工程师必看！模拟量信号与开关量的终极区别解析

工程师必看！模拟量信号与开关量的终极区别解析

引用

网易

1.

https://m.163.com/dy/article/JOCQH9UM05119QHS.html

模拟量和开关量是两种不同的信号类型，它们在电子和工程领域中有着广泛的应用。理解它们的区别及使用场景，对工控和自动化系统的设计与维护至关重要。

模拟量与开关量的定义

模拟量

模拟量是指在一定范围内连续变化的量，可以在该范围内取任意值。例如：

• 温度：0~500°C
• 压力：0~16 MPa
• 液位：1~10米
• 速度：10~100 m/s
• 电压：0~10V
• 电流：0~20 mA

模拟量的值是连续的，可以精确表示物理量的变化。

开关量

开关量信号是指非连续性的信号，只有两种状态，即“开”和“关”，或者0和1。例如：

• 开关的断开与闭合
• 继电器的开与关
• 电磁阀的通与断等

开关量通常用于简单的开关控制，无法反映连续变化的情况。

模拟量信号的处理过程

模拟量信号的传输和处理过程通常包括以下几个步骤：
传感器 -> 变送器 -> 模拟量输入模块 -> PLC

1. 传感器
   传感器用于检测物理量（如压力、温度、液位等）。它将检测到的实际物理值转换为电信号，通常是电压或电流信号。

2. 变送器
   变送器将传感器输出的非电量信号（例如温度、压力等）转换为电信号。这个电信号可以是电压或电流信号，适用于后续的信号处理。

3. 模拟量输入模块
   模拟量信号需要通过模拟量输入模块接入到PLC（可编程逻辑控制器）进行处理。模拟量模块会将传输的电流或电压信号转换为PLC能够处理的数字信号。

4. PLC
   PLC接收到的模拟信号会进行处理并执行相应的控制操作。根据不同的工业控制需求，PLC会根据传感器输入的模拟量信号来执行具体动作。

常见的变送器类型

不同的物理量需要不同的传感器和变送器来检测和转换。常用的变送器类型包括：

• 温度变送器
• 压力变送器
• 流量变送器
• 电流变送器
• 电压变送器

这些变送器通常用于工业自动化系统中，用于将物理信号（如温度、压力、流量等）转换为标准电信号。

电流信号与电压信号的区别

抗干扰能力

电流信号具有较强的抗干扰能力。特别是在现场干扰较大的情况下，电流信号能够有效减少误差，因此，电流信号通常被优先选择。

相比之下，电压信号的抗干扰能力较弱，因此在需要高精度测量的环境中，电流信号更为可靠。

最小值设置

电流信号的最小值可以设置为0mA或4mA，常用的是4mA。这种设置可以帮助判断模拟量信号和传感器之间的接线是否正常。如果信号小于4mA，就说明接线断开或故障。

如果使用0mA作为最小值，就无法判断断线问题。因此，通常选择电流信号的标准范围为4~20mA，这不仅具有较强的抗干扰能力，还能够实时检测传感器的状态。

总结

模拟量信号和开关量信号是工业控制中常见的两种信号类型。模拟量信号能够提供连续变化的物理量信息，而开关量则适用于简单的开关控制。通过传感器、变送器和模拟量输入模块，模拟量信号可以被有效地采集和处理，进而进行精准的控制。电流信号通常比电压信号具有更强的抗干扰能力，因此在工业控制中得到了广泛应用。