模擬量信號是自動化過程控制系統中最基本的過程信號(壓力、溫度、流量等)輸入形式。系統中的過程信號通過變送器，將這些檢測信號轉換為統一的電壓、電流信號，并將這些信號實時的傳送至控制器(PLC)。

PLC通過計算轉換，將這些模擬量信號轉換為內部的數值信號。從而實現系統的監控及控制。從現場的物理信號到PLC內部處理的數值信號，有以下幾個步驟：

從以上PLC模擬量的信號輸入流程可以看到，在自動化過程控制系統中，模擬量信號的輸入是非常復雜的。但是，在現目前的工業現場，對模擬量信號的處理已基本都采用電流信號方式進行傳輸，相比于電壓信號方式，電流信號抗干擾能力更強，傳輸距離更遠，信號穩定。

這里就PLC對模擬量信號的轉換過程進行一個簡單的分解介紹。

1、PLC對模擬量信號的轉換

西門子S7-200SMART PLC模擬量模塊對模擬量信號的轉換范圍

臺達DVP系列模擬量模塊對模擬量信號的轉換范圍

從以上可以看到：

1.模擬量信號接入PLC后，PLC將模擬量信號轉換為了整型數據，不是浮點數(如西門子-27,648 到 27,648);

2.不同品牌的PLC對模擬量轉換范圍是有差異的(如西門子-27,648 到 27,648;臺達-32,384 到 32,384);

3.PLC同一個模塊對不同類型的模擬量信號的轉換范圍是一致的(如西門子對±10 V、±5 V、±2.5 V 或 0 到 20mA的模擬量信號的轉換范圍均為-27,648 到 27,648);

故從以上幾點我們可以知道，接入PLC的模擬量信號還需要進行再轉換處理，才可以得到與實際物理量相匹配的數據;在進行數據轉換處理的時候，還應該與使用的PLC模塊的處理數據范圍相對應。

2、PLC數據轉換處理過程

模擬量信號與PLC轉換數據之間的轉換：

從以上內容知道，從PLC直接讀取到的模擬量信號為整型數據，整型數據無法直觀的反饋出實際的物理量大小，故為了能夠直觀的反饋出現場的過程信號情況，還應該將這些整型數據轉換為反饋直觀真實的浮點數信號。這里以臺達PLC模擬量輸入模塊的數據處理過程為例說明。

以上為臺達PLC電流輸入信號與讀取信號的對應關系

通過以上對應關系圖，可以知道對于一個任意的電流輸入信號(X)，與讀取到的數值信號(Y)，有如下的對應關系：

將以上公式變換，則可以得到以下直接轉換公式，如下：

由以上公式，可以將PLC讀取到的整數數據，轉換為PLC接收到的模擬量電流信號值。

實際物理值與模擬量數據之間的轉換：

實際物理值與模擬量數據之間的轉換方式同上面的轉換方式相同。如下為某壓力變送器的壓力與模擬量信號范圍(0.1-10bar，4-20mA)，同樣的，壓力與電流之間有如下的轉換關系公式：

將以上公式變換，則可以得到以下直接轉換公式，如下：

由以上公式，可以直接將模擬量電流信號轉換為壓力值數據。

實際物理值與PLC內部數據直接的轉換：

將PLC讀取到的數據轉換為實際的物理值，通過以上兩步轉換就可以得到。在處理時跳過輸入信號值大小的轉換，可以得到如下關系：

將以上公式變換，則可以得到以下直接轉換公式，如下：

通過此公式，就可以直接通過PLC讀取到的數據轉換為實際的物理量值。

以上即為PLC對模擬量信號的處理過程及方法。

模擬量轉換案例解析：

廠區采用將噴涂車間產生的工業廢水凈化處理回用方式，將污水處理車間的凈化水提供給熱動力車間作為冷卻水回用，同時將熱動力車間產生的工業廢水排回到廢水車間進行凈化處理。通過將電流值轉換為相應的現場液位值，實現對液體高度的精準監測和測量。

審核編輯 黃宇