到了广泛应用。
本文将介绍开关量和模拟量的基本概念，讨论它们的采集技术原理以及应用场景。
开关量输入采集技术原理开关量是指只能具有两种状态的信号，通常用来表示开或关、存在或不存在、触发或不触发等情况。
开关量输入采集技术用来将这些开关状态转换为数字信号，以便计算机或控制器进行处理。
传感器的基本原理开关量输入采集技术的核心是传感器，它能够感知物理或电气量的变化，并将其转换为电信号。
常用的开关量传感器包括按钮、开关、光电开关等。
开关量输入采集电路开关量输入采集电路主要由输入电路和输出电路组成。
输入电路用于将传感器输出的电信号处理成稳定的信号，输出电路用于将输入信号转换为计算机或控制器可以读取的数字信号。
模拟量输入采集技术原理模拟量是指连续变化的信号，其取值范围可以是任意的。
模拟量输入采集技术用来将这些连续变化的信号转换为数字信号，以便计算机或控制器进行处理。
传感器的基本原理模拟量输入采集技术的核心也是传感器，常见的模拟量传感器有温度传感器、压力传感器、光敏传感器等。
这些传感器能够将物理或电气量转换为与之成正比的模拟电信号。
模拟量输入采集电路模拟量输入采集电路主要由传感器、信号调理电路和A/D转换器组成。
传感器将物理或电气信号转换为模拟电信号，信号调理电路对模拟电信号进行放大、滤波和线性化处理，A/D转换器将模拟电信号转换为数字信号。
开关量输入和模拟量输入的应用场景开关量输入和模拟量输入采集技术在各个领域都有广泛的应用。
工业自动化在工业自动化系统中，通过开关量输入采集技术可以实现对设备状态的监测和控制。
例如，通过检测某个设备的开关状态来确定其是否正常工作，从而及时发现故障并采取相应的措施。
模拟量输入采集技术则可以用于测量和监测各种物理量，如温度、压力、流量等。
通过对这些模拟量的采集和处理，可以实现对工艺过程的控制和调节。
环境监测开关量输入采集技术可以应用于环境监测领域，如检测门窗的开关状态、光线的亮暗程度等。
开关量数字量模拟量
开关量数字量模拟量This model paper was revised by the Standardization Office on December 10, 2020开关量：开关量只有两种状态，0、1，包括开入量和开出量，反映的是状态。
数字量：数字量由多个开关量组成。
如三个开关量可以组成表示八个状态的数字量。
模拟量：模拟量是连续的量，数字量是不连续的。
反映的是电量测量数值（如电流、电压）。
1、开关量：为通断信号，无源信号，电阻测试法为电阻0或无穷大；也可以是有源信号，专业叫法是阶跃信号，就是0或1，可以理解成脉冲量版主说的好，多个开关量可以组成数字量2、数字量：有0和1组成的信号类型，通常是经过编码后的有规律的信号。
和模拟量的关系是量化后的模拟量。
3、模拟量：连续的电压，电流等信号量，模拟信号是幅度随时间连续变化的信号，其经过抽样和量化后就是数字量。
4、脉冲量：在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，其连续规律的变化就是数字量，如果其由0变成某一固定值并保持不变，其就是开关量开关量主要指开入量和开出量，是指一个装置所带的辅助点，譬如变压器的温控器所带的继电器的辅助点（变压器超温后变位）、阀门凸轮开关所带的辅助点（阀门开关后变位），接触器所带的辅助点（接触器动作后变位）、热继电器（热继电器动作后变位），这些点一般都传给PLC或综保装置，电源一般是由PLC或综保装置提供的，自己本身不带电源，所以叫无源接点，也叫PLC或综保装置的开入量。
数字量定义为：在时间和数值上都是断续变化的离散信号。
模拟量定义为：在时间和数值上都是连续变化的信号。
最基本的数字量就是0和1，最基本来说即指反映到开关上就是指一个开关的打开（0）或闭合（1）状态，开关量是无源的，即它需要装置输出电源对它进行检测（这也就是装置的开入量，如综保装置的非电量输入即是一个外部提供的开入量）；也可以用0和1进行编码，编成各种通讯码。
模拟量和开关量的区别？ (2)
模拟量和开关量是在工业自动化领域中常用的两种信号类型，它们的主要区别如下：
1. 物理特性：模拟量是连续变化的信号，它的取值范围可以是任意的实数值。
例如，温度、压力和流量等。
开关量是离散的信号，它只具有两个状态，通常表示为开（ON）和关（OFF）或高电平和低电平。
2. 值的表示形式：模拟量的值可以在一定范围内连续变化，可以是一个实数值或者一个模拟电压或电流。
开关量的值只有两种可能性，通常用逻辑值表示，比如1和0，高电平和低电平，或者真和假。
3. 数据传输：对于模拟量信号，需要使用连续的模拟电路或传输介质来传递和处理信号。
