模擬量I/O與數(shù)字量I/O的區(qū)別

　　在工業(yè)自動(dòng)化控制中，經(jīng)常會(huì)遇到開(kāi)關(guān)量，數(shù)字量，模擬量，離散量，脈沖量等各種概念，而在實(shí)際應(yīng)用中，對(duì)于這些概念又很容易混淆?，F(xiàn)將各種概念羅列如下：

　　模擬量I/O定義

　　模擬量是指變量在一定范圍內(nèi)連續(xù)變化的量，簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)就是在時(shí)間上或數(shù)值上都是連續(xù)的物理量，注意這里的“連續(xù)”。模擬量的信號(hào)叫做模擬信號(hào)，把工作在模擬信號(hào)下的電子電路叫模擬電路，模擬量一般表示模擬電壓、電流等參數(shù)。

　　模擬量信號(hào)是一種連續(xù)變化的物理量，如電流、電壓、溫度、壓力、位移、速度等。I業(yè)控制中，要對(duì)這些模擬量進(jìn)行采集并送給∏￡的σV，就必須先對(duì)這些模擬量進(jìn)行模數(shù)(A/D)轉(zhuǎn)換。模擬量輸入模塊就是用來(lái)將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成Pl￡所能接受的數(shù)字信號(hào)的。生產(chǎn)過(guò)程的模擬信號(hào)是多種多樣的，類型和參數(shù)大小也不相同，因此，一般先用現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)變送器，把其變換成統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)(如4~⒛m⒋的直流電流信號(hào)、0~5V的直流電壓信號(hào)等)，然后再送入模擬量輸入模塊將模擬量信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字量信號(hào)，以便Pr的σV進(jìn)行處理。模擬量輸入模塊一般由濾波、模數(shù)(A/D轉(zhuǎn)換、光電耦合器等部分組成。光電耦合器有效防止了電磁干擾c對(duì)多通道的模擬量輸入單元，通常設(shè)置多路轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)進(jìn)行通道的切換，且在輸出端設(shè)置信號(hào)寄存器。

　　在工業(yè)控制中，除了用數(shù)字量信號(hào)來(lái)控制，有時(shí)還要用模擬量信號(hào)來(lái)進(jìn)行控制。模擬量模塊有模擬量輸入模塊、模擬量輸出模塊、模擬量輸入/輸出模塊。

　　數(shù)字量I/O定義

　　數(shù)字量數(shù)字量是物理量的一種，其變化在時(shí)間上是不連續(xù)的，總是發(fā)生在一系列“離散”的瞬間，這一類物理量叫做數(shù)字量，也就是離散量，指的是分散開(kāi)來(lái)的、不存在中間值的量。

　　模擬量的概念與數(shù)字量相對(duì)應(yīng)，但是經(jīng)過(guò)量化之后又可以轉(zhuǎn)化為數(shù)字量。模擬量是在時(shí)間和數(shù)量上都是連續(xù)的物理量，其表示的信號(hào)則為模擬信號(hào)模擬量在連續(xù)地變化過(guò)程中任何一個(gè)取值都是一個(gè)具體有意義的物理量，如溫度，電壓，電流等。連續(xù)的電壓，電流等信號(hào)量，經(jīng)過(guò)抽樣和量化后就是數(shù)字量。

　　兩者區(qū)別

　　1.開(kāi)關(guān)量：YF8034，一般指的是觸點(diǎn)的“開(kāi)”與“關(guān)”的狀態(tài)，一般在計(jì)算機(jī)設(shè)備中也會(huì)用“0”或“1”來(lái)表示開(kāi)關(guān)量的狀態(tài)。開(kāi)關(guān)量分為有源開(kāi)關(guān)量信號(hào)和無(wú)源開(kāi)關(guān)量信號(hào)，有源開(kāi)關(guān)量信號(hào)指的是“開(kāi)”與“關(guān)”的狀態(tài)是帶電源的信號(hào)，專業(yè)叫法為躍階信號(hào)，可以理解為脈沖量，一般的都有220VAC， 110VAC，24VDC，12VDC等信號(hào)，無(wú)源開(kāi)關(guān)量信號(hào)指的是“開(kāi)”和“關(guān)”的狀態(tài)時(shí)不帶電源的信號(hào)，一般又稱之為干接點(diǎn)。電阻測(cè)試法為電阻0或無(wú)窮大。

