Khi làm việc trong ngành điều khiển, có hai loại tín hiệu được sử dụng nhiều nhất, đó là tín hiệu tương tự và tín hiệu kỹ thuật số. Xử lý tín hiệu tương tự s7-1200 và xử lý tín hiệu tương tự s7-1500 yêu cầu cách chính xác nhất để hiểu bản chất của cả tín hiệu số và tín hiệu tương tự. Bài viết này chia sẻ sự khác biệt giữa tín hiệu tương tự (hay còn gọi là tín hiệu tương tự) và tín hiệu kỹ thuật số (hay còn gọi là tín hiệu số).
Tín hiệu tương tự và tín hiệu kỹ thuật số
Plc là một thiết bị điện tử hoạt động trên nguyên tắc nhị phân. Chỉ có thể xử lý 0 hoặc 1 tín hiệu. Nhưng giá trị được lưu trữ trong hệ nhị phân được nâng cao khi nhiều bit được nối với nhau. Do đó, các mô-đun mở rộng được yêu cầu để chuyển đổi tín hiệu tương tự thành tín hiệu số dưới dạng chuỗi bit logic, plc có thể đọc và hiểu được.
Bạn đang xem: Tín hiệu analog và digital là gì
Để hiểu tín hiệu tương tự là gì, trước tiên chúng ta cần biết tín hiệu là gì? Hãy quên khái niệm về những cuốn sách chúng ta đọc mà không hiểu chúng đang nói gì. Tôi xác định tín hiệu theo cách đơn giản nhất có thể.
Ví dụ: khi chúng tôi nghe nhạc của bài hát “bụi”. Chúng tôi biết ngay đó là nhạc trinh công sơn. Vì vậy, bản chất của tín hiệu là hình ảnh, âm thanh hoặc hiện tượng mà con người có thể cảm nhận được. Đây được gọi là một tín hiệu.
Tín hiệu kỹ thuật số?
Tín hiệu số hay còn gọi là tín hiệu số, về cơ bản chỉ có hai trạng thái 0-1 hoặc tắt, được hiểu đơn giản là dạng logic nhị phân 0-1. Có nghĩa là, khi ở trạng thái 1 / có nghĩa là bật, 0 có nghĩa là tắt. Hãy xem một ví dụ:
Tín hiệu ON tương ứng với mức 1 và tín hiệu OFF tương ứng với mức 0 . Khá đơn giản ? Nếu tôi là một người chưa biết gì về kỹ thuật thì thật khó hiểu. Hãy xem tiếp nó là cái gì nhé .
Tín hiệu Digital sẽ tương ứng với hai mức nước Min và Max trong hình. Trong đó, mực nước Max tương ứng với bơm ngừng hoạt động ( OFF ) và khi mức nước Min sẽ tương ứng với bơm chạy ( ON ). Như vậy, Motor ON ( motor chạy ) – OFF ( motro tắt ) chính là tương ứng với hai mức 1 – 0 trong hệ nhị phân. PLC hay các sơ đồ điện điều khiển cũng hoạt động dựa trên Logic 1-0 này. Khá đơn giản ?
Tóm lại, tín hiệu kỹ thuật số, còn được gọi là tín hiệu kỹ thuật số, tương ứng với hai mức 1 và 0.
So sánh tín hiệu tương tự là gì? Tín hiệu tương tự là gì?
Tín hiệu tương tự là một dạng của tín hiệu kỹ thuật số, nhưng tín hiệu tương tự ở đây là tín hiệu luôn có dạng như trước đây. Điều này có nghĩa là một tín hiệu kỹ thuật số được truyền ở một tần số nhất định cũng là một tín hiệu tương tự. Chúng ta thường nhầm lẫn tín hiệu tương tự chỉ là tín hiệu tương tự 4-20ma & amp; 0-10v thường được sử dụng trong công nghiệp.
Tín hiệu analog là một tín hiệu liên tục biểu diễn trạng thái là một đường liên tục Sin , Cos hoặc đường cong lên xuống bất kỳ. Như vậy , tín hiệu analog là một tín hiệu tương tự về bản chất nhưng khác nhau về cường độ tín hiệu so với thời điểm trước đó.
Tín hiệu tương tự 4-20ma là một đường cong lên và xuống, nhưng về bản chất là sự thay đổi tín hiệu liên tục với tần số dao động liên tục. Mô tả này cho chúng ta thấy các thuộc tính của tín hiệu tương tự để hiểu tín hiệu tương tự là gì.
