Analoq və diskret siqnalların fərqi

Analoq və diskret siqnallar müasir sənaye avtomatlaşdırma sistemlərinin təməlini təşkil edir. Bu siqnallar, real dünya parametrlərinin ölçülməsi, işlənməsi və idarə olunması üçün istifadə olunur. Xüsusilə analoq siqnallar, temperatur, təzyiq, sərfiyyat və digər fiziki parametrləri dəqiq izləmək və nəzarət etmək imkanı yaradır. Bu prosesdə sensorlar, transmitterlər, analoq giriş modulları və Analoq-rəqəm çeviricilər kimi cihazlar vacib rol oynayır.

Analoq siqnallar

Analoq siqnallar kəsilməz siqnallardır, yəni zamanın istənilən anında qiyməti olan siqnallardır. Məsələn, temperatur, təzyiq, sərfiyyat, sıxlıq və s. parametrlər real həyatda hər an müəyyən dəyərə malikdir. Bu parametrlərə nəzarət etmək üçün onları ölçmək vacibdir.

Analoq siqnalların ölçülməsi üçün ölçü cihazları istifadə olunur. Bu cihazlar iki əsas hissədən ibarətdir:

Həssas element (sensor): Fiziki parametrləri elektrik siqnallarına çevirir.
Transmitter: Çevrilmiş zəif elektrik siqnalını gücləndirir və standart analoq siqnalına (4-20 mA və ya 0-10 V) çevirir.

Sənayedə analoq siqnallara nəzarət etmək üçün əsasən PMK (Proqramlaşdırıla bilən Məntiqi Kontrollerlər, PLC) istifadə olunur. PMK-ların bu tip siqnalları qəbul etməsi üçün analoq giriş modulları tələb olunur. Bu giriş modulları adətən 4-20 mA və ya 0-10 V aralığında olan siqnalları qəbul edə bilir.

Temperaturun ölçülməsi

Temperatur ölçən termocüt bu prosesə yaxşı bir nümunədir. Termocüt, müxtəlif metal elektrodların fərqli temperaturlarda potensial fərq yaratma xüsusiyyətinə əsaslanır.

Məsələn, əgər bir termocüt -220 °C-dən +1250 °C-yə qədər olan temperatur aralığını ölçürsə, bu temperatur müvafiq olaraq -6.5 mV-dan 55 mV-ya qədər potensial fərq yaradır.

Sensorun funksiyası bu fiziki parametri elektrik siqnalına çevirməkdir. Daha sonra transmitter vasitəsilə bu zəif elektrik siqnalı gücləndirilərək standart 4-20 mA və ya 0-10 V siqnalına çevrilir. Bu siqnal PMK-ların analoq giriş modullarına qoşulur. Qeyd: əksəriyyət kontrollerlərin birbaşa termocüt girişi üçün modulları olur

Analoq siqnaldan rəqəmsala keçid

Analoq siqnal rəqəmsal siqnala çevrilməzdən əvvəl PMK-nın analoq giriş modullarında zamanla diskretləşdirmə və səviyyə ilə kvantlama proseslərindən keçir. Bu proses zamanı analoq siqnal Analoq-Rəqəm Çevirici (ARÇ) vasitəsilə rəqəmsal siqnala çevrilir.

Misal

Arduino mikrokontrollerlərində ən çox 10 mərtəbəli ARÇ istifadə olunur. Bu o deməkdir ki, 0-5 V analoq siqnalı 0-1024 rəqəm aralığında diskretləşdirilir.

Sənaye kontrollerlərində isə daha yüksək dəqiqlikli ARÇ-lərə rast gəlinir.

Schneider Electric PMK-ları 4-20 mA analoq siqnalını 0-10000 rəqəm siqnalına çevirir.

Siemens PMK-ları isə eyni siqnalı 0-27648 rəqəm aralığında rəqəmsal siqnal kimi qəbul edir.

Tətbiq nümunəsi: Təzyiq ölçmə Siemens PMK ilə

Əgər təzyiq sensoru 0-10 bar aralığında ölçmə aparırsa:

0 bar təzyiq (4 mA): 0 rəqəmi.
10 bar təzyiq (20 mA): 27648 rəqəmi.
5 bar təzyiq (12mA): 13824 rəqəmi.

Proqram təminatında bu rəqəmləri real qiymətlərə çevirmək üçün normallaşdırma (Norm_X) və miqyalaşdırma (Scale_X) funksiyalarından istifadə olunur.

Diskret siqnallar

Diskret siqnallar, analoq siqnallardan fərqli olaraq, yalnız iki vəziyyəti ifadə edə bilər: 0 və 1. Bu siqnallar, adətən, sistemin ON/OFF vəziyyətlərini göstərir.

Misal: