远距离无线采集控制工业信号

提到工业现场信号，长期处在工业圈子的朋友可能耳熟能详，就是“模拟量”“开关量”两种信号。这两种信号的出现解决了目前工业自动化中的绝大多数信号传输问题，今天我们一起来了解一下这些信号有什么特点，应用于什么场景。

模拟信号

首先我们先来看下什么叫做模拟量，这得从模拟信号说起。模拟信号是一种连续变化的物理量，一般展现形式为电压或者电流。大多数传感器采集到的信号为模拟信号，模拟信号一般是连续变化的，例如温湿度传感器，光照传感器等等，这类信号是连续的，都可以称为模拟信号。

开关信号

另外一类信号是开关信号，与模拟信号的区别在于开关信号是不连续的一种信号。开关信号只有“开”和“关”两种状态，或者可以称之为“接通”和“断开”两种状态。这类信号又分为了有源和无源两种，有源信号称为“湿接点”信号，无源信号称为“干接点”。一般行程开关、浮球开关等都属于开关型传感器，一般为湿节点传感器的需要注意极性问题，干节点不需要。

国际电工委员会(IEC)将电流信号4mA~20mA(DC)和电压信号1V~5V(DC)确定为过程控制系统中模拟信号的统一标准。因此，满足这一标准的传感器也被称为变送器。

传感器输出一般为电流或电压信号，但是这类信号会在传输过程中受到干扰，不利于远距离传输，也不利于控制设备的处理，因此这里就会用到远程IO模块。

使用远程IO不仅能够降低信号消减，还能节约设备投资和线缆成本。

传感器将信号进行采集，将生活中的各种量（温度、湿度等）转换成4mA~20mA(DC)电流信号，这类电流信号可以直接通过远程IO模块进行采集，这样就可以输出为标准的ModBus协议，这样在协议上就形成了统一。

通常情况下，串口远程采集模块一般将4mA~20mA(DC)转换为ModBus RTU协议，以太网远程采集模块一般将4mA~20mA(DC)转换为ModBus TCP协议。

在工业控制系统中，IO设备将传感器采集到的数据进行采集，转换为ModBus协议，这样就能通过串口或者以太网接口进行数据的远距离传输。以太网设备可以直接接入交换机或路由器直接组建局域网络，这样就能实现数据上云，实现远程监管，这也就是工业物联网的由来。通过PLC或HMI、工控机等设备就可以实现设备的自动控制。