2019年就要過(guò)去了，當(dāng)初的新年愿望都實(shí)現(xiàn)了么？反正我的網(wǎng)紅愿望是沒有實(shí)現(xiàn)，為什么呢？實(shí)力不行，還不夠努力！這一年中奮力拼搏的人一定有所收獲，向你們致敬！
言歸正傳，上回我們說(shuō)完了PLC的兩條腿——數(shù)字量輸入（DI）和數(shù)字量輸出（DO），就好像我們手臟了，去水池邊洗手，水龍頭接收到我們手的開信號(hào)（DI），流出水來(lái)（DO），洗好了接收到我們手的關(guān)信號(hào)，龍頭關(guān)閉。So easy吧？
可現(xiàn)在冬天了，用涼水洗手太冷了，而且像我這樣的纖纖玉指是不能沾涼水的，那就需要熱水器里的熱水。水太涼了不行，會(huì)肚子疼，太熱了也不行，二師兄燙毛的時(shí)候可以，雖然二師兄已經(jīng)貴不可攀燙不起了。那怎么判斷涼還是燙呢？這就需要模擬量輸入（AI）了，也就是Analog Input，我們手所感知的溫度就是一個(gè)模擬量輸入值，它跟數(shù)字量的區(qū)別顯而易見，數(shù)字量只有兩種狀態(tài)，0或者1，而模擬量是連續(xù)變化的，比如水溫，就是0-100°C，我們的手就負(fù)責(zé)感知溫度，接收溫度的信號(hào)值，10度、20度太涼，30度溫吞吞，40度剛剛好，50度、60度就燙手了，這樣的一個(gè)信號(hào)就是典型的模擬量輸入信號(hào)。
我們的大腦除了感知喜怒哀思悲恐驚的感情，還可以負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的計(jì)算處理，手接觸到水，就會(huì)告訴我們熱還是涼，那PLC怎么像大腦一樣做出這樣的判斷呢？我們就來(lái)看一下這個(gè)重要的處理過(guò)程A/D轉(zhuǎn)換，也就是模擬量怎么變成計(jì)算機(jī)可以識(shí)別的數(shù)字信號(hào)。
轉(zhuǎn)換過(guò)程中有兩個(gè)重要的概念，第一個(gè)是分辨率，也就是用幾位數(shù)字信號(hào)代表一個(gè)模擬量值，或者換一種簡(jiǎn)單的說(shuō)法，把一個(gè)模擬量值分幾份。還是用水溫0-100°C來(lái)舉例子，如果只用一位數(shù)字量來(lái)分辨水溫，那么就只有兩個(gè)狀態(tài)：0代表0度，1代表100度，這太不精確了。那如果用兩位數(shù)字量來(lái)表示呢？把0-100°C分三份，如下表（注意是三份，不是四份，原因自己找哦）：
如果是8位呢，正好一個(gè)字節(jié)（Byte），2進(jìn)制縮寫為：2#，那么一個(gè)字節(jié)就是2#0000 0000到2#1111 1111，變成10進(jìn)制就是0到255，水溫被分的更細(xì)，如果16位，正好是一個(gè)字（Word），那就是10進(jìn)制的0到65535，可以看到，分辨率越高，分的越細(xì)，水溫會(huì)被表示的更為精確。有點(diǎn)像我們顯示器、電視或者手機(jī)的分辨率，分辨率越高，畫面被切割的越細(xì)膩，圖像也就越清晰，道理相同。
第二個(gè)概念是采樣頻率，也就是單位時(shí)間內(nèi)測(cè)量多少次模擬量的值，如果一年測(cè)兩次，大年初一吃餃子一次，夏天吹空調(diào)吃冰棍的時(shí)候一次，那中間的春天的溫度信息都是遺失的，這樣做的結(jié)果一定讓你妥妥的被人罵到狗血淋頭。趕緊動(dòng)起來(lái)，一分鐘測(cè)一次，結(jié)果稍稍可以接受，如果是在健身房上班，讓你測(cè)游泳池溫度，這樣的頻率應(yīng)該可以過(guò)關(guān)。但如果讓你測(cè)的是洗澡水的溫度，那說(shuō)不定又要被投訴了，水溫到60度了，還沒到測(cè)量的時(shí)間，客人已經(jīng)被燙傷了，那必須增加測(cè)量的頻率，五秒一次，水溫不合適隨時(shí)調(diào)節(jié)。但如果在化工廠上班，溫度的變化直接影響一罐原料的成品質(zhì)量，一秒三次的頻率才能保證正常的生產(chǎn)?？梢钥吹?，不同的場(chǎng)合需要不同的采樣頻率，采樣頻率的大小決定了這個(gè)模擬量值變化的趨勢(shì)是否平滑。
最后就是A/D轉(zhuǎn)換的過(guò)程了，其實(shí)就是一個(gè)比較的過(guò)程，首先根據(jù)采樣頻率采集模擬量值，如下圖：
然后把采到的值，根據(jù)分辨率，與每個(gè)階梯對(duì)比，下圖以三位為例，還是測(cè)量水溫。把0-100°C分了7份，溫度階梯如下：
如果測(cè)到的溫度在0-14.29度之間，輸出的數(shù)字量值為000，溫度上升到14.3度，輸出數(shù)字就變?yōu)榱?01，單純比較測(cè)得的水溫和階梯值就得到了輸出的數(shù)字量值。
當(dāng)然，這其中還有濾波、算法、電路設(shè)計(jì)等問題，不過(guò)，不重要，我們了解原理就可以了，模擬量模塊讀取模擬量值，最終轉(zhuǎn)換成數(shù)字量的一個(gè)值（一般是一個(gè)Word），并傳送到PLC的處理器中，就像手感知水溫，傳送到大腦，告訴我們，水溫正好，可以準(zhǔn)備脫衣服洗澡了。
可是萬(wàn)一測(cè)到水溫不合適，怎么調(diào)節(jié)一下呢？別急，下次我們就看水溫是怎么調(diào)節(jié)的，聊聊模擬量輸出AO是怎么一回事。
