不懂数字世界的特性，你月薪永远不过万
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引言
2
什么是模拟量信号
2.1
用二进制数表示模拟信号
2.2
位和字节
具有一位数字的二进制数称为位。一位可以容纳 0 或 1。如前所述，这就是数字输入的工作原理。但是，如果你把这些位结合起来，从而创建多个数字，事情就会开始变得有趣。
在许多 PLC 中，模拟信号由一个字表示。二进制中的单字是一行 16 个零或两个字节（8 个零）。就像这样：0000
如果你还记得一点二进制数，你就会知道，一个 16 位的二进制数可以表示从 0 到 65535 的值。不过，因为位用于对数字进行签名，因此为其提供正值或负值，所以只能使用数值的一半。我们剩下 15 位用于表示模拟值。因此，二进制数可以表示从 -32768 到 32767 的值。
2.3
A/D 转换器
当模拟输入信号进入 PLC 时，它通过 A/D 转换器。这是 PLC 模拟输入卡中的组件，用于将模拟信号转换为数字信号。正是这些数字信号终将在 PLC 中给出二进制值表示。
在了解 A/D 转换器之前，了解您正在处理的模拟信号类型非常重要。在本文中，我将重点介绍 PLC 编程中的这三种模拟信号：电压、电流、电阻。
我们需要了解信号类型的原因是我们需要知道信号的范围。一种非常常用的模拟信号类型是 4-20mA。
我们必须知道我们的信号类型。因为在这个例子中，我们现在知道模拟信号的范围是 16mA。在 PLC 中，模拟值通常以 16 位双 byte 表示。这是因为 A/D 转换器将模拟信号转换为长度为 16 位的数字值。
您可以购买不同分辨率的模拟输入卡。这取决于 A/D 转换器必须使用多少位。更多的位为我们提供了更多的数字来表示模拟信号。
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模拟信号的分辨率
在 PLC 控制系统中，模拟量信号的分辨率是指能够正确测量模拟信号变化的小值。例如，一个 12 位的模拟输入卡可以将任何电压范围内的信号分成 4096 个等分，每一份表示的电压值相差约 2.4 mV（12 位等分电压输入卡的量程为 10 V ）。
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模拟输入
在 PLC 控制系统中，模拟量输入是将物理量（例如温度、压力、流量等）转换成对应的电信号，然后将这些电信号送入 PLC 的输入卡，以进行监测和控制。
4.1
电压输入和电流输入的优缺点
电压输入和电流输入在 PLC 控制系统中都有使用。电压输入的优点在于使用方便，直接将信号连接到 PLC 的输入端即可；缺点在于输入电阻固定，易受电源电压变化影响。而电流输入的优点在于输入端具有高阻抗，因此不易受电源电压变化的影响；缺点在于需要使用电阻来转换电流信号，测量不如直接读取电压信号方便。
4.2
2 线制、3 线制、4 线制的优缺点
对于电压输入和电流输入，还有 2 线制、3 线制、4 线制的不同连接方式。其中 2 线制的优点在于只需 2 根导线即可连接，使得电路结构简单，但缺点是信号损失比较大；3 线制和 4 线制的优点在于信号损失小，但需要更多的导线和连接器来实现。
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模拟量输出
在 PLC 控制系统中，模拟量输出是将数字信号转换为模拟量信号，用于控制物理过程。例如，通过模拟量输出将信号传递给变频器，控制电机的转速。模拟量输出通常是 4-20 mA 的模拟信号，它们可以被 PLC 输出卡激励，以供其他设备使用。
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结语
本文介绍了 PLC 中模量信号的相关知识点，涉及模拟信号的分辨率、模拟输入和模拟量输出等内容。此外，还介绍了电压输入和电流输入的优缺点以及 2 线制，3 线制，4 线制的连接方式的优缺点。通过对模拟量的介绍，让我们对数字世界的二进制特性有了更深刻的了解。
希望本篇文章能对了解 PLC 中的模拟量信号产生帮助，并对理解数字世界的二进制特性有所启发。