Inglés
Chino
Ruso
Portugués
Francés
Alemán
Indonesio
Tailandés
Vietnamita
Árabe
Italiano
Turco
Polaco
Japonés
Señales digitales, analógicas y discretas: explicación de AI, AO, DI y DO
Una lista de I/O distingue mediciones, estados binarios y comunicaciones de datos. AI, AO, DI y DO describen el sentido de entrada o salida del controlador y el tipo de señal; los protocolos digitales necesitan información adicional sobre la interfaz y la red. Confirme la función lógica y la interfaz eléctrica antes de elegir una tarjeta.
Las tres familias de señales
Una señal discreta representa un estado binario, como abierto/cerrado o en marcha/parado. La comunicación digital codifica valores, estados o comandos en mensajes; HART y Modbus son ejemplos. Una señal analógica varía dentro de un intervalo. No todas las capas físicas digitales utilizan solo dos niveles de tensión, y un canal de I/O discreto no es la misma interfaz que un puerto de comunicaciones digitales.
La confusión es histórica: un contacto discreto y un bus digital utilizan dos niveles, por lo que ambos suelen llamarse «digitales». La diferencia importante para el cableado es si la señal es una medición (analógica), un estado binario (discreta) o un mensaje (digital).
AI — Entrada analógica
Una entrada analógica lleva una medición continua al controlador. La opción habitual es 4–20 mA, porque el «cero vivo» de 4 mA permite distinguir un cero real (4 mA) de un cable roto (0 mA). Otras entradas analógicas incluyen 0–10 V, termopares y termorresistencias (RTDs).
| Señal | Interfaz | Consideración de diagnóstico | Fuente típica |
|---|---|---|---|
| 4–20 mA | Lazo de corriente | 0 mA indica pérdida de corriente del lazo; diagnosticar la causa | Transmisor |
| 0–10 V | Tensión con referencia | El cero puede ser un valor real o un fallo del circuito | Sensor alimentado o accionamiento |
| Termopar o RTD | Entrada específica compatible | La detección de circuito abierto/cortocircuito depende de la tarjeta y su configuración | Elemento de temperatura |
| 0–20 mA | Lazo de corriente | Sin separación mediante cero vivo de 4 mA | Equipo especificado con salida de corriente |
La decisión clave para una AI es el rango: los puntos de 4 mA y 20 mA del transmisor deben coincidir con la asignación de unidades de ingeniería del canal; de lo contrario, toda la cadena posterior convierte mal la lectura.
AO — Salida analógica
Una salida analógica envía una orden continua desde el controlador, a menudo 4–20 mA a un posicionador de válvula o accionamiento. Compruebe si la salida suministra o absorbe corriente y qué alimenta el circuito. La realimentación de posición suele ser una señal independiente o un valor digital; volver a medir la corriente de mando no demuestra la posición real de la válvula.
DI — Entrada discreta
Una entrada discreta lleva un estado binario al controlador: un final de carrera, un interruptor de nivel alto-alto, un presostato o un contacto de marcha de motor. Suele cablearse como contacto seco, un par de contactos que abren o cierran, o como sensor de proximidad NAMUR.
Los contactos secos necesitan un circuito de detección compatible y pueden presentar rebotes. Los interruptores NAMUR utilizan una interfaz de corriente de dos hilos especificada, habitualmente con una característica de fuente de 8.2 V y 1 kiloohmio. Respete los umbrales exactos del interruptor y amplificador, el sentido de actuación y los ajustes de fallos de línea. La supervisión de fallos mejora el diagnóstico, pero no convierte cualquier interruptor NAMUR en un sensor con clasificación de seguridad ni revela todos los fallos mecánicos.
DO — Salida discreta
Una salida discreta es una orden binaria del controlador: arrancar una bomba, abrir una electroválvula o activar una sirena. Suele ser un contacto de relé o una salida de transistor. La cuestión práctica es qué puede conmutar realmente: un relé admite AC o DC y corrientes mayores; un transistor es rápido y de estado sólido, pero normalmente solo para DC y corrientes bajas. Compare la capacidad nominal del contacto de la tarjeta con la corriente de arranque de la carga antes de conectar una DO a un contactor de motor.
Elegir la señal adecuada para cada tarea
| Medición o acción | Señal correcta | Motivo |
|---|---|---|
| Nivel continuo del tanque | AI (4–20 mA) | Transporta el valor |
| Disparo por sobrellenado del tanque | DI (NAMUR o contacto seco) | Señal binaria de seguridad independiente |
| Orden de posición de válvula | AO (4–20 mA) | Acciona el posicionador |
| Arranque/parada de bomba | DO (relé) | Conmuta la carga |
| Configuración del transmisor | Digital (HART en el lazo) | Datos superpuestos a 4–20 mA |
Un disparo puede proceder de un transmisor analógico o de un interruptor discreto, según los requisitos de seguridad y el diseño aprobado. Ni una tarjeta AI ni una DI crean independencia por sí solas. Evalúe los sensores compartidos, conexiones al proceso, alimentación, lógica y elementos finales como una función completa.
Preguntas de los técnicos
P1. ¿4–20 mA es analógico o digital?
La corriente de 4–20 mA es analógica. Un transmisor HART permite ambas cosas al superponer una señal digital FSK en los mismos dos hilos, pero la propia corriente es una señal analógica.
P2. ¿Qué diferencia hay entre un contacto seco y uno con tensión?
Un contacto seco o libre de potencial no suministra su propia tensión de detección. Una salida alimentada proporciona un nivel eléctrico que la entrada receptora debe aceptar. Las tarjetas DI varían: compruebe tensión, corriente, común y disposición de suministro o absorción de corriente, sin suponer que todas admiten el mismo cableado de contactos.
P3. ¿Para qué existe NAMUR?
Su interfaz de corriente definida permite a una entrada o amplificador compatible distinguir estados de conmutación y, cuando se configura, fallos de línea. Confirme la cobertura de detección y la respuesta ante fallos del circuito completo. Un mecanismo atascado o ciertos fallos del sensor pueden seguir requiriendo pruebas periódicas de verificación.
P4. ¿Puede un hilo transportar una AI y una DI?
Un solo conductor normalmente no forma un circuito completo. Un lazo HART de dos hilos puede transportar un valor analógico y un estado digital, mientras que otros buses pueden transportar varios valores lógicos. Esos mensajes no son automáticamente canales físicos AI y DI; el sistema receptor debe admitir la interfaz y su correspondencia de datos.
