大数据采集技术巧妙融合传感器模拟信号与PLC系统完美对接方案选型之艺术

在工业环境中，模拟量传感器因其技术实现的多样性而显得复杂。这些传感器能够测量压力、位移、温度、流量和转速等参数，并将其转换为电流或电压信号。根据工作方式，传感器可以分为两线制和四线制，这两种类型的输出信号也有所不同，其中0-20mA/4-20mA电流信号和0-75mV/0-5V/1-5V电压信号是最常见的形式。在采集这些模拟信号到PLC（程序逻辑控制器）、DCS（分布式控制系统）、FCS（功能控制系统）、MCU（微控制单元）或FA（自动化设备）等数据采集系统时，我们需要考虑传感器与目标系统之间的兼容性以及EMC干扰对性能的潜在影响。通常，为了确保准确地将数据送入目标系统，我们会使用隔离放大并可能进行转换以适应不同的接口要求。

PLC通过数字输入端口接收来自开关量传感器或模拟输入端口接收来自模拟量传感器或数字输入端口接收来自数字量传感器的信息。如果是开关状态，则PLC处理为二值逻辑；如果是连续变量，则PLC解释为数值范围。

除了以上提到的，还有一类特殊的数字型传感器，它们包含了A/D转换功能，使得它们能直接向计算机通信，而无需额外设备。

工业应用中，模拟量传感器主要有两种：一线制和四线制。一线制仅用两个导线进行供电和信号交流，而四线制则只有用于提供额外供电源，以便于远距离通讯。但这也意味着四线制更依赖于基础设施，因为它不能自行产生能源。这决定了我们如何选择连接到PLC上，如果我们正在处理的是一个有源或者无源设备，这会影响我们的配置选项。

最后，由于4-20mA标准与国际工程委员会(IEC)过程控制标准相关联，因此在中国从DDZⅢ型仪表开始采用这一国际标准。在这种体系中，一侧用于发送给变送设备作为静态工作电流，同时避免了机械零点与电子零点重合的问题，从而提高了故障检测能力。