在儀表自動化工程設計中，要使設計選用的儀表、控制設備能正常運行，除了設備自身因素外，還有一個容易被忽視的因素，就是控制系統、儀表之間的信號匹配與傳輸。下面小編與你分享淺析自動控制系統的輸入輸出信號如果信號不匹配會造成什么后果。
為了描述方便，我們將所有接收信號和/或輸出信號的儀表控制設備統稱為集中控制設備：如DCS、PLC、SIS等控制系統，二次儀表（如調節器、指示儀、記錄儀、閃光報警器等）等。
集中控制設備要接收現場儀表信號，如溫度傳感器、流量、壓力、液位變送器等信號；集中控制設備要向現場執行器輸出控制信號，如調節閥，變頻器等；集中控制設備之間也有信號互相傳輸，如安全柵與控制系統輸入卡件或盤裝儀表之間等。
輸入到集中控制設備的信號叫輸入信號，從集中控制設備輸出的信號叫輸出信號。當一臺儀表或設備的輸出信號作為另一臺儀表或設備的輸入信號的時候，輸出和輸入的信號必須互相匹配。比如現場有一臺2088擴散硅壓力變送器輸出信號4~20mA到DCS系統，這就應該選擇DSC系統4~20mA模擬量輸入卡才能匹配。
如果信號不匹配會造成什么后果呢？
（1）集中控制設備就接受不到信號，或者接受到信號導致集中控制設備出現不正確的信息，使控制系統或者說控制回路無法正常運行；
（2）*壞的情況有可能損毀集中控制設備的部件（元件），如控制系統開關量輸入卡是接受干接點信號，而發送給它的是220VAC有源接點信號，這樣會導致某個通道，甚至整塊卡都會損壞。
信號是控制設備之間聯系的紐帶，也可以說是控制設備之間對話的語言，如果語言不同，他們之間就不能相互交流，也就是說整個控制系統或者說控制回路就不可能正常運行。
因此在設計選用現場儀表、集中控制設備時，匹配好輸入到集中控制設備的信號類型、集中控制設備輸出到下一級控制設備的信號類型就非常重要，而自動控制系統中存在多種信號類型，人們在實際應用中，對于這些信號類型的概念又非常容易混淆。
下面我們來談談常用的信號類型及選用原則。
一、常用信號類型及含義
1、模擬量信號
模擬量是在時間和數量上都是連續的物理量，其表示的信號則為模擬信號。模擬量在連續的變化過程中任何一個取值都是一個具體有意義的物理量，如溫度，壓力，電流等。常用模擬量信號有：熱電阻、熱電偶、4~20mA、1~5VDC、mV等。
模擬量信號通常來自現場儀表，如鉑熱電阻，壓力，流量、液位變送器等；集中控制設備也會發送模擬量信號給調節閥，變頻器等；集中控制設備之間也有模擬量信號交流，如盤裝儀表之間的信號。
2、開關量信號
一般指的是觸點的“開”與“關”的狀態，在計算機設備中也會用“0”或“1”來表示開關量的狀態。開關量分為有源開關量信號和無源開關量信號，有源開關量信號指的是“開”與“關”的狀態時帶電源，通常電源是220VAC, 24VDC；無源開關量信號指的是當開關處于“開”和“關”的狀態時不帶電源，行話俗稱之為干接點。對于控制系統來說，通常開關量輸入卡件接收的是無源開關量信號，開關量輸出信號根據實際應用可以有源，也可以無源。
開關量信號通常由現場儀表發出，如溫度開關、壓力，流量，物位開關、位置開關等；集中控制設備發送開關量信號到執行器，如開關閥，電磁閥等，集中控制設備之間也有開關量信號交流，如盤裝儀表發出信號至閃光信號報警器等。
3、數字量信號
數字量，也就是離散量，指得是分散開來的、不存在中間值的量。例如，一個開關所能夠取的值是離散的，只能是開或者關，不存在中間的狀況。所以數字量在時間和數量上都是離散的物理量，其表示的信號則為數字信號，數字量是由0和1組成的信號，如循環二進制碼。
4、脈沖量信號
脈沖量就是瞬間電壓或電流由某一值躍變到另一值的信號量。在量化后，其變化持續有規律就是數字量，在工業應用中一些流量計就可以輸出脈沖信號，如橢圓齒輪量計通常使用其輸出的脈沖信號。如果其由0變成某一固定值并保持不變，其就是開關量
5、通信
通信就是信息的傳遞，是指由一地向另一地進行信息的傳輸與交換，其目的是傳輸消息，依據通信協議不同有HART、RS-485等。
二、數字量信號和模擬量信號的區別
很多人容易將數字量信號與模擬量信號混淆。
1、在時間上和數量上都是離散的物理量稱為數字量，表示數字量的信號叫數字信號。
例如：在工廠成品打包工段，打包機每打好一包成品，發出一個信號，輸入到計算機進行統計（如，每小時、每班、每天、每月的打包數量）管理，其輸入信號就是數字信號。
2、在時間上或數值上都是連續的物理量稱為模擬量，表示模擬量的信號叫模擬信號。
例如：熱電阻在工作時輸出的電阻信號就屬于模擬信號，因為在任何情況下被測溫度都不可能發生突跳,所以測得的電阻信號無論在時間上還是在數量上都是連續的。而且，這個電阻信號在連續變化過程中的任何一個取值都是具體的物理意義，即表示一個相應的溫度。
三、選用信號類型的原則
選用儀表信號類型時，除了上面提到的輸出信號或輸入信號的儀表信號類型必須匹配之外，我們在多年的設計和儀表選型的工作中，總結出很多非常有價值的經驗，有助于降低控制系統的復雜性，控制成本，減少發生錯誤的概率。在這里分享4條經驗給大家，希望對你們的工作有所幫助：
1、在控制系統應用中信號類型應盡可能少，可以減少控制系統輸入、輸出卡件類型，減少備品備件，節省投資。
比如在某個工程項目中，有一臺現場儀表只能輸出脈沖量信號，這時就需要選用一塊脈沖量輸入卡用于接收這臺儀表的信號，通常情況一塊脈沖量輸入卡有8個通道（可接收8臺儀表的信號），而現在只用了一個通道，資源利用率很低。像這種情況可以選擇一臺將輸入脈沖量信號轉換成4~20mA輸出的轉換器，來減少DCS系統的輸入卡種類，經濟上也更合理。
2、在可能的情況下，儀表信號應選用電流信號（如4~20mA）傳輸，如果選用電壓信號（如1~5VDC）傳輸，在線路上會有電壓降，線路越長壓降越大，因此造成信號衰減。
3、在同一個工程項目中，通信信號的標準應盡可能統一，可以減少系統集成、調試、維護工作量。
4、非標準的信號（如振動傳感器、速度傳感器等）應將其轉換成標準信號（如4~20mA），使集中控制設備易于接收。
5、盡可能調試安裝的時候請**安裝公司，這樣盡量避免不必要的出錯。
