技术分享
模拟信号在整个自动化行业中很常见，能够传输与可变特性相关的信号，而不仅仅是像离散控制那样的开/关信号。但对于许多新手用户以及许多技术人员来说，不同信号标准之间的差异可能会造成混乱。
两种模拟信号类型
两种的模拟信号类型是电压和电流。每组内都有不同的数字范围，但电压和电流的总体类别在各种传感器中都有。
理解模拟信号的问题通常在于人们了解控制系统的方式。
当您开始 STEM 或工程教育时，您可能会在 PLC 出现在工作台上之前开始使用微处理器（例如常见的 Arduino或Raspberry Pi平台）进行可编程控制的旅程。这些微处理器始终使用模拟电压输入，通常范围为 0-5 或 0-3.3 伏。
因此，我们开始了我们的职业生涯，了解如何测量分压器上的可变电压，这成为连接模拟输入的标准过程。
然后我们到达实际的现实世界车间（或者在 PLC I/O 类中，如果我们幸运的话），并面临大量模拟信号实际上在提供电流的现实。然而，在我们所有的培训中，恒压电源都是讨论的主题，而恒流电源几乎没有被讨论过，甚至根本没有提到。
模拟电流信号的优点
一旦我们进入自动化车间，就会发现一个主导所有其他特征的特征：可靠性。如果传感器和控制器之间的信号丢失或改变，这是完全不可接受的。即使成本的差异（通�：苄。┮不岜皇涑鲋柿康牟钜焖诟�。在这两个领域，电流占据主导地位。
信号丢失检测
个优点是能够保证传感器信号到达控制器。工业传感器常见的电流标准范围是 4-20 mA ，因此即使过程变量处于值，也存在低于阈值的空间，但电流仍在电路上传输。如果电流降至 0 mA，控制系统会检测到接线故障：内置诊断工具！
如果电流输出超过 20 mA，模拟输入卡通常允许稍微提高输入感应范围，该范围可被检测为过高值，同时仍将电流保持在人类交互的安全阈值以下（许多研究表明，高于 25 mA导致严重的、有时是致命的呼吸肌并发症）。
信号质量保持
信号降级可能比完全断开的信号更常见。信号线与机器一起运行是正常的，这些机器会在电线上施加不稳定的感应电压（EMI 效应）。发生这种情况时，控制器不会检测到故障，而是检测到过程变量的变化，因此会错误地调整输出信号。
当使用恒流电源时，当流过导线的电流因外部因素而升高或降低时，传感器的电压将快速响应。响应速度通常足够快，控制器可以滤除原因和纠正之间的短尖峰。
EMI 不仅是一个问题，电线的尺寸和长度也会影响电路的电阻。模拟恒流源能够提高自身的电压来克服电阻的增加并继续提供适当的电流。在某种程度上，它就像一个闭环控制信号，随着外部因素影响系统而增加或减少输出。
模拟电压信号的优点
尽管电流具有一些战略信号优势，但电压仍然根深蒂固有几个原因。
设备简单性
之前，我们讨论了那些使用分压器读取变化信号的小型微处理器，这是因为它们便宜且易于创建。这也许在电位计中得到了的说明，电位计是一种常见的工业旋钮，用于调节电机速度、设定点和其他属性。只需 3 条电线即可将其连接到模拟控制器，无需额外组件。将该设备转换为恒流模拟信号既困难又耗时。
大多数传感器（将物理特性转换为电信号的设备）会改变通过电路的电流或电阻。如果这在 4-20 mA 范围内不方便，则需要添加放大器和稳压器。另一方面，将该简单传感器与单个固定电阻器配对可以创建 0-10 伏的理想分压器。
易于测量
尽管可靠性会压倒大多数其他因素，但在许多情况下它可能不是一个大问题。如果信号线较短且不受干扰影响，我们可以选择出现故障时容易排查和更换的信号。
电压很容易用电压表测量，因为这种连接是仪表引线和负载线之间的高阻抗并联连接。另一方面，载流电线需要极其灵敏的霍尔效应非接触式传感器，否则在连接在线电流表时必须断开电路。显然，断开电路对于运行操作来说不太理想。
电压和电流哪个更好？
与许多工业标准辩论一样，我无法提供哪个优于另一个的意见。的说法是，对于任何一个系统，都可以有巨大的优势，因此彻底了解如何安装、排除故障以及围绕任一系统进行设计。
尽管它们都存在，但 4-20 mA 标准对于自动化传感设备来说更为常见。如果您的经验仅涉及电压信号，那么投入时间研究当前的信号标准将是有益的。通过正确的设计选择，您能够设计出尽可能的系统，以平衡信号可靠性与故障排除的简易性，从而设计出具有弹性、面向未来的控制系统。
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