开关量信号可以使用简单的数字电路和数字信号传输方式进行处理和传输。
4. 精度和分辨率：模拟量通常具有很高的精度和分辨率，可以在细微的变化中获得高度的准确性。
开关量的精度和分辨率有限，只能表示两个状态的切换。
5. 应用范围：模拟量通常用于需要测量连续变化的物理量的
应用，如温度控制、压力监测等。
开关量通常用于表示状态、触发行动或控制逻辑的应用，如开关控制、报警监测等。
总结：
- 模拟量是连续变化的信号，取值范围是任意的实数值，常用于测量和控制连续变化的物理量。
- 开关量是离散的信号，只有两种状态，通常用于表示状态、触发行动或控制逻辑。
- 模拟量信号传输和处理需要连续的模拟电路或传输介质，而开关量信号可以使用数字电路和数字信号传输方式。
- 模拟量具有更高的精度和分辨率，而开关量只能表示两种状态的切换。
模拟量,数字量,开关量采集模块的通用性是什么？
一般模拟量是指现场的水井水位、水塔水位、泵出口压力和出口流量等模拟量,需要通过多路复用芯片完成多路数据的采集和模数转换器完成模拟量和数字量的转换,再将采集的数据给CPU处理。
模拟电子技术模拟电子技术研究的是连续信号称为模拟量.数字电子技术研究的是断续信号称为数字量.根据这一点提出问题：大家非常熟悉也都会用的算盘它的数据是连续的还是断续的。
AD转换器AD转换器(模数转换器)的作用是从信号加工放大器输入的0~5V的直流电信号通常称为模拟量,可用无限长的数字来表示,如4.8213.…(V),计算机处理这些模拟量,只能处理有限长度的量,我们称之为数字量。
量测压量测值电压值、有功功率、无功功率、温度和变压器抽头位置等均用量测值表示与状态量（也称逻辑量）对照也称为模拟量。
因日立仪器吸取试剂时并不是按参数设置的体积吸取,而是要多吸一部分(此部分称为模拟量),此种设计的目的是为了防止试剂被稀释。
工作模式比较人们把连续变化的物理量称为模拟量.指针式万用表的指针偏转可随时间作连续变化,并与输入量保持一种对应关系,故称之为模拟式万用表(VOM)。
遥测遥测——反映电力系统及设备的运行状态如有功功率、无功功率、电压、电流及频率等也称为模拟量.电量——这是功率对时间的积分量主要用于统计与记帐。
与数字量区别数字量在时间上和数量上都是离散的物理量称为数字量。
把表示数字量的信号叫数字信号。
把工作在数字信号下的电子电路叫数字电路。
例如：用电子电路记录从自动生产线上输出的零件数目时，每送出一个零件便给电子电路一个信号，使之记1，而平时没有零件送出时加给电子电路的信号是0，所在为记数。
可见，零件数目这个信号无论在时间上还是在数量上都是不连续的，因此他是一个数字信号。
最小的数量单位就是1个。
模拟量在时间上或数值上都是连续的物理量称为模拟量。
把表示模拟量的信号叫模拟信号。
把工作在模拟信号下的电子电路叫模拟电路。
例如：热电偶在工作时输出的电压信号就属于模拟信号，因为在任何情况下被测温度都不可能发生突跳，所以测得的电压信号无论在时间上还是在数量上都是连续的。
PLC编程的三大量：开关量、模拟量、脉冲量讲解
PLC编程的3大量：开关量、模拟量、脉冲量讲解1、 开关量也称逻辑量，指仅有两个取值，0或1、ON或OFF（开关量只有两种状态0/1，包括开入量和开出量，反映的是状态）。
它是最常用的控制，对它进行控制是PLC的优势，也是PLC最基本的应用。
开关量控制的目的是，根据开关量的当前输入组合与历史的输入顺序，使PLC产生相应的开关量输出，以使系统能按一定的顺序工作。
所以，有时也称其为顺序控制。
而顺序控制又分为手动、半自动或自动。
而采用的控制原则有分散、集中与混合控制三种。
2、 模拟量是指一些连续变化的物理量（数字量是不连续的。
反映的是电量测量数值），如电压、电流、压力、速度、流量等。
PLC是由继电控制引入微处理技术后发展而来的，可方便及可靠地用于开关量控制。
由于模拟量可转换成数字量，数字量只是多位的开关量，故经转换后的模拟量，PLC也完全可以可靠的进行处理控制。
由于连续的生产过程常有模拟量，所以模拟量控制有时也称过程控制。
模拟量多是非电量，而PLC只能处理数字量、电量。
所有要实现它们之间的转换要有传感器，把模拟量转换成数电量。
如果这一电量不是标准的，还要经过变送器，把非标准的电量变成标准的电信号，如4—20mA、1—5V、0—10V等等。
同时还要有模拟量输入单元(A/D)，把这些标准的电信号变换成数字信号。
模拟量输出单元(D/A)，以把PLC处理后的数字量变换成模拟量——标准的电信号。
所以标准电信号、数字量之间的转换就要用到各种运算。
这就需要搞清楚模拟量单元的分辨率以及标准的电信号。
