開關(guān)量和模擬量是大家學(xué)習(xí)PLC初期使用最多的兩種輸入輸出方式。什么是開關(guān)量？什么是模擬量？這個(gè)問題必須弄清楚。

圖1是一個(gè)典型能輸出開關(guān)量信號(hào)的器件。

壓力高時(shí)C和B兩個(gè)觸點(diǎn)閉合接通，輸出壓力高信號(hào)，壓力低時(shí)C和A兩個(gè)觸點(diǎn)閉合接通輸出壓力低信號(hào)。有了這樣的信號(hào)就實(shí)現(xiàn)把就地的壓力信號(hào)，遠(yuǎn)傳到遠(yuǎn)處的電氣控制柜去參與自動(dòng)遠(yuǎn)程控制了，其中C和B是一個(gè)開關(guān)量，C和A也是一個(gè)開關(guān)量。所以一個(gè)開關(guān)觸點(diǎn)就是一個(gè)開關(guān)量，它的特性是同一時(shí)刻要么接通要么斷開。接通就是1，代表有有信號(hào)，斷開就是0，代表沒有信號(hào)。這就是所謂的開關(guān)量信號(hào)。

壓力表雖然能把壓力信號(hào)傳到遠(yuǎn)處，但它傳輸?shù)闹皇怯袩o壓力這樣的信號(hào)，無法知道實(shí)時(shí)壓力值到底是多少。

圖2中的器件叫壓力變送器。

壓力變送器的內(nèi)部就是一塊電路板，電路板連接著一個(gè)壓力傳感器F。它的工作原理是壓力傳感器F把檢測(cè)到的壓力傳到電路板的C，檢測(cè)信號(hào)進(jìn)入電路板后，通過電路板的轉(zhuǎn)換與計(jì)算，把這個(gè)壓力信號(hào)轉(zhuǎn)換成一個(gè)電流信號(hào)由A和B這兩個(gè)點(diǎn)輸出。圖中右邊就是轉(zhuǎn)換過程的示意圖，它可以把一個(gè)0-10kpa的壓力信號(hào)轉(zhuǎn)換成一個(gè)4-20mA的電流信號(hào)，由A和B這兩個(gè)點(diǎn)輸出。這時(shí)我們就說A和B這兩個(gè)點(diǎn)輸出的就是一個(gè)模擬量信號(hào)。模擬量信號(hào)的特點(diǎn)是它的值是在一個(gè)數(shù)值范圍內(nèi)是連續(xù)可變的。

下面看一下模擬量信號(hào)是如何進(jìn)行遠(yuǎn)距傳輸?shù)摹?/p>

我們管道上安裝一塊量程為0-10kpa的壓力變送器，電源正極接壓力變送器的B點(diǎn)，負(fù)極串聯(lián)一塊萬用表到壓力變送器的A點(diǎn)，并將萬用表打到電流檔。當(dāng)壓力變送器C點(diǎn)的壓力是5kpa時(shí)，萬用表的的電流讀數(shù)是12mA。正好是4-20mA的電流信號(hào)的中間值，而5kpa也正好是0-10kpa壓力值的中間值。當(dāng)壓力變送器C點(diǎn)的壓力是10kpa時(shí)，萬用表的的電流讀數(shù)正好是20mA。這樣0-10kpa壓力值就對(duì)應(yīng)了4-20mA的電流信號(hào)值，我們只要在遠(yuǎn)方通過一個(gè)接受設(shè)備把這個(gè)4-20mA的電流信號(hào)值提取出來，再通過一定的計(jì)算，就能知道就地的壓力值是多少了。

為什么要把壓力信號(hào)轉(zhuǎn)換成4-20mA的電流信號(hào)，而不是0-20mA的電流信號(hào)或0-10V的電壓信號(hào)？

1.0-10V的電壓信號(hào)容易受到外界的電磁干擾，特別是電纜長(zhǎng)度很長(zhǎng)時(shí)干擾更明顯。

2.用0-20mA的電流信號(hào)的話，就無法判斷在電流信號(hào)是0mA時(shí)，到底是電纜斷線引起的故障0mA，還是壓力本身就是0kpa而輸出的正常的0mA。

圖4是使用西門子S7-200 PLC讀取壓力變送器壓力值的接線圖例，這是一種最基本的使用方法，左邊是開關(guān)量的，右邊是模擬量的，不同的信號(hào)類型要接到PLC不同輸入端。