数据采集技术之传感器模拟信号与PLC系统对称选配方案

在工业环境中，各种模拟量传感器因其技术特性和工作方式的不同而展现出多样性。这些传感器通过两线制或四线制供电，其输出的模拟信号也各具特色，其中包括0-20mA/4-20mA电流信号以及0-75mV/0-5V/1-5V电压信号。为了成功地将这些模拟量数据采集到PLC、DCS、FCS、MCU、FA或PC系统中，我们需要根据传感器与数据采集系统的功能进行匹配，并考虑供电差异及EMC干扰影响。在此过程中，我们通常会对传感器输出的模拟信号进行隔离、放大和转换，然后将其送入数据采集系统。PLC通过接收来自传感器的模拟或数字信号并进行处理，这涉及到选择正确的输入接口。如果是模拟输出，PLC需使用模拟输入接口；如果是数字输出，则需使用数字输入接口。

开关量传感器是一种无触点开关，可以作为PLC中的开关量输入。如果用于控制设备，如机床或机器，它们通常被视为开关量控制单元。而模拟量传感器则将物理量（如压力、流量、高温）转换成可读取的连续值，如4-20mA电流或1-5V电压。这类传感器常用于过程控制，是PLC上的关键组件。

数字化改造使得一些旧式模拟式传感器能够直接连接至微处理机，形成具有A/D转换能力和通讯功能的智能型变送装置。这种设计不仅增强了测控性能，还提供了更高级别的手动操作界面。

两线制和四线制是两种主要类型，但它们之间存在关键区别：两线制既用作供电又用作信息交换，而四线制只负责信息交换，不提供额外供电。当连接二线制设备时，必须确保有足够供应给它所需的一切功率；相反，如果采用的是四线制，则可以忽略掉这一考慮，因为它自身并不需要额外能源来维持其运作状态。此外，由于国际标准要求（如IEC），4-20mA已成为全球范围内广泛认可的一种标准化通信协议，为工业自动化领域提供了一致性的解决方案。