例如：PLC模拟单元的分辨率是1/32767，对应的标准电量是0—10V，所要检测的是温度值0—100℃。
那么0—32767对应0—100℃的温度值。
然后计算出1℃所对应的数字量是327.67。
如果想把温度值精确到0.1℃，把327.67/10即可。
模拟量控制包括：反馈控制、前馈控制、比例控制、模糊控制等。
这些都是PLC内部数字量的计算过程。
继电保护保护装置上的“开关量”和“模拟量”的概述
继电保护保护装置上的“模拟量”和“开关量”概述在继电保护装置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”。
下面详细讲述含义：开关量：开关量顾名思义就是只有开和关两种状态的工程量了，也叫变量，也就是说这种变量要么是0、要么是1，对应而言就是要么他就是开、要么他就是关，反映的是状态。
开关量分为输入开关量和输出开关量，在变电站、发电厂的设备中例如一个电动机或者是电动门，输入开关量就是这些设备的开关状态的反馈，输出开关量就是开关这些设备的指令；就像控制继电器的开关一样。
一般指开关量（如温度开关、压力开关、液位开关等）。
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。
数字量：数字量由多个开关量组成。
如三个开关量可以组成表示八个状态的数字量。
模拟量：模拟量简单的说就是一些变化的量，模拟量的有他的量程的上下限，就像水位、压力、流量等，他们叫做模拟量，模拟量也有输入和输出之分，一般输入的模拟量用作反馈监视或者控制计算，输出模拟量一般用于控制输出，例如水位的给定值、负荷的给定值等，他主要用于控制设备的开度。
模拟量是连续的量，数字量是不连续的。
反映的是电量测量数值（如电流、电压）。
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至100度，压力从0至10Mpa，液位从1至5米，电动阀门的开度从0至100%，等等，这些量都是模拟量。
常见的模拟量输入/输出信号有：4-20mA、0-10mA、1-5V、0-5V、0-10V、其它电压或者毫伏级信号等对控制系统来说，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。
开关量转模拟量模块
开关量转模拟量模块开关量转模拟量模块是一种常见的电子元件，它能将数字信号（开关量）转换为模拟信号（模拟量）。
在现实生活中，我们经常会遇到需要将开关信号转换为模拟信号的情况，比如控制电机的转速、调节灯光的亮度等。
这时候，开关量转模拟量模块就能派上用场了。
开关量转模拟量模块通常由数字输入端、模拟输出端和供电端组成。
数字输入端接收开关信号，可以是开或关的状态，而模拟输出端则输出对应的模拟信号，其数值范围通常是0到10V或4mA到20mA。
供电端则提供所需的电源电压以保证模块的正常工作。
在实际应用中，开关量转模拟量模块具有广泛的用途。
例如，在工业自动化领域，它常被用于控制系统中的信号调节和处理。
通过将开关信号转换为模拟信号，可以实现对设备的精确控制，提高系统的稳定性和可靠性。
开关量转模拟量模块还被广泛应用于环境监测和数据采集系统中。
比如，我们常见的温度、湿度、压力等传感器通常输出的是开关信号，而我们需要的是相应的模拟信号。
这时候，开关量转模拟量模块就能将这些开关信号转换为模拟信号，以供后续的数据处理和分析。
在使用开关量转模拟量模块时，我们需要注意一些细节。
首先，要确保模块的输入端与开关信号的电平兼容，以避免信号误判。
其次，要根据实际需求选择合适的模拟输出范围和精度，以保证输出信号的准确性。
此外，还要注意模块的供电电压和功耗，以确保系统的正常运行。
在市场上，有许多不同型号和品牌的开关量转模拟量模块可供选择。
不同的模块在输入电平范围、输出范围、精度、响应时间等方面可能存在差异。
因此，在选购时，我们需要根据实际需求和预算来进行选择，并且要选择可靠性高、性能稳定的产品。
开关量转模拟量模块是一种非常实用的电子元件，能够将开关信号转换为模拟信号，广泛应用于控制系统、环境监测和数据采集等领域。
通过合理选择和使用开关量转模拟量模块，我们能够实现对设备的精确控制和数据采集，提高系统的稳定性和可靠性。
希望本文对读者对开关量转模拟量模块有所帮助。
模拟量和开关量的区别
模拟量和开关量的区别
在掌握系统中，模拟量和开关量是一个常见的术语。
不论输入还是输出，一个参数要么是模拟量，要么是开关量。
模拟量指掌握系统量的大小是一个在肯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。
