Tín hiệu Analog là gì và xử lý tín hiệu Analog trong PLC

Khi làm việc với PLC, có 2 loại tín hiệu cần quan tâm: Tín hiệu số (Digital) và Tín hiệu tương tự (Analog). 
Tín hiệu số thì khá đơn giản, bản chất của tín hiệu số là chỉ có 2 trạng thái Logic 0 và 1 tương ứng với mức điện áp logic của PLC (ví dụ mức điện áp 0V ứng với mức Logic 0, mức điện áp 24V ứng với mức Logic 1). 
Tín hiệu tương tự phức tạp hơn nhiều. Tín hiệu tương tự có một dải giá trị chứ không phải chỉ có 2 giá trị như tín hiệu số. Tín hiệu tương tự sử dụng với PLC có 2 dạng: Điện áp và Dòng điện. 
- Tín hiệu kiểu điện áp có thể là: 0 ~ 10V, -5V ~ 5V… 
- Tín hiệu dòng điện có thể là 0 ~ 20mA, 4 ~ 20mA… 
PLC là một thiết bị điện tử, hoạt động trên nguyên lý nhị phân, chỉ xử lý được các tín hiệu ở dạng 0/1. Nhưng khi ghép nhiều bit vào với nhau, giá trị số lưu trữ được (dạng nhị phân) sẽ tăng lên. Do đó cần phải có những Module biến đổi tín hiệu tương tự thành những giá trị số chứa trong một chuỗi bit giúp cho PLC hiểu được. 
Để đọc, ghi được và xử lý các tín hiệu tương tự Analog này, PLC có các Module Analog đầu vào (Analog Input) và Analog đầu ra (Analog Output). 
Module Analog đầu vào bản chất là bộ biến đối Từ tương tự sang số (Analog Digital Converter-ADC) có chức năng biến đổi tín hiệu dạng tương tự đầu vào sang tín hiệu số ở đầu ra (ví dụ biến đổi dải dòng điện 4 ~ 20mA thành dải giá trị số 0 ~ 1000). Độ chính xác của phép biến đổi này phụ thuộc vào độ phân giải của Module (nghĩa là độ dài chuỗi bit chứa giá trị số). 
Module Analog đầu ra bản chất là bộ biến đối Từ số sang tương tự (Digital Analog Converter-DAC) có chức năng biến đổi tín hiệu dạng số ở đầu vào sang tín hiệu tương ở đầu ra (ví dụ biến đổi dải giá trị số 0 ~ 4000 thành dải dòng điện 4 ~ 20mA). Độ chính xác của phép biến đổi này phụ thuộc vào độ phân giải của Module (nghĩa là độ dài chuỗi bit chứa giá trị số). 

Quy trình để xử lý tin hiệu ANALOG đầu vào: 

Đo một đại lượng thực tế cần đo đếm (nhiệt độ, áp suất, mức,…) bằng thiết bị đo tương ứng, thiết bị đo này chuyển giá trị đại lượng đo thành tín hiệu đầu ra dạng tương tự. 
Tín hiệu tương tự này được đưa vào module Analog input của PLC để biến đổi thành giá trị số. 
Tuy nhiên người lập trình không thể sử dụng giá trị số này mà phải quy đổi tín hiệu số này về khung giá trị của đại lượng cần đo. 
Từ đó mang giá trị này đi xử lý trong logic điều khiển (so sánh, tính toán,…) 

2 quy trình để xử lý tín hiệu ANALOG đầu ra: 

Đại lượng cần điều khiển (tần số động cơ, độ mở van tuyến tính,…) được điều khiển bằng thiết bị điều khiển trực tiếp (biến tần, mạch điều khiển van). 
Thiết bị điều khiển này nhận tín hiệu tương tự xuất ra từ PLC (từ module Analog Output). 
Tuy nhiên module này chỉ hiểu được các giá trị số, không thể nhập trực tiếp giá trị 50 Hz hay 10V vào được. 
Người lập trình sẽ phải quy đổi giá trị đặt tương ứng thành giá trị số theo dải biến đổi của Module).