傳感器模擬信號數(shù)據(jù)采集與PLC系統(tǒng)匹配方案選型

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在工業(yè)現(xiàn)場中，壓力、位移、溫度、流量、轉(zhuǎn)速等各類模擬量傳感器因設計使用的技術(shù)方法不同。傳感器工作配電的方式主要分為兩線制和四線制，其輸出的模擬信號也各有差異，而常見的有0-20mA/4-20mA電流信號和0-75mV/0-5V/1-5V電壓信號。要把各類傳感器模擬信號成功采集到PLC/DCS/FCS/MCU/FA/PC系統(tǒng)，就要根據(jù)傳感器與數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的功能和技術(shù)特點進行匹配選型，同時也要考慮到工業(yè)現(xiàn)場傳感器與PLC等數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的供電差異及各種EMC干擾的影響，通常把傳感器輸出的模擬信號隔離、放大、轉(zhuǎn)換后送到PLC等數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。PLC通過信號線采集傳感器的模擬或數(shù)字信號，然后進行處理，如果傳感器是模擬輸出，PLC就要接模擬輸入接口，如果傳感器是數(shù)字信號輸出，PLC就要接數(shù)字輸入接口。

      開關(guān)量傳感器就是一個無觸點的開關(guān) ，開關(guān)量傳感器可作為PLC的開關(guān)量輸入信號。一般用于開關(guān)量控制的設備，機床，機器等。模擬量傳感器是把不同的物理量(如 壓力、流量、溫度)轉(zhuǎn)換成模擬量(4-20MA的電流或1-5V的電壓)。模擬量傳感器作為PLC的模擬量輸入模塊的輸入信號。一般用于過程控制。 數(shù)字傳感器是指將傳統(tǒng)的模擬式傳感器經(jīng)過加裝或改造A/D轉(zhuǎn)換模塊，使之輸出信號為數(shù)字量(或數(shù)字編碼)的傳感器，主要包括：放大器、A/D轉(zhuǎn)換器、微處理器（CPU）、存儲器、通訊接口電路等。

常用的模擬量傳感器分為兩線制和四線制，兩線制和四線制都只有兩根信號線，它們之間的主要區(qū)別在于：兩線制的兩根信號線既要給傳感器或者變送器供電，又要提供電流電壓信號；而四線制的兩根信號線只提供電流信號。因此，通常提供兩線制電流電壓信號的傳感器或者變送器是無源的；而提供四線制電流信號的傳感器或者變送器是有源的。因此，當PLC等數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的模板輸入通道設定為連接四線制傳感器時，PLC只從模板通道的端子上采集模擬信號，而當PLC等數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的模板輸入通道設定為連接二線制傳感器時，PLC的模擬輸入模板的通道上還要向外輸出一個直流24V的電源，以驅(qū)動兩線制傳感器工作。       4-20mA和電工標準有關(guān),4-20mA信號制是國際電工委員會(IEC)過程控制系統(tǒng)用模擬信號標準。我國從DDZ-Ⅲ型電動儀表開始采用這一國際標準信號制，儀表傳輸信號采用4-20mA,聯(lián)絡信號采用1-5VDC,即采用電流傳輸、電壓接收的信號系統(tǒng)。因為信號起點電流為4mA,為變送器提供了靜態(tài)工作電流，同時儀表電氣零點為4mA，不與機械零點重合，這種活零點有利于識別斷電和斷線等故障。