而开关量指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。
对掌握系统来说，由于CPU是二进制的，数据的每位有“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。
而模拟量则依据精度，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，在实际的掌握系统中，模拟量的精度还要受模拟/数字转换器和仪表的精度限制，通常不行能达到这么高。
开关量即输出无源信号，模拟量即输出有源信号。
常用的探测器接入有源信号即模拟量。
1、开关量是指非连续性信号的采集和输出，包括遥信采集和遥控输出。
它有1和0两种状态，这是数字电路中的开关性质，而电力上是指电路的开和关或者说是触点的接通和断开。
2、模拟量是指变量在肯定范围连续变化的量；也就是在肯定范围（定义域）内可以取任意值（在值域内）。
数字量是分立量，而不是连续
变化量，只能取几个分立值，如二进制数字变量只能取两个值。
什么是开关量,模拟量和数字量？
什么是开关量，模拟量和数字量？导语：开关量和模拟量是电力系统中，接触最多的概念，不论是学习PLC，还是学习继电保护，都涉及到这两种输入输出方式。
什么是开关量？什么是模拟量？看完这篇文章，你就会清楚的明白这个概念。
开关量和模拟量是电力系统中，接触最多的概念，不论是学习PLC，还是学习继电保护，都涉及到这两种输入输出方式。
什么是开关量？什么是模拟量？看完这篇文章，你就会清楚的明白这个概念。
一.概念开关量开关量为通断信号，无源信号，电阻测试法为电阻0或无穷大；主要指开入量和开出量，是指一个装置所带的辅助触点，譬如电机的温控器所带的继电器的辅助触点（电机超温后变位）、阀门凸轮开关所带的辅助触点（阀门开关后变位），接触器所带的辅助触点（接触器动作后变位）、热继电器（热继电器动作后变位），这些点一般都传给PLC，电源一般是由PLC或综保装置提供的，自己本身不带电源，所以叫无源开关量接点，也叫PLC的开关量。
也可以是有源信号，专业叫法是阶跃信号，就是0或1，可以理解成脉冲量，多个开关量可以组成数字量。
模拟量模拟量是指一些连续变化的物理量，如电压、电流、压力、速度、流量等信号量，模拟信号是幅度随时间连续变化的信号，通常电压信号为0~10V，电流信号为4~20mA，可以用PLC的模拟量模块进行数据采集，其经过抽样和量化后可以转换为数字量。
数字量通常所说的数字量是“0”和“1”组成的信号类型，通常是经过编码后的有规律的信号。
对于开关量来说，触点闭合可以认为是“1”，触点断开是“0”，作为数字量采集信号。
模拟量可以设置临界值量化，小于临界值为“0”，大于等于临界值为“1”。
二.区别1.数字量定义为：在时间和数值上都是断续变化的离散信号。
模拟量定义为：在时间和数值上都是连续变化的信号。
2.开关量：反映的是状态信号（如开关开、合）。
模拟量：反映的是电量测量数值（如电流、电压）。
三.举例说明上图是一个典型能输出开关量信号的器件。
简单分析开关量、模拟量、脉冲量的区别及分别的定义
简单分析开关量、模拟量、脉冲量的区别及分别的定
义
开关量、模拟量、脉冲量的浅析
开关量：开关量只有两种状态，0、1，包括开入量和开出量，反映的是状态。
模拟量：模拟量是连续的量，数字量是不连续的。
反映的是电量测量数值（如电流、电压）。
脉冲量：在瞬间电压或电流由某一值跃变到另一值的信号量。
（开关量学术图）
开关量、模拟量、脉冲量的定义
开关量定义为：主要指开入量和开出量，是指一个装置所带的辅助点，譬如变压器的温控器所带的继电器的辅助点（变压器超温后变位）、阀门凸轮开关所带的辅助点（阀门开关后变位），。
模拟量和开关量的区别？
模拟量和开关量是在工程与电子领域中常用的概念，它们有以下区别：
1. 定义：模拟量表示连续变化的物理量，可以在一个范围内取任意数值。
开关量表示只有两个状态之间切换的物理量，一般用0 和1 表示。
2. 值的类型：模拟量可以取连续的数值，例如温度、压力、电压等。
开关量只能取两个离散的值，通常分别代表不同的状态，比如开和关、高和低。
3. 数据表示：模拟量可以使用模拟信号进行传输与表示，通常以电压、电流或波形的形式表示。
开关量一般使用数字信号进行传输与表示，通常使用二进制的0 和1。
4. 运算处理：模拟量可以进行数学运算和处理，比如加减乘除、滤波等。
开关量一般只进行逻辑运算，比如与、或、非等。
5. 精度要求：模拟量的精度通常由其分辨率和量程决定，可以具有较高的精度。
