Partypoker官网 - 领先的在线德州扑克平台 - Partypoker

产品推荐:水表|流量计|压力变送器|热电偶|液位计|冷热冲击试验箱|水质分析|光谱仪|试验机|试验箱


仪表网>技术中心>技术原理>正文

欢迎联系我

有什么可以帮您? 在线咨询

仪表人必看!模拟量与开关量信号在工业自动化中的应用与选型指南

来源:深圳计为自动化技术有限公司   2025年11月07日 15:54  
  在现代工业自动化系统中,信号类型的选择不仅决定设备运行的效率和精度,还直接关系到生产安全和可靠性。想象一下,一个化工反应釜中温度、压力和液位随时波动,如果信号采集不够准确,控制系统就可能无法及时响应,从而导致能源浪费甚至安全事故。
  在工业控制领域,模拟量(Analog Signal)和开关量(Digital/Switch Signal)是常见的两种信号类型。理解它们的原理、应用场景及优缺点,是自动化工程师、设备维护人员及系统设计人员必须掌握的核心知识。
模拟量(Analog Signal)和开关量(Digital/Switch Signal)是常见的两种信号类型

一、模拟量与开关量的定义与区别

模拟量(Analog Signal)

  模拟量是一种连续变化的信号,可以在一定范围内取任意值,真实反映物理量的变化。例如:
  • 温度:0~500℃

  • 压力:0~16 MPa

  • 液位:1~10米

  • 速度:10~100 m/s

  • 电压:0~10 V

  • 电流:0~20 mA

  模拟量就像温度计上的指针缓缓移动,可以捕捉每一个微小变化。它能让控制系统“看得见”生产过程中每一次细微波动,从而实现精准控制。
模拟量:雷达液位计连续测量液面反射,实现高精度液位监控

开关量(Digital/Switch Signal)

  开关量信号只有两种状态:开/关0/1,用于二值控制。例如:
  • 电源开关断开/闭合

  • 继电器吸合/释放

  • 电磁阀通/断

  开关量就像房间里的灯开关,要么亮,要么灭。它提供简单可靠的状态信息,适合报警和二值控制,但无法反映连续变化的物理量。
开关量:音叉液位开关通过叉体振动变化检测液位,实现可靠的高低液位控制

二、模拟量信号的采集与处理

模拟量信号的处理过程主要包括四个环节:
  1. 传感器检测传感器是工业系统的“感官”,能够感知温度、压力、液位等物理量的变化,并将其转换为电信号。

  2. 变送器转换将传感器输出的微弱信号放大或转化为标准电流/电压信号(例如420mA或010V),方便远距离传输和后续处理。

  3. 模拟量输入???/strong>该??槭荘LC的数据接口,将电信号转换为可处理的数字信号,保证数据精度和实时性。

  4. PLC处理与控制PLC根据模拟量信号进行逻辑运算和控制,驱动阀门、电机或报警系统,实现自动化控制与安全监护。

  5. 常见变送器类型与应用

  在工业自动化系统中,不同物理量需要不同类型的传感器和变送器来精确检测和转换信号。除了温度、压力、流量的传统变送器外,雷达液位计也在现代工控系统中扮演着关键角色,尤其适用于复杂液位测量场景。

