이산신호와 아날로그 신호의 이해

이산신호

 

 

 

이산 신호는 켜짐 또는 꺼짐, 참 또는 거짓인 신호입니다. 집에 있는 전등 스위치를 생각해 보면 스위치는 형광등이 아닌 한 조명을 켜거나 끕니다. 이산 신호는 이 두 상태 중 하나에 존재하기 때문에 아래와 같이 구형파로 표시됩니다. 

 

PLC 세계에서는 개별 I/O를 다양하게 사용할 수 있습니다. 온/오프 신호를 공급하는 장치로는 푸시버튼, 포토아이, 리미트 스위치, 플로트 스위치 및 근접 스위치가 있으며 온/오프 감지 및 제어를 사용합니다.

 

적외선 광선을 방출하고 빔이 끊어졌을 때 감지할 수 있는 장치인 Photoeye는 분류 프로세스를 통해 패키지를 감지하고 추적하는 데 광범위하게 사용됩니다. 제어 시스템의 응용 프로그램에 따라 선택한 개별 장치 유형이 결정됩니다.

 

PLC 시스템에서 온/오프 신호를 송수신하는 데 사용할 수 있는 다양한 개별 최종 장치 및 모듈이 있습니다. 이러한 장치는 AC 또는 DC일 수 있으며 다양한 전압 범위에서 사용할 수 있습니다. 0-24VDC 및 0-230VAC는 사용 가능한 두 가지 전압 범위이며 0은 OFF 신호이고 24VDC 또는 230VAC는 ON 신호입니다. 일반적으로 0-24VDC 모듈이 22VDC 이상을 ON 신호로 감지하고 2VDC 미만을 OFF로 감지하는 감지 임계값이 있습니다. 

 

 

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아날로그 신호

 

 

아날로그 신호는 변하거나 변할 수 있는 신호입니다. 우리는 아날로그 세계에 살고 있으며 우리의 감각은 아날로그 수신기입니다. "얼마나 뜨거운지 느껴봐!", "목소리를 높여 봐?", "모든 색깔을 봐!"는 온도, 소리, 빛과 같은 아날로그 신호의 변화가 우리의 감각에 어떤 영향을 미칠 수 있는지 보여주는 문장입니다.

 

전등 스위치 예제로 돌아갑니다. 이제 집에 작은 무드 조명을 예시로 보면 일반 켜기/끄기 스위치 대신 조광기 스위치를 사용할 것입니다. 조광기 스위치는 라인의 저항을 변화시켜 우리가 선택한 대로 조명을 어둡게 하거나 밝게 합니다.

 

조명에 공급되는 전압은 일정한 레벨이 아니라 상한과 하한 사이에서 변경되는 레벨입니다. 이것은 일반적으로 사인파로 표시됩니다.

 

 

트랜스듀서 사용

 

위치, 레벨, 온도, 압력, 유량 및 속도는 아날로그 장치가 제어 시스템에 제공할 수 있는 측정 중 일부에 불과합니다.

 

"물리량인 압력은 어떻게 전기 신호가 되는가?"  변환은 변환기를 사용하여 수행됩니다. 변환기는 압력과 같은 물리량을 취하여 전기 신호로 변환합니다. 많은 변환기는 전기 회로의 저항을 제어하기 위해 물리량을 사용합니다.

 

예를 들어, RTD(저항 온도 감지기)는 열에 따라 저항 값을 변경합니다. 열이 증가함에 따라 회로의 저항도 증가하여 공급되는 전압 또는 전류가 변경됩니다. 스트레인 게이지를 사용하는 압력 트랜스듀서도 마찬가지입니다. 스트레인 게이지에 압력이 가해지면 회로의 저항이 올라가고 전압 또는 전류 레벨이 변경됩니다.

일부 유량 감지기는 유체의 흐름을 사용하여 회전식 전위차계에 연결된 핀을 밀어냅니다. 더 빠른 흐름은 더 많은 저항 변화와 같습니다.

변환기가 제공하는 전기 신호는 전압 또는 전류 기반일 수 있습니다. 4 - 20mA, 0 - 20mA, 0 - 10VDC 및 -10 - +10 VDC는 트랜스듀서에 의해 생성되는 사용 가능한 범위 중 일부입니다. PLC는 전압 또는 전류를 공급하고 변환기는 구성된 범위의 값을 반환합니다. 이 값은 존재하는 압력, 유량 등의 양에 비례합니다. 이제 이 논의의 두 가지 중요한 부분인 크기 조정과 해상도에 도달했습니다.

 

 

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스케일링

 

 

 

스케일링은 반환된 원시 전압 또는 전류 값을 가져와서 의미 있는 측정으로 변환하는 것입니다. PLC에 4mA 신호를 반환하는 20-8mA 유량계가 있다고 가정해 보겠습니다. 이 시간에 8mA의 유체가 흐르고 있다는 뜻이 아니기 때문에 원시 값을 가져와서 의미 있는 것으로 확장해야 합니다(예: 분당 갤런).

유량계가 0에서 200gpm의 유량을 읽도록 교정되었다는 것을 제조업체로부터 알고 있습니다. 따라서 원시 값 4-20mA를 시스템에서 0-200gpm과 동일하게 조정할 수 있습니다. 일반적으로 이것은 아래에서 볼 수 있듯이 프로그래밍 소프트웨어를 사용하여 수행할 수 있으며 8mA 값을 조정한 후 현재 분당 50갤런의 흐름이 있음을 알 수 있습니다.

 

해상도

해상도와 정확도는 밀접한 관련이 있습니다. 분해능이 높을수록 측정이 더 정확해집니다. 아날로그 모듈은 제공하는 해상도로 평가됩니다. 12비트, 13비트 및 16비트 해상도를 사용할 수 있습니다.

 

12비트 이진 워드는 4096개의 다른 조합을 가질 수 있습니다. 따라서 12비트 해상도의 모듈은 4-20mA 범위 내에서 4096개의 다른 측정값을 가질 수 있습니다. 즉, 4-20 범위는 4096개의 다른 조각으로 나눌 수 있습니다. 조각이 많을수록 더 정확합니다.

 

총 범위는 16mA(20에서 4를 뺀 값)이고 총 범위를 4096개로 나누면 각 0.00390625mA의 변화를 감지할 수 있습니다.