了解模擬信號(hào)
　　模擬信號(hào)是信息的連續(xù)表示，隨著時(shí)間的流逝而變化平穩(wěn)。它可以在連續(xù)范圍內(nèi)采用任何值，通常表示為連續(xù)波。模擬信號(hào)反映了它們所代表的現(xiàn)實(shí)現(xiàn)象，從而保留了原始來(lái)源的所有細(xì)微差別。

　　溫度模擬圖

　　圖1。模擬控制允許連續(xù)信號(hào)傳感或輸出控制。一個(gè)示例是一個(gè)溫度傳感器，該傳感器根據(jù)溫度輸出毫安值。
　　模擬值的特征
　　連續(xù)性：模擬信號(hào)本質(zhì)上是連續(xù)的，這意味著它們?cè)谄浞秶鷥?nèi)具有無(wú)限數(shù)量的可能值。
　　振幅和頻率：模擬信號(hào)的幅度表示測(cè)得數(shù)量的大小或強(qiáng)度，而頻率對(duì)應(yīng)于信號(hào)振蕩的速率。
　　噪聲敏感性：模擬信號(hào)在傳輸和處理過(guò)程中容易受到噪聲，干擾和降解的影響。電噪聲，信號(hào)衰減和失真等因素會(huì)引入錯(cuò)誤并影響信號(hào)的準(zhǔn)確性。
　　模擬信號(hào)的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)
　　模擬信號(hào)提供了各種優(yōu)勢(shì)，使其成為眾多應(yīng)用程序的。模擬信號(hào)由于其連續(xù)的性質(zhì)提供了高分辨率和精度。它們可以表示有關(guān)測(cè)量量的小變化和細(xì)粒度的信息。它們還實(shí)現(xiàn)了實(shí)時(shí)監(jiān)視和控制，從而使系統(tǒng)可以快速響應(yīng)系統(tǒng)參數(shù)調(diào)整。此外，模擬信號(hào)還提供了他們測(cè)量的數(shù)據(jù)的明智表示，從而為工程師和技術(shù)人員提供了直觀的數(shù)據(jù)來(lái)解釋。盡管模擬控制曾經(jīng)實(shí)施更昂貴，但成本和傳感速度限制比以往任何時(shí)候都要低。

　　考慮到模擬控件的優(yōu)點(diǎn)，仍然存在一些原因，使它們?cè)诳删幊踢壿嬁刂破鱬lc中的輸入和輸出的可用性有限。例如，許多帶有數(shù)字信號(hào)的控制應(yīng)用程序現(xiàn)在只是統(tǒng)治了市場(chǎng)。數(shù)字信號(hào)足以打開(kāi)/關(guān)閉控制和基于邏輯的決策，這是PLC技術(shù)的基礎(chǔ)。對(duì)于大多數(shù)工程師和技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，數(shù)字信號(hào)仍然更容易測(cè)試和故障排除。