三、主要变送器类型

  1. 温度变送器
    1. 类型:热电偶、热电阻

    2. 应用:锅炉、反应釜、烘干设备

    3. 特点:实时监测高温环境,输出标准模拟信号,便于PLC处理

  2. 压力变送器
    1. 类型:静压、差压、绝压

    2. 应用:管道、储罐、气体储罐

    3. 特点:高精度压力波动测量,支持420 mA或010 V输出

  3. 流量变送器
    1. 类型:涡轮、涡街、超声波、磁感应式

    2. 应用:液体、浆液流量监测,化工、食品、制药行业

    3. 特点:连续监测流量,配合PLC实现精确控制

  4. 电压/电流变送器
    1. 用途:隔离、放大或转换模拟信号

    2. 应用:长距离传输、抗干扰要求高的场景

    3. 特点:保证信号稳定,适应复杂工业环境

  5. 雷达液位变送器(Radar Level Transmitter
    1. 原理:发射高频微波信号,通过测量信号在液体表面反射回来的时间实现液位连续测量

    2. 应用:酸碱液罐、油品储罐、高温高压或蒸汽泡沫干扰环境

    3. 优势:非接触测量,耐腐蚀、耐高温高压,可克服蒸汽、泡沫和粉尘干扰

    4. 感官化描写:雷达液位计像“智能眼睛”,在液体表面轻轻扫过,捕捉每一次微小液位变化,确??刂葡低呈凳备兄⒐拮刺?/p>

雷达液位变送器通过发射微波信号测量液面高度,实现非接触、高精度液位监测
  在高温高压、腐蚀性介质或粉尘浓度高的场所,选择适合的传感器和雷达液位计尤为关键,可保障测量精度与生产安全。

四、电流信号与电压信号对比

特性电流信号(4~20mA)电压信号(0~10V)
抗干扰能力高,适用于长距离和强工业干扰环境较低,适合短距离和低干扰环境
最小值设置4 mA 可检测线路断开,保证安全监测0 V 无法区分线路故障
标准应用工业自动化局部测量或实验室环境
  4-20 mA 电流信号就像一条宽阔而稳定的河流,无论途中受到何种干扰,信号都能保持稳定;而 0-10 V 电压信号则像细流般容易受环境干扰,波动较大,可靠性相对较低。

五、模拟量与开关量应用场景

  模拟量和开关量信号在工业自动化中各司其职,但常?;ノ钩洌ü侠碜楹?,可以实现从基础报警到精密过程控制的完整方案。

模拟量应用

  • 液位监测:雷达液位计或磁翻板液位计提供连续液位数据,实现储罐精细管理,保证化工、石化、食品行业安全生产。

  • 温度控制:锅炉、反应釜、烘干设备通过温度模拟量信号调整加热或搅拌功率,实现稳定产量和节能效果。

  • 压力监控:管道、储罐系统实时采集压力数据,防止设备超压或泄漏,保障生产安全。

  • 流量控制:液体或浆液流量的连续信号用于智能阀门控制,实现自动配料、反应速率调整和能源优化。

开关量应用

  • 液位报警:振棒料位开关或音叉液位开关提供上/下限报警信号,防止储罐溢出或干运转。

  • 物料状态检测:旋转叶片开关检测粉体料仓是否满或空,确保输送系统按计划运行。

  • 设备开关控制:电机启停、泵阀开关、电磁阀动作,通过开关量信号实现可靠控制。

  在化工储罐区,雷达液位计像“智慧眼睛”持续扫描液面,PLC根据模拟量信号自动加料;同时振棒料位开关监测液位上下限,一旦触发报警,提醒操作员及时干预。模拟量提供精确控制,开关量提供安全保障,二者结合让生产过程既高效又安全。


免责声明

  • 凡本网注明“来源:仪表网”的所有作品,均为浙江兴旺宝明通网络有限公司-仪表网合法拥有版权或有权使用的作品,未经本网授权不得转载、摘编或利用其它方式使用上述作品。已经本网授权使用作品的,应在授权范围内使用,并注明“来源:仪表网”。违反上述声明者,本网将追究其相关法律责任。
  • 本网转载并注明自其它来源(非仪表网)的作品,目的在于传递更多信息,并不代表本网赞同其观点或和对其真实性负责,不承担此类作品侵权行为的直接责任及连带责任。其他媒体、网站或个人从本网转载时,必须保留本网注明的作品第一来源,并自负版权等法律责任。
  • 如涉及作品内容、版权等问题,请在作品发表之日起一周内与本网联系,否则视为放弃相关权利。
联系我们

客服热线: 18358129118

加盟热线: 18358129118

媒体合作: 0571-87759945

投诉热线: 0571-87759942

关注我们
  • 下载仪表站APP

  • Ybzhan手机版

  • Ybzhan公众号

  • Ybzhan小程序

温馨提示

该企业已关闭在线交流功能