1、自動(dòng)控制系統(tǒng)的輸入輸出信號(hào)一、常用信號(hào)類(lèi)型及含義1、模擬量信號(hào)模擬量是在時(shí)間和數(shù)量上都是連續(xù)的物理量，其表示的信號(hào)則為模擬信號(hào)。模擬量在連續(xù)的變化過(guò)程中任何一個(gè)取值都是一個(gè)具體有意義的物理量，如溫度，壓力，電流等。常用模擬量信號(hào)有：熱電阻、熱電偶、420mA、15VDC、mV等。模擬量信號(hào)如下圖：模擬量信號(hào)通常來(lái)自現(xiàn)場(chǎng)儀表，如鉑熱電阻，壓力，流量、液位變送器等；集中控制設(shè)備也會(huì)發(fā)送模擬量信號(hào)給調(diào)節(jié)閥，變頻器等；集中控制設(shè)備之間也有模擬量信號(hào)交流，如盤(pán)裝儀表之間的信號(hào)。2、開(kāi)關(guān)量信號(hào)一般指的是觸點(diǎn)的“開(kāi)”與“關(guān)”的狀態(tài)，在計(jì)算機(jī)設(shè)備中也會(huì)用“0”或“1”來(lái)表示開(kāi)關(guān)量的狀態(tài)。開(kāi)關(guān)量分為有源開(kāi)關(guān)量信

2、號(hào)和無(wú)源開(kāi)關(guān)量信號(hào)，有源開(kāi)關(guān)量信號(hào)指的是“開(kāi)”與“關(guān)”的狀態(tài)時(shí)帶電源，通常電源是220VAC, 24VDC；無(wú)源開(kāi)關(guān)量信號(hào)指的是當(dāng)開(kāi)關(guān)處于“開(kāi)”和“關(guān)”的狀態(tài)時(shí)不帶電源，行話(huà)俗稱(chēng)之為干接點(diǎn)。對(duì)于控制系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，通常開(kāi)關(guān)量輸入卡件接收的是無(wú)源開(kāi)關(guān)量信號(hào)，開(kāi)關(guān)量輸出信號(hào)根據(jù)實(shí)際應(yīng)用可以有源，也可以無(wú)源。開(kāi)關(guān)量信號(hào)如下圖：開(kāi)關(guān)量信號(hào)通常由現(xiàn)場(chǎng)儀表發(fā)出，如溫度開(kāi)關(guān)、壓力，流量，物位開(kāi)關(guān)、位置開(kāi)關(guān)等；集中控制設(shè)備發(fā)送開(kāi)關(guān)量信號(hào)到執(zhí)行器，如開(kāi)關(guān)閥，電磁閥等，集中控制設(shè)備之間也有開(kāi)關(guān)量信號(hào)交流，如盤(pán)裝儀表發(fā)出信號(hào)至閃光信號(hào)報(bào)警器等。3、數(shù)字量信號(hào)數(shù)字量，也就是離散量，指得是分散開(kāi)來(lái)的、不存在中間值的量。例如，

3、一個(gè)開(kāi)關(guān)所能夠取的值是離散的，只能是開(kāi)或者關(guān)，不存在中間的狀況。所以數(shù)字量在時(shí)間和數(shù)量上都是離散的物理量，其表示的信號(hào)則為數(shù)字信號(hào)，數(shù)字量是由0和1組成的信號(hào)，如循環(huán)二進(jìn)制碼。數(shù)字量信號(hào)如下圖：4、脈沖量信號(hào)脈沖量就是瞬間電壓或電流由某一值躍變到另一值的信號(hào)量。在量化后，其變化持續(xù)有規(guī)律就是數(shù)字量，在工業(yè)應(yīng)用中一些流量計(jì)就可以輸出脈沖信號(hào)，如橢圓齒輪量計(jì)通常使用其輸出的脈沖信號(hào)。如果其由0變成某一固定值并保持不變，其就是開(kāi)關(guān)量。脈沖量信號(hào)如下圖：5、通信通信就是信息的傳遞，是指由一地向另一地進(jìn)行信息的傳輸與交換，其目的是傳輸消息，依據(jù)通信協(xié)議不同有HART、RS-485等。二、數(shù)字量信號(hào)和模擬

4、量信號(hào)的區(qū)別很多人容易將數(shù)字量信號(hào)與模擬量信號(hào)混淆。1、在時(shí)間上和數(shù)量上都是離散的物理量稱(chēng)為數(shù)字量，表示數(shù)字量的信號(hào)叫數(shù)字信號(hào)。例如：在工廠(chǎng)成品打包工段，打包機(jī)每打好一包成品，發(fā)出一個(gè)信號(hào)，輸入到計(jì)算機(jī)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)（如，每小時(shí)、每班、每天、每月的打包數(shù)量）管理，其輸入信號(hào)就是數(shù)字信號(hào)。2、在時(shí)間上或數(shù)值上都是連續(xù)的物理量稱(chēng)為模擬量，表示模擬量的信號(hào)叫模擬信號(hào)。例如：熱電阻在工作時(shí)輸出的電阻信號(hào)就屬于模擬信號(hào)，因?yàn)樵谌魏吻闆r下被測(cè)溫度都不可能發(fā)生突跳,所以測(cè)得的電阻信號(hào)無(wú)論在時(shí)間上還是在數(shù)量上都是連續(xù)的。而且，這個(gè)電阻信號(hào)在連續(xù)變化過(guò)程中的任何一個(gè)取值都是具體的物理意義，即表示一個(gè)相應(yīng)的溫度。三、選

5、用信號(hào)類(lèi)型的原則選用儀表信號(hào)類(lèi)型時(shí)，除了上面提到的輸出信號(hào)或輸入信號(hào)的儀表信號(hào)類(lèi)型必須匹配之外，我們?cè)诙嗄甑脑O(shè)計(jì)和儀表選型的工作中，總結(jié)出很多非常有價(jià)值的經(jīng)驗(yàn)，有助于降低控制系統(tǒng)的復(fù)雜性，控制成本，減少發(fā)生錯(cuò)誤的概率。1、在控制系統(tǒng)應(yīng)用中信號(hào)類(lèi)型應(yīng)盡可能少，可以減少控制系統(tǒng)輸入、輸出卡件類(lèi)型，減少備品備件，節(jié)省投資。比如在某個(gè)工程項(xiàng)目中，有一臺(tái)現(xiàn)場(chǎng)儀表只能輸出脈沖量信號(hào)，這時(shí)就需要選用一塊脈沖量輸入卡用于接收這臺(tái)儀表的信號(hào)，通常情況一塊脈沖量輸入卡有8個(gè)通道（可接收8臺(tái)儀表的信號(hào)），而現(xiàn)在只用了一個(gè)通道，資源利用率很低。像這種情況可以選擇一臺(tái)將輸入脈沖量信號(hào)轉(zhuǎn)換成420mA輸出的轉(zhuǎn)換器，來(lái)減少DCS系統(tǒng)的輸入卡種類(lèi)，經(jīng)濟(jì)上也更合理。2、在可能的情況下，儀表信號(hào)應(yīng)選用電流信號(hào)（如420mA）傳輸，如果選用電壓信號(hào)（如15VDC）傳輸，在線(xiàn)路上會(huì)有電壓降，線(xiàn)路越長(zhǎng)壓降越大，因此造成信號(hào)衰減。3、在同一個(gè)工程項(xiàng)目中，通信