开关量的精度一般不涉及连续数值，只关注两个离散状态之间的切换。
总之，模拟量和开关量是两种不同类型的物理量，其区别在于连续性与离散性、数值类型、信号传输方式、数据处理方式等方面。
根据具体应用场景和需要，我们可以选择适合的方式来表示和处理不同类型的数据。
第三章开关量输入输出通道
–CMOS：3~18V
–其它：24V，3.3V，3V，……
2 逻辑信号电平的匹配
V1
–三极管
–电平转换芯片 如74LVXC4245
第三章开关量输入输出通 道
二、限电压保护
右图是一种限压保护电 路。该电路可将Vi’ 的信号 电平控制在0-VD ~VCC+VD 之间。 VD是二极管D1D2的管压降 。二极管D1D2应选择导通 速度快的开关二极管。
本节介绍了模拟信号的采集技术。对于一个以单片机为核心的 智能仪器系统来说，解决的是怎样将各类模拟信号变换成微型计算 机能够识别和处理的二进制数字信号的问题。
MCU
DB READY /RD
ADC
信号 放大 S/H 电路
模 拟 多 路
变 输入 换 、 保
开
护
/WR 启动 逻辑
关
电
路
DB 锁存器
AB 译码器
该电路可将输入信号的电流限制一定范围正温热敏电阻ptcr自复保险丝简介以微量稀土元素掺杂而半导化的batio3陶瓷在室温至一定温度范围电阻很小到一定温度相变温度后电阻急剧上升电阻变化可达10以上这一特性称为正温热敏电阻效应简称ptc效应用该陶瓷制成的元件称为ptcr热敏电阻芯片
第三章 智能仪表的I/O接口
第三章开关量输入输出通 道
3.2.5 输入端口的保护
仪表I/O端口直接与外部信号连接，容易受到输 入信号线携带的高电压噪声的损害。所以，输入端 口应采取适当的保护。常用的保护措施有：
•电平匹配 •限幅（电压） •限流 •隔离
第三章开关量输入输出通 道
一、电平匹配
1 常用IC和现场信号逻辑电平
V2
INT1
计算机控制技术 第3章 过程输入输出通道
36
SM331的8个模拟量输入通道共用一 个积分式A／D转换部件，即通过模拟切 换开关，各输入通道按顺序一个接一个 地转换。 某一通道从开始转换模拟量输入值 起，一直持续到再次开始转换的时间称 模入模块的循环时间，它是模块中所有 活动的模拟量输入通道的转换时间的总 和。
37
实际上，循环时间是对外部模拟量 信号的采样间隔。 对于一个积分时间设定为20ms，8个 输入通道都接有外部信号且都需断线监 视的SM331模块，其循环时间为 (22+10)*8ms=256ms 因此，对于采样时间要求更快一些的 场合，优先选用二输入通道的SM331模 块。
激励电压 激励电压 全桥和半桥设置 全桥和半桥设置 隔离，放大， 噪声滤波 隔离，放大，噪声滤波 隔离，放大， 隔离，放大，
Demo
泛华测控 / Pansino
22
温度传感器的信号调理
绝大多数传感器均有相应的变送器，但温 度传感器的调理电路往往需自己制作，当然也 有现成的产品，但价格较高。常见的温度调理 电路采用桥式电路原理进行测量。
18
液位传感器
磁致伸缩液位传感器：
测量范围： 测量范围：0.2~5m 基本测量精度： 基本测量精度：0.05%
19
压力型液位变送器
JYB-K*-**型液位变送器 型液位变送器 量 程 ： 0-0.5m,4m,100m 精度： 级 ± 精度：A级≤±0.25％ ％ B级≤±0.5％ 级 ± ％
20
27
A/D转换器
A/D转换器是将模拟电压或电流转换成数 字量的器件或装置，它是一个模拟系统和计算 机之间的接口，它在数据采集和控制系统中， 得到了广泛的应用。
28
3.1.1 模拟量输入通道
变送器输出的信号为0～ 变送器输出的信号为 ～10mA或4 ～ 20mA 或 的统一信号，需要经过I/V变换变成电压信号 变换变成 电压信号后 的统一信号 ， 需要经过 变换 变成 电压信号 后 才能处理。 对于电动单元组合仪表， 才能处理 。 对于电动单元组合仪表 ， DDZ—Ⅱ Ⅱ 号标准为0～ 型的输出信 号标准为 ～10mA，而DDZ—III型 ， 型 输出信号标准为4～ 输出信号标准为 ～20mA。 。
开关量接口技术
第二讲开关量接口技术第一讲:第七章接口与并行通信回顾：微机系统结构及控制信号的名称和作用。
本讲重点：I/O接口概述，CPU与I/O接口，I/O接口与系统的连接。
讲授内容：7.1 CPU与外设之间的数据传输一．CPU与I/O接口接口电路按功能可分为两类：①是使微处理器正常工作所需要的辅助电路：时钟信号或中断请求等；②是输入/输出接口电路：CPU与外部设备信息的传送（接收、发送）。
