類比(AD / DA)模擬信號控制

類比訊號是什麼?

類比訊號(Analog Signal)也稱為模擬訊號,是指會隨著時間而變化的連續性資料訊號。雖然大自然中任何訊號都屬於類比的形式,例如聲音、光源和溫度。而在自動控制領域中,類比訊號的傳達物理媒介則是電壓或電流。類比信號在自動控制系統、音訊應用、影像處理、通訊系統等方面都有廣泛的應用。與離散型的數位訊號(Digital Signal)相比,類比訊號反而能夠很完整地表現實際的物理現象。


類比訊號示意圖.jpg

來源:Instrumentationtools


類比訊號的轉換

在一段生產過程中,PLC需要處理多種物理變數(Physical Variable),例如溫度、速度、壓力等。類比訊號在被傳送到PLC之前,需要先被轉換成數位訊號,而這種轉換器就是類比數位轉換器(Analog-to-Digital Converter,ADC)。通常PLC的I/O模組只能接受數位訊號,如果沒有數位輸入的端口,則可以使用類比輸入擴充模組。類比訊號通常需要經過長距離的電纜傳輸,容易在傳輸的過程中受到干擾,導致訊號的準確性受影響,所以最好的方式就是先轉換成數位訊號,再傳送到控制器。

siemens-analog-modules.jpg

來源:SIEMENS


在轉換的過程中,取樣頻率(Sampling Rate)和解析度(Resolution)決定了其中轉換的品質。取樣頻率代表針對類比訊號要間隔多久進行一次轉換,測量次數越是頻密,轉換就有可能越準確。解析度就是對於設定範圍內的類比訊號,所能轉換出的數位值。取樣率與解析度越高,都要同時具備較大的數據存放空間與處理速度。

需求評估

類比訊號是無法被量化的,控制器需要讀取負責從前端採集數據的感測器資料,就需要先將訊號轉換成數位訊號。對於類比和數位訊號的相互轉換,需要相關設備與設定知識。歡迎聯絡我們,讓我們為您提供專業的自動控制方案!