Các loại tín hiệu tương tự phổ biến nhất
Ưu điểm của tín hiệu tương tự là độ chính xác cao và truyền nhanh, nhưng có nhiều tiêu chuẩn khác nhau. Chúng ta hãy xem xét các tiêu chuẩn tín hiệu tương tự của ngành.
- Tín hiệu tương tự 4-20ma
- Tín hiệu tương tự 0-10v
- Có các loại tín hiệu tương tự khác như: 0-20ma, 0-5v, 2- 10v, 1-5v, 0,5-4,5v
Trong số các loại tín hiệu trên, chỉ có tín hiệu 4-20ma là được sử dụng phổ biến nhất. Tại sao tín hiệu 4-20ma được sử dụng nhiều nhất? Tìm ra cho chính mình.
Sự khác biệt giữa tín hiệu tương tự và tín hiệu kỹ thuật số
Ở đây, bạn có thể dễ nhầm lẫn giữa tín hiệu tương tự và tín hiệu kỹ thuật số vì bản chất tín hiệu tương tự cũng là tín hiệu tương tự. Nhưng chúng ta phải hiểu rằng hai tín hiệu này khá khác nhau, bởi vì tín hiệu số không có sự tái tổ hợp liên tục, trong khi tín hiệu tương tự luôn có thể lặp lại dù có tần số hoặc biên độ khác nhau.
Chuyển đổi tín hiệu Analog sang Digital
Ngày nay, các chuẩn tín hiệu tương tự được sử dụng rộng rãi trong hầu hết các thiết bị đo lường và điều khiển. Trong một số trường hợp, chúng tôi chỉ muốn tín hiệu đầu ra là kỹ thuật số trên tín hiệu đầu ra tương tự 4-20ma hoặc 0-10v. Nó rất đơn giản nếu chúng ta sử dụng plc và các khối logic trong plc. Nhưng ứng dụng đơn giản sử dụng plc thì quá lãng phí tài nguyên plc, vì vậy chúng ta có một giải pháp là sử dụng bộ chuyển đổi tín hiệu tương tự sang số.
Giải pháp đặt ra là dùng một bộ chuyển đổi tín hiệu Analog sang Digital Z109REG2-1 để biến đổi tín hiệu Analog 4-20mA / 0-10V từ các cảm biến thành giá trị Digital theo mong muốn để báo động bằng còi hoặc đóng ngắt động cơ.
Chuyển đổi kỹ thuật số sang tương tự
Tín hiệu từ bộ mã hóa và lưu lượng kế được truyền dưới dạng xung kỹ thuật số tần số cao, nhưng thiết bị đọc chỉ có thể đọc tín hiệu tương tự tiêu chuẩn. Bây giờ chúng ta phải sử dụng một bộ chuyển đổi kỹ thuật số sang tương tự. Để sử dụng đúng chức năng chuyển đổi, chúng ta cần xác định rõ loại tín hiệu số cần chuyển đổi sang tín hiệu tương tự.
PLC nhận được tín hiệu Digital nhưng với tần số cao thì không thể đọc được chính vì thế bộ chuyển đổi Digital sang analog được xem là giải pháp tối ưu nhất.
Bộ khuếch đại tương tự
Ngoài những ưu điểm của việc sử dụng tín hiệu tương tự trong công nghiệp, chúng tôi cũng gặp phải rắc rối khi sử dụng tín hiệu tương tự 4-20ma hoặc 0-10v. Trong điều khiển và truyền tín hiệu là tín hiệu suy hao 4-20ma hoặc 0-10v. Giải pháp là chuyển tín hiệu suy giảm này thành tín hiệu chính xác trước khi vào plc. Bộ khuếch đại tín hiệu tương tự 4-20ma / 0-10v nhận tín hiệu của cảm biến đo sau khi tín hiệu đầu ra tương tự bị suy giảm, sau đó khuếch đại tín hiệu thành tín hiệu đầu ra ban đầu của cảm biến.
Ngoài khả năng khuếch đại tín hiệu analog 4-20mA / 0-10V thì bộ Z109REG2-1 còn tích hợp chức năng chống nhiễu tín hiệu Analog giữa tín hiệu đầu vào, tín hiệu ngõ ra và nguồn cấp.
Tôi hy vọng bài viết này có thể mang lại những kiến thức hữu ích cho bạn. Mọi chi tiết vui lòng liên hệ hoặc comment để được giải đáp thêm.
Kỹ sư cơ khí
Ruan Minghe
Email: [email protected]
Di động: 0937275566 – Mr. He