最常用的外部设备：如键盘、显示装置、打印机、磁盘机等都是通过输入/输出接口和总线相连的，完成检测和控制的仪表装置也属于外部设备之列，也是通过接口电路和主机相连。
1．为什么要用接口电路需要分析一下外部设备的输入/输出操作和存储器读/写操作的不同之处:存储器都是用来保存信息的，功能单一，传送方式单一（一次必定是传送1个字节或者1个字），品种很有限(只有只读类型和可读/可写类型)，存取速度基本上和CPU的工作速度匹配.。
外部设备的功能多种多样的（输入设备，输出设备，输入设备/输出设备），信息多样（数字式的，模拟式的），信息传输的方式（并行的，串行的），外设的工作速度通常比CPU的速度低得多，而且各种外设的工作速度互不相同，这也要求通过接口电路对输入/输出过程起一个缓冲和联络的作用。
注：接口电路完成相应的信号转换、速度匹配、数据缓冲等功能2．接口的功能（8种）：⑴寻址能力：对送来的片选信号进行识别。
⑵输入/输出功能：根据读/写信号决定当前进行的是输入操作还是输出操作。
⑶数据转换功能：并行数据向串行数据的转换或串行数据向并行数据的转换。
⑷联络功能：就绪信号，忙信号等。
⑸中断管理：发出中斯请求信号、接收中断响应信号、发送中断类型码的功能。
并具有优先级管理功能。
⑹复位：接收复位信号，从而使接口本身以及所连的外设进行重新启动。
⑺可编程：用软件来决定其工作方式，用软件来设置有关的控制信号。
⑻错误检测：一类是传输错误。
另—类是覆盖错误。
注：一些接口还可根据具体情况设置其它的检测信息。
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。
四电接口作业培训资料
四电接口作业培训资料一、概述四电接口是指电源接口、开关量接口、模拟量接口和通信接口。
在现代自动化控制系统中，四电接口被广泛应用。
掌握四电接口的相关知识，对于从事自动化控制系统的设计、调试、维护、服务的工程师来说是非常必要的。
本文档主要介绍四电接口作业培训资料，旨在帮助大家更好的理解四电接口，学习如何正确使用四电接口。
二、电源接口电源接口是指向设备提供供电的接口，其主要作用是为设备提供必须的工作电源。
电源接口通常有直流电源接口和交流电源接口两种。
目前常见的电源接口有DC 24V接口和AC 220V接口。
根据不同的设备类型和工作环境需求，选择合适的电源接口非常重要。
在使用电源接口的过程中，需要注意以下几点：•供电电源要稳定，电压要合适。
•不同的电源接口有不同的极性标示或线路标记，需要正确连接。
•不同的设备和零部件耗电量也不同，需要根据实际情况选择合适的电源供应器。
三、开关量接口开关量接口是数字输入输出接口的一种，用于数字量控制、信号采集、状态检测及实现各种自动控制逻辑。
常用的开关量接口有继电器输入接口和继电器输出接口。
开关量接口应用场景非常广泛，如自动化生产设备、楼宇自控系统、智能交通系统等。
在使用开关量接口的过程中，需要注意以下几点：•在接线前，确保接口电气特性和系统工作特性的匹配。
如果不匹配，将导致开关量接口的功能不能实现或者无法正确采集到开关量的信息。
•注意开关量接口的输入输出电平应符合其规范要求。
不同的电平将影响到应用系统的工作准确性。
•在开关量接口的调试期间，需要充分了解接口的应用场景和工作流程。
及时发现问题并进行调整。
四、模拟量接口模拟量接口是指可以实现模拟信号或数据的输入输出接口。
在自动化控制系统中，模拟量接口被广泛应用于测量、监测、控制等领域。
常用模拟量接口有模拟量输入接口和模拟量输出接口。
模拟量接口的应用范围十分广泛，如实验设备、机械加工设备、能源监测系统等。
在使用模拟量接口的过程中，需要注意以下几点：•在接线前，需要充分了解模拟量接口的精度、分辨率、测量范围等参数。
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第11章开关量与模拟量接口技术1．教学目的和要求：掌握开关量和开关量接口掌握模拟量和模拟量接口了解分布式采集系统2．教学重点：开关量接口模拟量接口3．掌握难点：A/D和D/A转换5．教学方法：课堂讲授6．教学内容摘要：11.1 概述11.1.1 开关量在微机应用系统中，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。
图11.1 大电流干扰地电平示意图消除上述干扰的最有效方法是使微机应用系统主机部分的接地和强电控制电路的接地隔开，不让它们在电气上共地。
微机应用系统主机部分的控制信息以某种非电量(如光、磁等)形式传递给强电控制电路，实现电信号的隔离，从而消除强电干扰。
目前，最常见的是采用光电隔离器或继电器隔离，其中光电隔离器件体积小、响应速度快、寿命长、可靠性高，因而获得了广泛的应用。
