制系统中的模拟量和开关量到底是什么？

2020-12-18 10:22

运动控制在线

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关于运动控制系统中的模拟量和开关量

什么叫模拟量？什么又叫开关量？他们两者有什么区别？这都是本文所要讨论的。

众所周知，在控制系统中有两个常见的术语，“模拟量”和“开关量”。不论输入还是输出，一个参数要么是模拟量，要么是开关量。

模拟量：控制系统量的大小是一个在一定范围内变化的连续数值。比如温度，从0～100度，压力从0～10Mpa，液位从1～5米，电动阀门的开度从0～100％，等等，这些量都是模拟量。

开关量：该物理量只有两种状态，如开关的导通和断开的状态，继电器的闭合和打开，电磁阀的通和断，等等。

对控制系统来说，由于CPU是二进制的，数据的每位只有“0”和“1”两种状态，因此，开关量只要用CPU内部的一位即可表示，比如，用“0”表示开，用“1”表示关。而模拟量则根据精度，通常需要8位到16为才能表示一个模拟量。最常见的模拟量是12位的，即精度为2－12，最高精度约为万分之二点五。当然，在实际的控制系统中，模拟量的精度还要受模拟／数字转换器和仪表的精度限制，通常不可能达到这么高。

开关量仅有两种相反的工作状态，例如高电平和低电平，继电器线圈的通电和断电，触电的接通和断开，PLC可以直接输入和输出开关量信号。有的PLC将开关量称为数字量。

模拟量是连续变化的物理量，例如电压，温度，压力和转速等PLC，不能直接处理模拟量，需要用模拟量输入模块中的A／D转换器，将模拟量转换为与输入信号成正比的数字量。PLC中的数字量（例如PID控制器的输出）需要用模拟量输出模块中的D／A转换器将它们转换为与相应数字成比例电压或电流，供外部执行机构（例如电动调节阀或变频器）使用。

那么什么是开关量？什么是模拟量？

开关量不是通电，就是断电，或称为0和1，0代表通电，1代表断电。例如，按钮，开关，时间继电器，过电流压力继电器，这类属于输入，输出的有接触器，继电器，电磁阀等。模拟量是一种连续变化的量，例如，输入的有：传感器，（好多种）输出的有：伺服电动机，电磁阀，距离，速度等控制信号。换句说法说：开关量是真实物体，而模拟量是一个虚拟物体，比如在电脑上画画等。数字量是0和1，就是输入输出I／O只有一个，而模拟量是变化量，比如压力，电压，温度的监控，它是一个过程，通常需要字或字节的出入输出。开关量包括开入量和开出量，是数字信号，只有0和1两种状态。开入量来自保护装置外部的接点，供保护装置使用。开出量是保护装置向外部提供的接点，供给外部设备的，如开关跳闸等。

关于运动控制系统中的模拟量和开关量