什么是模擬量

模擬量是指一些連續變化的物理量，如電壓、電流、壓力、速度、流量等信號量，模擬信號是幅度隨時間連續變化的信號，通常電壓信號為0~10V，電流信號為4~20mA，可以用PLC的模擬量模塊進行數據采集，其經過抽樣和量化后可以轉換為數字量。說到模擬量，就不得不提AI和AO，下面就來講解下AI和AO。

AI和AO的講解

（1）AI信號：模擬量輸入

所謂模擬量即4-20mA或0-10V的電流或電壓信號，輸入到DCS中，經過變換，還原出原來的值，比如電流值到DCS中顯示出來；電流互感器二次值（5A）經過電流變送器轉換成4-20mA信號（5A對應20mA）,輸入到DCS機柜，經過轉換，在DCS中顯示實際的電流值。

（2）AO信號：模擬量輸出

和AI相反，AO是DCS輸出4-20mA或0-10V信號，去控制設備的運行參數；比如，變頻器的速度控制過程，以40HZ為例，通過遠程DCS控制，認為給定參數值：40HZ，DCS同樣發出一個對應的模擬量電流值，在4-20mA范圍內（20mA對應50HZ），信號傳入到變頻器的控制器，變頻器按照要求運行在40HZ。

模擬量概念

在了解完上面的知識后，理解模擬量首先要了解幾個概念，傳感器、變送器、執行器還有AD轉換器、DA轉換器等。

那么這里所說的傳感器，我們常用的傳感器有哪些呢？常用的有溫度傳感器，又包括了熱電阻和熱電偶這兩種類型，還有壓力傳感器、濕度傳感器等等。傳感器是用于模擬量輸入的，用于采集外部的溫度、濕度、壓力等信號。

溫度探頭一般不可以直接接入常用模擬量模塊，需要接入專用溫度模塊，或者加變送器。一般壓力傳感器也不能直接接入模擬量模塊，一般是購買自帶變送器，或者使用壓力變送器。

那么當傳感器和變送器結合使用的時候可以將非電物理量轉換成統一的標準電量。這就是傳感器和變送器的一個作用。

傳感器和變送器轉換出來的是一個標準電量，是電信號，我們的PLC是不能直接接收電信號的，那么就需要一個轉換，也就是AD轉換，將模擬量轉換成數字量。

在我們PLC這邊，AD轉換器其實就是一個模擬量的輸入模塊，而DA轉換器就是模擬量的輸出模塊。

而對于模擬量輸出，我們是做模擬量控制變頻器速度，從而控制電機速度；或者是模擬量控制伺服力矩和速度控制；又或者是模擬量控制比例閥的開度控制等。

接著再說一下常用的模擬量信號，也就是電壓、電流。常用的電壓范圍：0~10V，-10~+10V，0~5V，-5V~+5V，其中最常用的是0~10V的電壓信號。常用的電流范圍：0~20mA，4~20mA，-20mA~+20mA，其中最常用的是4~20mA的電流信號。

（--這一段內容，不用刻意去理解--）

我們在做模擬量控制的時候，模擬量的轉換是很重要的。比如說0~10V的電壓信號，從實際量程轉換成模擬量，然后模擬量轉換成數字量，最后是數字量轉換成量程進行輸出，不管這樣的過程其實是可以進行簡化的。

簡化之后，是如下圖的對應關系。

我們可以得出這個一個公式。（數字量上限-數字量下限）/（量程上限-量程下限）=（數字量值-數字量下限）/（量程值-量程下限），如下圖所示。有了這樣的公式，我們進行模擬量換算的時候就非常方便啦。

（--這一段內容，不用刻意去理解--end）

模擬量的常見問題

問：為什么都把模擬量信號轉換成4-20mA的電流信號，而不是0-20mA的電流信號或0-10V的電壓信號？

答：

（1）0-10V的電壓信號容易受到外界的電磁干擾，特別是電纜長度很長時干擾更明顯。

（2）用0-20mA的電流信號的話，就無法判斷在電流信號是0mA時，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。

拓展知識

（1）模擬量定義為：在時間和數值上都是連續變化的信號。模擬量，反映的是電量測量數值（如電流、電壓）。

（2）數字量定義為：在時間和數值上都是斷續變化的離散信號。

（3）開關量：反映的是狀態信號（如開關開、合）。

在物聯網中，采集模擬量一般用模擬量采集器，如下介紹！

名稱：模擬量采集模塊

提供接口：1RS4854AI2AO

網絡類型：4G全網通

簡介：ZHC46612路AO和1路RS485接口，支持Modbus RTU/TCP自適應、自動采集主動上報、4~20mA模擬量控制采集、自動校準閾值上報等特色功能，支持一對一、多對一組網。（由縱橫智控研發）