11.1.2 模拟量模拟量输入/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。
其次，还要能够将计算机发出的控制命令转换为相应的模拟信号，去驱动模拟调节执行机构。
这样两个过程，都需要模拟量的输入和输出通道来完成。
模拟量输入/输出通道的结构如图11.2所示，下面分别介绍输入和输出通道中各环节的作用。
1. 模拟量的输入通道图11.2 模拟量的输入/输出通道结构图2. 模拟量的输出通道计算机的输出信号是数字信号，而有些控制执行元件要求提供模拟的输入电流或电压信号，这就需要将计算机输出的数字量转换为模拟量，这个过程的实现由模拟量的输出通道来完成。
输出通道的核心部件是D/A(Digital to Analog)转换器，由于将数字量转换为模拟量同样需要一定的转换时间，也就要求在整个转换过程中待转换的数字量要保持不变。
而计算机的运行速度很快，其输出的数据在数据总线上稳定的时间很短，因此，在计算机与D/A 转换器之间必须加一级锁存器以保持数字量的稳定。
D/A 转换器的输出端一般还要加上低通滤波器，以平滑输出波形。
另外，为了能够驱动执行器件，还需要设置驱动放大电路将输出的小功率模拟量加以放大，以足够驱动执行元件动作。
11.2 开关量接口11.2.1 光电子器件1. 光电二极管图11.3 光电二极管电路(a) 符号；(b) 等效电路；(c) 特性曲线2. 发光二极管(c )(b )(a )v p i ＋－3. 光电耦合器件11.2.2 开关量输入接口电路光电隔离输入通常用于控制动作的状态反馈。
这种反馈可能是电信号形式，也可能是机械触点的断开或闭合形式。
这里，我们假定状态反馈形式是继电器触点的断开或闭合。
光电隔离输入接口电路的具体实例如图11.8所示。
图11.8 光电隔离输入接口电路11.2.3 开关量输出接口电路图11.11 开关量输出接口的逻辑结构1. 缓冲寄存器缓冲寄存器中寄存器的每一位表示一个开关量，用“0”和“1”区分通/断或有/无。
寄存器的字长等于数据总线位数，可容纳同样多的开关量数目。
每个寄存器给一个地址，由控制译码器提供一个选通信号，开关量数目被字长除得的整数即为寄存器的数目。
例如，对16位计算机，若有64个开关量输出，则需要四个寄存器(16位)和四套相应电路(每套16路)。
2. 驱动放大电路因为有些输出电路要求比较大的电流(例如，继电器需20 mA电流)，所以需要驱动放大电路。
这里采用辅助操作接口中的总线驱动器元件。
3. 输出部件输出元件通常有四种，即继电器、光电开关、脉冲变压器和固态继电器。
其电路原理如图11.12所示。
1) 继电器输出如图11.12(a)所示，驱动电流约为20 mA ，电压为+5 V ，输入高压约为24～30 V ，电流为0.5～1 A 。
当开关量为1时，线圈通过电流，触点被吸合。
V Fl 与V 0接近，输入线VF 2一般可公用，也可分开接不同设备。
线圈并联二极管用以防止反冲。
压敏电阻为齐纳二极管，起到防止冲击、防止火花、去干扰和保护触点等作用。
继电器用于负载重、速度慢的情况。
2) 光电开关输出光电开关电路示于图11.12(b)，一般要求驱动电流为20 mA ，宽度20 μs ，用于负载较轻的使用情况。
光电隔离输出接口，一般是CPU 和大功率执行机构(如大功率继电器、电机等)之间的接口，控制信息通过它才能送到大功率的执行机构。
CPU 与继电器之间的接口如图11.13所示，它是光电隔离输出接口的一个实例。
图11.12 几种常用输出部件的电路结构图11.13 光电隔离输出接口电路实例图中输出控制用一块8位锁存器进行缓冲，然后再经一块反相器与发光二极管的一端相接。
该反相器可以用OC 门，也可以用吸收电流较大的TTL 门(如71LS240)。
当继电器的工作电流不太大时，光敏三极管的集电极可以串接一个继电器线圈，以直接驱动继电器工作。
当所接的继电器的工作电流较大时，需要加一级驱动放大电路(可以用一级前置继电器，也可以用一级晶体管放大电路)。
与继电器线圈并联的二极管起阻尼作用，它在继电器断电时，为在线圈中的工作电流提供一个低电阻通路，以保护光敏三极管不致于被继电器线圈电感产生的高的反向电压击穿。
) 脉冲变压器输出如图11.12(c)所示，脉冲变压器多用于高频脉冲调制型输出。
脉冲宽度可为2～5 μs 。
脉冲变压器在光电开关不适合的快速、负载轻的情况下使用。
4) 固态继电器固态继电器是光电开关隔离的扩展应用，在工业上用途广泛，是性能较为理想的开关量输出元件，其结构如图11.12(d)所示。
