I/O系統必須要提供多個通訊選項，這樣才能使用不同類型的現場傳感器和變送器。

本文將重點關注三種信號格式：HART的模擬信號、數字信號（二進制）和脈沖信號（在這里我們忽略各種現場總線協議、無線和以太網）。下面就讓我們看看這三種信號：

模擬信號

傳感器通過調整電信號測量變量。它會引起電壓、電阻或者電容的變化。比如：

■ 熱電偶產生與溫度相關的電壓;

■ 與位移或者溫度呼應的應變計、熱敏電偶和RTD阻尼變化;

■ 一些壓力傳感器設計使用阻尼的變化來量化壓力變化。

來自傳感器的原始信號一般并不能直接用于控制系統，它需要進行加工，調整縮放、線性度并進行補償等等。擁有這些功能的設備被稱作變送器。很多控制系統中熱電偶和RTD則是例外，它們擁有I/O卡可以直接接收原始信號。然而，并不是任何距離都可以進行變送，因此用戶經常需要加入一個變送器來放大信號。在大多數情況下，這會創造出一個4-20毫安的回路。變送器會根據變量，將控制系統I/O連接的供電控制在24Vdc的水平。變量的零值置于4毫安，而最大值則置于20毫安。任何超出這個范圍的值都被看作是功能失效。

雙線設備僅使用來自電源的電流為內部電路供電，這就意味著運行電流是4毫安或者更低。然而，有一些設備需要外部電源。在這些四線設備當中，有兩條線傳輸過程變量，還有兩條線負責各種水平的供電。絕大多數制造商對于信號模式都已經實現了標準化，因為老的電壓信號會由于線纜電阻出現損失，也已經不再使用。

將HART加入到模擬信號當中，通過允許模擬方式承載數字信息，而不需要損壞基本過程變量，這樣就可以調整電流信號，傳遞更多的信息。仔細研究模擬信號，會發現它并不是一條水平線，而是在1.2或者2.2 kHz進行調節，傳遞二進制序列。I/O連接沒有調制解調器的時候無法解析數字信號，因此過程變量不會發生改變。

數字信號

有時候稱一個信號為“數字信號”，是指像現場總線或者以太網這些技術，將數據打包發送。但是，這里我們談論的是二進制信號，也就是開關信號。有很多過程傳感器并不發送變量數據。如果有變量超過了某個閾值，它們就會改變信號狀態。

舉例來說，如果液位與油罐底部太近，低液位報警就會啟動。或者壓力達到某個數值的時候，壓力開關也會開啟。這些設備和中繼器類似，就只是簡單地開啟或者閉合。還有一些情況，模擬信號可能會改變：20毫安意味著啟動，而4毫安意味著關閉，但是這確實是模擬設備。

脈沖信號

一些傳感器，尤其是渦輪流量計，會發送脈沖信號，其頻率代表過程變量，這樣的流量計使用接近傳感器，在每次渦輪螺旋槳經過的時候觸發。過程更大會讓渦輪葉片旋轉的更快，從而發出頻率更高的脈沖。

信號的格式多種多樣，對一些任務來說非常好，但是實際的結果也可能會引起操作人員的迷惑。至少在近些年來，信號格式的數量已經減少了，系統提供商正在努力適應剩余的格式。
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