PLC的模拟量输入/输出模块概述

    在工业控制中，某些输入量（例如压力、温度、流量、转速等）是连续变化的模拟量，某些执行机构（例如伺服电动机、调节阀、记录仪等）要求PLC输出模拟信号，而PLC的CPU只能处理数字量。模拟量首先被传感器和变送器转换为标准的电流或电压，例如DC 4～20mA、1～5V、0～10V，PLC用A/D转换器将它们转换成数字量。这些数字量一般是二进制的，带正负号的电流或电压在A/D转换后一般用二进制补码表示。    D/A转换器可将PLC的数字输出量转换为模拟电压或电流，再去控制执行机构。模拟量I/O模块的主要任务就是完成A/D转换（模拟量输入）和D/A转换（模拟量输出）。    例如，在炉温控制系统（如图9-1所示），炉温用热电偶检测，温度变送器将热电偶提供的几毫伏的电压信号转换为标准电流(如4～20mA)或标准电压(0～5V)信号后送给模拟量输入模块，经A/D转换后得到与温度成比例的数字量，CPU将它与温度设定值比较，并按某种控制规律(如PID)对二者的差值进行运算，将运算结果（数字量）送给模拟量输出模块，经D/A转换后变为电流信号或电压信号，用来调节控制天然气的电动调节阀的开度，实现对温度的闭环控制。
    图9-1    炉温闭环控制系统    有的PLC有温度检测模块、温度传感器（热电偶或热电阻）与它们直接相连，省去了温度变送器。大中型PLC可以配置成百上千的模拟量通道，它们的D/A、A/D转换器一般是12位的。模拟量I/O模块的输入、输出信号可以是电压，也可以是电流；可以是单极性如DC 0～5V、0～10V、1～5V、4～20mA，也可以是双极性如DC±50mV、±5V、±10V和±20mA，模块一般可以输入多种量程的电流或电压。    A/D、D/A转换器的二进制位数反映了它们的分辨率，位数越多分辨率越高；模拟量输入／输出模块的另一个重要指标是转换时间。