它兼有光电耦合器和继电器二者的优点，同时克服了两者的不足。
输入为TTL 电平，输入电流小于1 mA ，输出电压为24～1200 VDC(或AC)，输出电流为0.5～30 A 。
它的优点是开关速度快，无触点，无火花，可靠性好；缺点是价格稍贵。
V 为隔离地此外，VFBT器件是开关量输出非常有前途的器件。
随着VMOS器件的发展，中功率和大功率高压场效应管已经出现。
VMOS采用V形沟道，其特点是能够高频工作，在低输入电流情况下能输出高压大电流。
这种新型专用的开关量集成电路已经广泛应用。
开关量输出的工作过程是，微型计算机根据控制过程的需要形成对应的开关量控制率，或事先存储对应开关量控制字，将开关量送入寄存器后即可产生对应的开关量输出。
特别需要注意的是，加电时必须保持寄存器为零，不能听任寄存器为任意状态而造成事故。
对开关量输出有严格的时间要求时，要加计数器计时，保证精确时序和开关量输出时间周期。
对于重要的开关量输出，可用三个寄存器中的对应位表示同一个开关量，经三取二决定逻辑控制开关量输出，以进一步提高其可靠性。
4. 应用注意事项需要说明的是，在某些特殊情况下，需要在上述框图的基础上加以改进。
1) 输出特性不符输出电压和电流不符合共同的输出标准，要求比24 V或27 V更高的交直流电压，或者要求很大的电流时，采用二级继电器，即由开关量的输出再驱动强电继电器，由强电继电器触点构成通断完成这些要求。
2) 高可靠性有些开关量输出要求特别可靠，要用外界一些条件直接进行控制，这样可在缓冲寄存器后加逻辑电路。
用这些条件参与控制，然后再推动驱动器和输出部件。
这种开关量输出被称为有条件开关量输出。
3) 速度和时序有些开关量输出要求严格的开关时间或某个开关接通后延迟指定时间，以使另一开关量接通。
在微型计算机程序不能用于精确计时的情况下，开关量输出部分需加硬件定时计数器来处理这个问题。
4) 引入手动控制还有一些人工直接干预的开关量输出，可将操作键的输入信号与缓冲寄存器输出信号相“或”再送驱动电路和输出部件，这样不通过微型计算机便可进行手动控制。
尽管还有这样那样的情况需要处理，总的说来开关量输出的逻辑关系是比较简单的，重要的是确保其工作的可靠性。
11.3 模拟量接口11.3.1 D/A转换器D/A转换器是一种将数字量转换成模拟量的器件，其特点是接收、保持和转换的是数字信息，不存在随温度和时间的漂移问题，因此电路的抗干扰性能较好。
由于现阶段D/A转换器接口设计的主要任务是选择D/A集成芯片，并配置相应的外围电路，因此本书不介绍D/A转换器的基本原理，而是重点介绍常用的芯片。
1. 8位D/A转换器DAC0830/0831/0832DAC0830/083l/0832是8位分辨率的D/A转换集成芯片，它具有价格低廉、接口简单及转换控制容易等特点。
DAC0830系列产品包括DAC0830、DAC0831和DAC0832，它们可以完全相互代换。
这类产品由8位输入锁存器、8位DAC寄存器、8位DIA转换电路及转换控制电路组成，能和CPU数据总线直接相连，属中速转换器，大约在1μs内将一个数字量输入转换成模拟量输出。
1) 特点与主要规范该类产品采用双缓冲、单缓冲或直接数字输入，与12位DAC1230系列容易互换，且引脚兼容，可用于电压开关方式，电流建立时间为1 μs，8位的分辨率，功耗低，只需20 mW，采用+5~+15 V单电源供电，满足TTL电平规范的逻辑输入(1.4 V逻辑域值)，具有8、9或10 位线性度(全温度范围均保证)。
图11.14给出了DAC0830系列芯片的引脚图。
图11.14 DAC0830/0831/0832系列芯片的引脚图2) 引脚功能CS ——片选信号输入端，低电平有效。
I LE ——数据锁存允许信号输入端，高电平有效。
WR 1——输入锁存器写选通信号，低电平有效。
它作为第一级锁存信号将输入数据锁存到输入锁存器中。
WR 1必须在CS 和I LE 均有效时才能起操控作用。
WR 2——DAC 寄存器写选通信号，低电平有效。
它将锁存在输入锁存器中可用的8位数据送到DAC 寄存器中进行锁存。
此时，传送控制信号XFER 必须有效。
XFER ——传送控制信号，低电平有效。
当XFER 为低电平时，将允许。
D 0~D 7——8位数据输入端，D 7为最高位。
I OUT1、I OUT2——模拟电流输出端，转换结果以一组差动电流(I OUT1，I OUT2)输出。
当DAC 寄存器中的数字码全为“l”时，I OUT1最大；全为“0”时，I OUT2为零。
I OUT1+I OUT2=常数，I OUT1、I OUT2随DAC 寄存器的内容线性变化。