什么是模拟量?什么是数字量?两者怎么转换?

什么是数字量？什么是模拟量？它们是怎么转换的？

什么是开关量、数字量

开关量是指非连续性信号的采集和输出，包括遥控采集和遥控输出。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。“开”和“关”是电器最基本、最典型的功能。一般开关量装置通过内部继电器实现开关量的输出。
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，多个开关量可以组成数字量。


在西门子PLC里，一般将开关量即称为数字量，有些地方将数字量作为单独的概念。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。

什么是模拟量

模拟量是指一些连续变化的物理量，如电压（0～10V）、电流（4～20MA）、压力（0～10MPA）、速度（0～3000R/MIN）、流量（0～5L），电磁阀开度（0～100%）等信号量。一般模拟量是指如现场的水井水位、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。


模拟量的使用是plc控制中的一部分，模拟量种类一般有电压型和电流型两种。电流型相比于电压型更稳定，抗干扰能力较强。模拟量的使用也是有分辨率的。一般有12bit和14bit两种分辨率。其中对应的数值分别为0～4000和0～16000，西门子PLC模拟量的分辩率高一些，对应数值有0～32000或0～27468。对应的电压为0～10v，具体根据产品情况而定。此种模拟量一般用于电压与数值为线性关系。还有一种模拟量模块，用来转化采集的温度，是非线性的关系。


模拟量的采集一般使用各种传感器，如下图列举的部分传感器装置。


采集到的模拟量需要通过转换器来转换成数字量，如PLC里一般用模拟量模块，来起到模拟量与数字量的转换作用。

模数转换

例：下面是一个恒压供水的模型，压力传感器采集到压力值，通过压力变送器转换成0-10V的电压，然后给到PLC的模拟量输入，PLC模拟量转换成数字量，通过程序处理，将需要的数字量再通过模拟量模块转换成模拟量信号输出到执行机构。




PLC的模拟量输入模块A/D模块，即是采集的压力传感器/变送器的压力值转换的电压或电流值，并将电压或电流转换成PLC的数字量并存储起来的一个功能模块。

PLC模拟量输出模块D/A模块，即是将PLC运算后的数字量转换成电压或电流来控制输出执行机构的一个功能模块。

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