了解模拟信号 模拟信号是信息的连续表示，随着时间的流逝而变化平稳。它可以在连续范围内采用任何值，通常表示为连续波。模拟信号反映了它们所代表的现实现象，从而保留了原始来源的所有细微差别。
温度模拟图
图1。模拟控制允许连续信号传感或输出控制。一个示例是一个温度传感器，该传感器根据温度输出毫安值。
模拟值的特征 连续性：模拟信号本质上是连续的，这意味着它们在其范围内具有无限数量的可能值。
振幅和频率：模拟信号的幅度表示测得数量的大小或强度，而频率对应于信号振荡的速率。
噪声敏感性：模拟信号在传输和处理过程中容易受到噪声，干扰和降解的影响。电噪声，信号衰减和失真等因素会引入错误并影响信号的准确性。
模拟信号的优点和缺点 模拟信号提供了各种优势，使其成为众多应用程序的。模拟信号由于其连续的性质提供了高分辨率和精度。它们可以表示有关测量量的小变化和细粒度的信息。它们还实现了实时监视和控制，从而使系统可以快速响应系统参数调整。此外，模拟信号还提供了他们测量的数据的明智表示，从而为工程师和技术人员提供了直观的数据来解释。尽管模拟控制曾经实施更昂贵，但成本和传感速度限制比以往任何时候都要低。
考虑到模拟控件的优点，仍然存在一些原因，使它们在可编程逻辑控制器plc中的输入和输出的可用性有限。例如，许多带有数字信号的控制应用程序现在只是统治了市场。数字信号足以打开/关闭控制和基于逻辑的决策，这是PLC技术的基础。对于大多数工程师和技术人员来说，数字信号仍然更容易测试和故障排除。
数字和模拟I/O模块的接线
图2。并排比较说明了与更令人生畏的模拟图（右侧）相对于孤立的数字接线（左侧）的相对简单性。图像（修改后）使用的自动化直接提供
现代PLC设计为灵活和模块化。数字控制模块可以迎合广泛的应用程序，并可以轻松地配置为所需的输入和输出数量。另一方面，模拟信号通常太具体了（例如某些当前范围或仅用于RTD，类似的东西），将其用于某些不灵活的应用程序。
模拟信号在控制系统中的应用 由于其过程的性质和所需的测量类型，某些行业更有可能依靠模拟信息。以下是一些通常依赖模拟信息的行业：
感测和测量 模拟信号在控制系统中广泛用于感测和测量目的。温度传感器，压力传感器，电位传感器和位置传感器等传感器会生成模拟信号，这些信号提供了有关测量物理参数的连续而的信息。
比例控制
模拟信号对于实施比例控制系统至关重要，在该系统中，输出控制信号与输入信号成正比。例如，在加热系统中，模拟温度传感器会生成一个模拟信号，该信号与所需的设定值进行了比较，并且按比例调整了输出控制信号以达到所需的温度。
反馈控制 模拟信号用于反馈控制系统中，其中将输出信号与所需的设定值进行连续比较。模拟反馈信号允许对系统变量进行连续监视和调整，以保持稳定性，准确性和所需性能。
可变速度驱动器
模拟信号用于可变速度驱动系统中，以控制电动机的速度和扭矩。通过调节模拟控制信号，可以平稳地调整电动机的性能，从而对各种工业过程进行的控制。
涉及制造，装配线，机器人技术和机器自动化的行业通常需要控制物理变量。模拟信号用于反馈控制，比例控制和调节各种过程。
模拟信号的现代替代品 一种常见的方法是使用数字通信协议传输已经转换为二进制数字的模拟信息。这消除了对接收端的模数转换器（ADC）的需求，因为信息已经以数字格式为单位。
IO-Link和Modbus/以太网是数字通信协议的示例，可用于传输模拟信息。这些协议提供了一种以数字格式（包括模拟传感器数据）在设备之间传输数据的方法。以下是可以利用这些协议的方式：
io-link IO-Link是一种用于将传感器和执行器连接到控制系统的点对点通信协议。虽然IO-Link支持数字信号和模拟信号，但它也提供了传输模拟值的功能。连接到IO-Link主的模拟传感器可以直接提供其数据，从而消除了对外部ADC的需求。然后，IO-Link主可以通过数字接口将数字值传达到控制系统。
以太网上的modbus Modbus是一种常用的串行通信协议，允许通过网络之间的设备之间的通信。 Modbus/TCP使用以太网作为基础网络基础结构，是基于TCP/IP网络的MODBUS协议的扩展。尽管Modbus主要是一种数字协议，但它也可以传输模拟数据。连接到启用MODBUS的设备或控制器的模拟传感器可以将其模拟信号转换为内部数字值，然后通过Modbus/Ethernet网络传输它们。
IO-Link网络结构
图3。IO -Link设备将数据从执行器和传感器传达到控制器，通常是PLC。图片由IO-Link提供
