AI、AO、DI、DO分别是什么,起什么作用

在工业自动化、控制系统(如PLC、DCS、SCADA)和仪器仪表领域，AI、AO、DI、DO是最核心的信号类型分类，它们定义了信号的性质、方向以及在系统中的作用：

1.AI(AnalogInput-模拟量输入)

是什么：来自现场设备或传感器的连续变化的电信号。模拟信号的值可以在一个范围内取无限多个可能的数值(理论上)。

作用：采集现场连续变化的物理量信息。

典型来源：

温度传感器(热电偶、热电阻变送器输出的4-20mA或0-10V信号)

压力变送器(4-20mA，0-10V)

流量计(4-20mA，脉冲频率有时也算AI)

液位变送器(4-20mA)

湿度传感器

称重传感器

分析仪表(pH值、浓度等输出信号)

阀门开度反馈(如果以模拟信号形式反馈)

作用总结：将被监测的连续过程变量(如温度、压力、流量、液位等)转换成控制系统能够读取和处理的电信号(通常是电压或电流)。是控制系统感知外部物理世界“状态”的关键通道。

2.AO(AnalogOutput-模拟量输出)

是什么：由控制系统(如PLC、DCS)发出的连续变化的电信号，用于控制现场执行机构。

作用：控制现场需要连续调节的设备。

典型去向：

调节阀(控制阀门开度在0-100%之间的任意位置，输入信号通常是4-20mA或0-10V)

变频器(控制电机转速，输入信号通常是4-20mA或0-10V)

电动执行机构(控制位置)

比例阀

某些加热器的功率控制器

作用总结：将控制系统的控制指令(通常是0-100%之间的一个设定值)转换成连续变化的电信号，驱动执行机构进行连续调节，以实现对过程变量的精确控制(如精确控制流量、温度、压力等)。

3.DI(DigitalInput-数字量输入/开关量输入)

是什么：来自现场设备或传感器的离散状态信号。只有两种明确的状态：通/断、开/关、是/否、高电平/低电平(通常表示为1/0,ON/OFF,True/False)。电压通常是固定的(如24VDC接通代表“1”，0V断开代表“0”)。

作用：检测现场设备的开关状态或事件的发生。

典型来源：

按钮、选择开关

限位开关(机械位置检测)

接近开关(感应金属物体有无)

光电开关(检测物体通过)

继电器触点状态

电机运行/停止状态反馈触点

故障报警触点(如热过载继电器触点)

液位开关(高液位、低液位报警)

压力开关(高压、低压报警)

门禁状态(门开/关)

作用总结：获取现场设备的开关状态、事件发生(如按钮按下、门打开、物体到位、故障发生)等离散信息。是控制系统了解设备“动作”和“事件”的主要途径。

4.DO(DigitalOutput-数字量输出/开关量输出)

是什么：由控制系统发出的离散控制信号，用于驱动现场设备的通断动作。也只有两种明确状态：接通/断开(ON/OFF,1/0)。输出通常是继电器触点或晶体管开关，控制外部电源的通断。

作用：驱动现场需要开关控制的设备。

典型去向：

继电器线圈

接触器线圈(控制电机启停)

电磁阀(控制气路或油路的通断-开/关阀)

指示灯(运行灯、报警灯)

报警器(蜂鸣器、闪光灯)

小型电机(启停控制)

电动阀(开/关阀控制)

作用总结：发出开关命令，启动或停止设备(如电机启停)、打开或关闭阀门(开/关型)、点亮或熄灭指示灯、触发或停止报警器等。是控制系统执行“动作”命令的直接手段。

总结对比表：

理解关键点：

模拟vs数字：AI/AO处理连续变化的物理量(多少?多大?)。DI/DO处理开关状态(有/无?开/关?)。

输入vs输出：AI/DI是输入到控制系统的信号(系统在“读”)。AO/DO是控制系统输出的信号(系统在“写”或“控制”)。

作用：AI/DI是系统的“感官”，负责采集信息。AO/DO是系统的“手脚”，负责执行动作。

实际应用中的重要性：

在设计控制系统硬件(如PLC模块选型、IO清单)和编写控制程序时，清晰地区分这四种信号类型至关重要。你需要知道每个点连接的是什么设备，是输入还是输出，是模拟信号还是数字信号。

接线、调试和维护都需要根据信号类型选择合适的电缆、端子和处理方法。

它们是构建任何自动化控制系统的基础构件。

简单来说：AI看数值，AO调大小，DI看开关，DO控开关。