　　數(shù)字和模擬I/O模塊的接線
　　圖2。并排比較說(shuō)明了與更令人生畏的模擬圖（右側(cè)）相對(duì)于孤立的數(shù)字接線（左側(cè)）的相對(duì)簡(jiǎn)單性。圖像（修改后）使用的自動(dòng)化直接提供
　　現(xiàn)代PLC設(shè)計(jì)為靈活和模塊化。數(shù)字控制模塊可以迎合廣泛的應(yīng)用程序，并可以輕松地配置為所需的輸入和輸出數(shù)量。另一方面，模擬信號(hào)通常太具體了（例如某些當(dāng)前范圍或僅用于RTD，類似的東西），將其用于某些不靈活的應(yīng)用程序。
　　模擬信號(hào)在控制系統(tǒng)中的應(yīng)用
　　由于其過(guò)程的性質(zhì)和所需的測(cè)量類型，某些行業(yè)更有可能依靠模擬信息。以下是一些通常依賴模擬信息的行業(yè)：
　　感測(cè)和測(cè)量
　　模擬信號(hào)在控制系統(tǒng)中廣泛用于感測(cè)和測(cè)量目的。溫度傳感器，壓力傳感器，電位傳感器和位置傳感器等傳感器會(huì)生成模擬信號(hào)，這些信號(hào)提供了有關(guān)測(cè)量物理參數(shù)的連續(xù)而的信息。
　　比例控制
　　模擬信號(hào)對(duì)于實(shí)施比例控制系統(tǒng)至關(guān)重要，在該系統(tǒng)中，輸出控制信號(hào)與輸入信號(hào)成正比。例如，在加熱系統(tǒng)中，模擬溫度傳感器會(huì)生成一個(gè)模擬信號(hào)，該信號(hào)與所需的設(shè)定值進(jìn)行了比較，并且按比例調(diào)整了輸出控制信號(hào)以達(dá)到所需的溫度。
　　反饋控制
　　模擬信號(hào)用于反饋控制系統(tǒng)中，其中將輸出信號(hào)與所需的設(shè)定值進(jìn)行連續(xù)比較。模擬反饋信號(hào)允許對(duì)系統(tǒng)變量進(jìn)行連續(xù)監(jiān)視和調(diào)整，以保持穩(wěn)定性，準(zhǔn)確性和所需性能。
　　可變速度驅(qū)動(dòng)器
　　模擬信號(hào)用于可變速度驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中，以控制電動(dòng)機(jī)的速度和扭矩。通過(guò)調(diào)節(jié)模擬控制信號(hào)，可以平穩(wěn)地調(diào)整電動(dòng)機(jī)的性能，從而對(duì)各種工業(yè)過(guò)程進(jìn)行的控制。
　　涉及制造，裝配線，機(jī)器人技術(shù)和機(jī)器自動(dòng)化的行業(yè)通常需要控制物理變量。模擬信號(hào)用于反饋控制，比例控制和調(diào)節(jié)各種過(guò)程。
　　模擬信號(hào)的現(xiàn)代替代品
　　一種常見(jiàn)的方法是使用數(shù)字通信協(xié)議傳輸已經(jīng)轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制數(shù)字的模擬信息。這消除了對(duì)接收端的模數(shù)轉(zhuǎn)換器（ADC）的需求，因?yàn)樾畔⒁呀?jīng)以數(shù)字格式為單位。
　　IO-Link和Modbus/以太網(wǎng)是數(shù)字通信協(xié)議的示例，可用于傳輸模擬信息。這些協(xié)議提供了一種以數(shù)字格式（包括模擬傳感器數(shù)據(jù)）在設(shè)備之間傳輸數(shù)據(jù)的方法。以下是可以利用這些協(xié)議的方式：
　　io-link
　　IO-Link是一種用于將傳感器和執(zhí)行器連接到控制系統(tǒng)的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信協(xié)議。雖然IO-Link支持?jǐn)?shù)字信號(hào)和模擬信號(hào)，但它也提供了傳輸模擬值的功能。連接到IO-Link主的模擬傳感器可以直接提供其數(shù)據(jù)，從而消除了對(duì)外部ADC的需求。然后，IO-Link主可以通過(guò)數(shù)字接口將數(shù)字值傳達(dá)到控制系統(tǒng)。
　　以太網(wǎng)上的modbus
　　Modbus是一種常用的串行通信協(xié)議，允許通過(guò)網(wǎng)絡(luò)之間的設(shè)備之間的通信。 Modbus/TCP使用以太網(wǎng)作為基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，是基于TCP/IP網(wǎng)絡(luò)的MODBUS協(xié)議的擴(kuò)展。盡管Modbus主要是一種數(shù)字協(xié)議，但它也可以傳輸模擬數(shù)據(jù)。連接到啟用MODBUS的設(shè)備或控制器的模擬傳感器可以將其模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為內(nèi)部數(shù)字值，然后通過(guò)Modbus/Ethernet網(wǎng)絡(luò)傳輸它們。

　　IO-Link網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

　　圖3。IO -Link設(shè)備將數(shù)據(jù)從執(zhí)行器和傳感器傳達(dá)到控制器，通常是PLC。圖片由IO-Link提供