　　2.數(shù)字量：很多人會(huì)將數(shù)字量與開(kāi)關(guān)量混淆，也將其與模擬量混淆。數(shù)字量在時(shí)間和數(shù)量上都是離散的物理量，其表示的信號(hào)則為數(shù)字信號(hào)。數(shù)字量是由0和1組成的信號(hào)，經(jīng)過(guò)編碼形成有規(guī)律的信號(hào)，量化后的模擬量就是數(shù)字量。

　　3.模擬量：模擬量的概念與數(shù)字量相對(duì)應(yīng)，但是經(jīng)過(guò)量化之后又可以轉(zhuǎn)化為數(shù)字量。模擬量是在時(shí)間和數(shù)量上都是連續(xù)的物理量，其表示的信號(hào)則為模擬信號(hào)。模擬量在連續(xù)地變化過(guò)程中任何一個(gè)取值都是一個(gè)具體有意義的物理量，如溫度，電壓，電流等。

　　4.離散量：離散量是將模擬量離散化之后得到的物理量。即任何儀器設(shè)備對(duì)于模擬量都不可能有個(gè)完全精確的表示，因?yàn)槎加幸粋€(gè)采樣周期，在該采樣周期內(nèi)，其物理量的數(shù)值都是不變的，而實(shí)際上的模擬量則是變化的。這樣就將模擬量離散化，成為了離散量。

　　5.脈沖量：脈沖量就是瞬間電壓或電流由某一值躍變到另一值的信號(hào)量。在量化后，其變化持續(xù)有規(guī)律就是數(shù)字量，如果其由0變成某一固定值并保持不變，其就是開(kāi)關(guān)量。

　　綜上所述，模擬量就是在某個(gè)過(guò)程中時(shí)間和數(shù)量連續(xù)變化的物理量，由于在實(shí)際的應(yīng)用中，所有的儀器設(shè)備對(duì)于外界數(shù)據(jù)的采集都有一個(gè)采樣周期，其采集的數(shù)據(jù)只有在下一個(gè)采樣周期開(kāi)始時(shí)才有變動(dòng)，采樣周期內(nèi)其數(shù)值并不隨模擬量的變化而變動(dòng)。這樣就將模擬量離散化了，例如：某設(shè)備的采樣周期為1秒，其在第五秒的時(shí)間采集的溫度為35度，而第六秒的溫度為36度，該設(shè)備就只能標(biāo)稱第五秒時(shí)間溫度35度，第六秒時(shí)間溫度36度，而第五點(diǎn)五秒的時(shí)間其標(biāo)稱也只是35度，但是其實(shí)際的模擬量是35.5度，這樣就將模擬信號(hào)離散化。其采集的數(shù)據(jù)就是離散化了，不再是連續(xù)的模擬量信號(hào)。

　　由于計(jì)算機(jī)只識(shí)別0和1兩個(gè)信號(hào)，即開(kāi)關(guān)量信號(hào)，用其來(lái)表示數(shù)值都是使用數(shù)字串來(lái)表示，由于計(jì)算能力的問(wèn)題，其數(shù)字串不能無(wú)限長(zhǎng)，即其表達(dá)的精度也是有限的，同樣地以溫度為例，由于數(shù)字串限制，其表達(dá)溫度的精度只能達(dá)到0.1度，小于該單位的數(shù)值則不能被標(biāo)稱，這樣就必須將離散量進(jìn)行量化，將其變?yōu)閿?shù)字量。即35.68度的溫度則表示為35.6度。