在工业生产控制过程中,特别是在连续型的生产过程中,经常会要求对一些物理量如常见的:电压、电流、压力、速度、流量等进行采集控制时,这些物理量它们都是随时间而连续变化的。在控制领域把这些随时间连续变化的物理量叫模拟量。

我们在使用模拟量的时候,首先要了解几种设备:

传感器、变送器、A/D转换器、D/A转换器等。

传感器

它是实现自动检测和自动控制的首要环节。传感器的存在和发展,让物体有了触觉、味觉和嗅觉等感官,让物体慢慢变得活了起来。

常用的有温度传感器、压力传感器、湿度传感器等。

变送器

变送器是把传感器的输出信号转变为可被控制器识别的信号(或将传感器输入的非电量转换成电信号同时放大以便供远方测量和控制的信号源)的转换器。传感器和变送器一同构成自动控制的监测信号源。

A/D转换器

将模拟信号转换成数字信号的电路,称为模数转换器(简称a/d转换器),A/D转换的作用是将时间连续、幅值也连续的模拟量转换为时间离散、幅值也离散的数字信号,因此,A/D转换一般要经过取样、保持、量化及编码4个过程。在实际电路中,这些过程有的是合并进行的,例如,取样和保持,量化和编码往往都是在转换过程中同时实现的。

D/A转换器

D/A转换器,又称数模转换器,简称DAC。一种将二进制数字量形式的离散信号转换成以标准量(或参考量)为基准的模拟量的转换器,作用是把数字量转变成模拟的器件。

模拟量输入(AI)

(即4-20mA或0-10V的电流或电压信号,输入到DCS中,经过变换,还原出原来的值)

模拟量输出(AO)

(AO是DCS输出4-20mA或0-10V信号,去控制设备的运行参数)

常见的模拟量输入/输出信号:

4-20mA、0-10mA、1-5V、0-5V、0-10V

其实就是是电压、电流变化。

常用的电压范围:0~10V,-10~+10V,0~5V,-5V~+5V,其中最常用的是0~10V的电压信号。

常用的电流范围:0~20mA,4~20mA,-20mA~+20mA,其中最常用的是4~20mA的电流信号。

应用领域

模拟量有许多的应用领域,比如楼宇自动化、环境监测、工厂自动化和智能交通等;

环境监测:二氧化碳浓度监测、氧气浓度监测、烟雾浓度监测、水质监测等。

为什么都把模拟量信号转换成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。

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