工业自动化控制系统简介——I/O篇

之前给大家介绍了工业控制系统。今天给大家介绍一下工业控制系统中的I/O。

I/O（Input/Oouput）输入/输出，这里的输入输出都是针对控制系统而言，输入指从仪表进入控制系统的测量参数，输出指从控制系统输出到执行机构的参量，一个参量叫做一个点。一个控制系统的规模有时按照它最大能够控制的I/O点的数量来定的。

工业控制系统中，比较常见的I/O信号有：AI、AO、DI、DO、HSC、RTD等。

AI（Analog Input）模拟量输入。将现场模拟量信号即4-20mA、0-5V、0-10V等电流或电压信号，输入到PLC/ESD中。现场的温度变送器，压力变送器均为AI信号。AI信号接入PLC/ESD后，通过量程转化后传给HMI，用于显示现场的温度值，压力值方便监控生产情况。同时需要参与连锁的AI信号，由PLC/ESD利用其数据进行逻辑编程。

AO（Analog Output）模拟量输出。由PLC/ESD输出模拟量信号即4-20mA、0-5V、0-10V等电流或电压信号，用于控制现场设备。主要设备有变频器，调节阀等。AO信号由HMI人工操作，或者由PLC/ESD进行逻辑编程（PID调节）自动输出信号控制现场设备。

DI（Digital Input）数字输入信号。开关量输入信号，只有回路闭合，回路断开两种状态。现场主要设备为阀门的反馈、运动设备的到位情况、安防信号等。DI信号接入PLC/ESD后，通过HMI反应现场阀门开关情况，运动设备运转情况，是否有安防报警等。同时需要参与连锁的DI信号，由PLC/ESD利用其数据进行逻辑编程。

DO（Digital Output）数字输出信号。开关量输出信号，由PLC/ESD输出启动或停止的信号给设备。现场主要设备有电磁阀、电机、泵等。需要特别提醒，一般PLC/ESD的DO模块回路负载比较小，因此一般的DO应用是由DO驱动继电器，由继电器来驱动现场设备动作，起到隔离保护的作用。DO信号由HMI人工操作，或者由PLC/ESD进行逻辑编程（连锁）自动输出信号控制现场设备。

HSC（High Speed Counter）高速计数器信号。是比普通扫描频率更快的脉冲信号，它的工作原理与普通计数器类似，只是计数通道的响应时间更短。主要应用于计量、传动控制等。现场主要设备有流量计、编码器等。HSC信号接入PLC/ESD后，通过编程换算，显示流量数据到HMI，或者由PLC利用其数据进行运动控制。

RTD（Resistance Temperature Detector）电阻式温度检测器。RTD的测温原理是：纯金属或某些合金的电阻随温度的升高而增大，随温度降低而减小。PLC/ESD系统根据回路电阻特性实现对温度的测量。传导PLC/ESD后，后面的处理方式和AI信号类似。

现场还经常遇到通过串口或者以太网通信方式传送数据，通过HART方式，通过无线方式传送数据。相对更复杂一些，这些方式会作为单独话题跟大家介绍。