在工業(yè)控制中,某些輸入量(如壓力、溫度、流量、轉(zhuǎn)速等)是連續(xù)變化的模擬量,某些執(zhí)行機(jī)構(gòu)(如伺服電動(dòng)機(jī)、調(diào)節(jié)閥、記錄儀等)要求PLC輸出模擬信號(hào),而PLC的CPU只能處理數(shù)字量。模擬量首先被傳感器和變送器轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)的電流或電壓,如4~20mA,1~5V,0~10V,PLC用A/D轉(zhuǎn)換器將它們轉(zhuǎn)換成數(shù)字量。這些數(shù)字量可能是二進(jìn)制的,也可能是十進(jìn)制的,帶正負(fù)號(hào)的電流或電壓在A/D轉(zhuǎn)換后一般用二進(jìn)制補(bǔ)碼表示。 D/A轉(zhuǎn)換器將PLC的數(shù)字輸出量轉(zhuǎn)換為模擬電壓或電流,再去控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)。模擬量I/O模塊的主要任務(wù)就是完成A/D轉(zhuǎn)換(模擬量輸入)和D/A轉(zhuǎn)換(模擬量輸出)。 例如在爐溫控制系統(tǒng)中,爐溫用熱電偶檢測(cè),溫度變送器將熱電偶提供的幾十毫伏的電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)電流(如4~20mA)或標(biāo)準(zhǔn)電壓(如l~5V)信號(hào)后送給模擬量輸入模塊,經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換后得到與溫度成比例的數(shù)字量,CPU將它與溫度設(shè)定值比較,并按某種控制規(guī)律(如PID)對(duì)二者的差值進(jìn)行運(yùn)算,將運(yùn)算結(jié)果(數(shù)字量)送給模擬量輸出模塊,經(jīng)D/A轉(zhuǎn)換后變?yōu)殡娏餍盘?hào)或電壓信號(hào),用來(lái)調(diào)節(jié)控制天然氣的電動(dòng)調(diào)節(jié)閥的開(kāi)度,實(shí)現(xiàn)對(duì)溫度的閉環(huán)控制。 有的PLC有溫度檢測(cè)模塊,溫度傳感器(熱電偶或熱電阻)與它們直接相連,省去了溫度變送器。 大中型PLC可以配置成百上千個(gè)模擬量通道;它們的D/A,A/D轉(zhuǎn)換器一般是12位的。模擬量I/O模塊的輸入、輸出信號(hào)可以是電壓,也可以是電流;可以是單極性的,如0~5V,0~10V,1~5V,4~20ms,也可以是雙極性的,如 50mV,±5V,±10V和±20mA,模塊一般可以輸入多種量程的電流或電壓。A/D,D/A轉(zhuǎn)換器的二進(jìn)制位數(shù)反映了它們的分辨率,位數(shù)越多,分辨率越高,例如8位A/D轉(zhuǎn)換器的分辨率為2-8=0.38%;模擬量輸入/輸出模塊的另一個(gè)重要指標(biāo)是轉(zhuǎn)換時(shí)間。

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