电路控制系统和执行单元之间总有一个接口电路或接口单元，用来转换或缓冲控制指令，再传给执行单元，去完成控制任务。若接口单元电路结构形式不佳．则会出现控制信号不能传输、不匹配、不线性、有干扰等问题，影响任务的执行。
多种多样的工业控制和执行单元的电路接口，均是一个强弱电的转换问题，其结构基本有四种：仪表控制方式、PLC控制方式、计算机控制方式．以及以上三种的混合控制方式等。就其输出控制而言，是一个弱电信号，需要足够的驱动力，才能、带动强电执行单元。
简单地说，控制输出方式常见的有：开关量输出、标准信号输出、模拟量输出等：但和执行单元的接口，存在一个匹配问题，有的需要转换，有的需要隔离。本文主要就仪表、PLC变频器等元件常遇到的问题，提出一些看法和简单的解决措施。
一、开关量输出
1．防止输出触点颤抖的问题
用小继电器输出无源接点信号，控制和执行单元之间无电的联系，既完成了开关信号的传输，又有隔离作用（无源输出，简单地说，是指控制系统的输出信号和接收的接口单元之间无公共电源的情况）。这个方式简单有效、无干扰，用得最多。
在弱电控制系统中的最终驱动方式，基本是oc输出后带小继电器，如图1所示。图2是达林顿输出，图3是光电隔离输出。大家一般会注意在继电器线圈两端加续流二极管或者RC环节，以解决继电器线圈闭合断开的灵敏性及感性线圈的反电势，减少对弱电控制系统的干扰等。
但是容易忽略输出触点的颤抖问题。应该在接收接口单元内，对其输出触点采用RC积分环节或者延时措施，防止触点颤抖带来的问题。图4中，在小继电器J12触点两端并联了一个接触器KM1的自保触点．有效地防止了小继电器J12输出触点的颤抖问题。图5是一个固态继电器方式，用一个RC积分环节来防止触点颤抖。
2．输出处的泄漏电流问题
和仪表或者PLC的接口电路也可以直接连接，而不赛小继电器。控制系统输出的具体电路，一般是一只晶体管或者小晶闸管，如图6所示。当和接口单元直接连接时（若不采用光耦隔离），这个晶体管或者小晶闸管输出处的泄漏电流应该较小。否则，接口电路中的接口元件，可能将泄漏电流输出所得的电压降解释为一个“接通”命令。作为用于带有较高泄漏电流的控制系统输出的补救措施，可将一个RC元件并联在接口单元的输入端子之间，旁路泄漏，消除误动作。
无触点输出：当输出的开关信号频率较快时，继电器的响应时间跟随不上，就不能用继电器输出。例如，当电加热炉控制温度的灵敏度较高时，继电器和接触器就跟不上动作的响应，继电器相接触器频繁的断开和闭合，拉弧严重，并且很快就会损坏。故此时只能是电子元件接口，如图3或图5所示的电子元件和电力电子器件间就无拉弧现象，相对损耗减小了。
3．开关信号频率的响应问题
简单的电加热炉子控制温度的方式，采用固态继电器作接口电路（图3或图5．取代继电器的过渡），去驱动可控硅执行组件。在电加热过程中；这个固态继电器就是一个接口电路，自身不作控制处理，完全受温度信号的控制，是～种最简单的方式。其固态继电器元件有两种：a．任意触发的原理，如图5所示：b．过零触发的原理，如图7所示。选择时加以区分，最好采用过零触发的固态继电器．对电网电源干扰小。
图7的电路原理是．利用反并联可控硅的控制极搭接，漏电流自触发而导通。整流桥U1~U4检出直流电(U5、U6为引导二极管，避免可控硅的漏电流不够)．作为三极管的工作和同步电源。在光耦有信号时．U9截止，小可控硅U7导通（二极管U1~U4和小可控硅U7的组合，也叫作交流桥），漏电流通路形成，对应外面的大可控硅导通。当可控硅的漏电流波形整流电压的幅度增大时，电阻R4、R5的分压使三极管Ul0导通，U7截止，对应外面的大可控硅也截止。这样，只是在整流波形（馒头波形）电压的过零附近．Ul0截止．U7才能导通，所以称为过零触发。
这种所谓过零触发，适宜在简单的场合中使用，而比较多的是采用可控硅调功器的方式进行控制。
现在常用的PWM占空比控制和CYC-变周期控制，均为过零触发，而不太用调压控制。单台电炉时多用PWM方式，多台电炉时采用CYC方式，以减少对外的干扰。这种接口电路专门用于炉子的电气控制，称为周波控制器，再接带固态继电器的可控硅模块，对于大功率可控硅模块时，要增加大功率扩展驱动板，如图8所示。
总之，接口电路是多种多样的，只要注意信号匹配、信号转换、线性处理、两者电源不“打架”，或者采用隔离等办法，就能顺利解决。
二．标准信号输出
标准信号输出是国际电工委员会(IEC)在过程控制系统中采用的模拟信号标准，中国从DDZ-Ⅲ型电动仪表开始采用这一国际标准信号制。如仪表传输信号采用4mA。
20mA．DC．联络信号则采用IV—5VDC，即采用电流传输、电压接收的标准信号系统。
执行组件接收仪表的4mA．20mA输出信号变换成电压，运算放大器再作线性处理。如图9所示。图中．R1~R3Cl网络(即内阻等于250Ω)，把4mA_20mA变换成IV—5VDC．比例运算放大器作线性处理。
因此，这个转换，简单地说，就是250Ω无源电阻。
4mA~20mA的标准信号输出，无源电阻转换，方法简单，用的地方很多。对应250Ω的无源电阻．是lV-5VDC电压接收的标准信号系统。
对应的510Ω的无源电阻，是2V—10VDC电压接收值。为什么有个4mA的起始值呢？这个4mA是给某些接口单元作工作电源用的。因而在从零开始的线性控制中，有一段盲区。这个盲区问题，还得作线性变换。
如用变换器作执行组件时，就存在这个问题。即当最小输入信号4mA或者2V时．对应变频器有一个最低输出值，电机不会停转，约为IOHz转动，必须使电机停止转动，不然达不到工艺要求．可能出现情况，甚至严重问题。
如图10所示的变频器接线中就存在上述问题，关键是注意接口电路的阻抗匹配。仪表（或者PLC）送出两个信号，一个是模拟信号和一个是开关信号。模拟信号送到变频器的模拟输入端(3)、(4)脚端子，作调节量的大小控制。开关信号送到变频器的数字输入端(5)、(9)脚，作正转指令。开关信号要求比较简单，只要是无源常开接点就行。变频器的模拟输入端(3)、(4)脚端子，一般是接收OV～10V信号，而仪表的输出是4mA~20mA信号，必须转换。变频装置的AIN端子选择中，将对应的AIN1或AIN2置于ON上，再选择适当的程序参数，就能实现4mA一20mA信号接收。还有一个简单的办法，就是再在变频器(3)、(4)脚端子上井接一只sion电阻，转换成2V—IOV的信号即可，但就是有个死区。
变频器的输入信号线性变换，可按以下方式解决。
(1)把仪表或PLC的电流输出改成OV~10V输出，这个办法最简单（注意：要求变频器端子板上的DIP开关必须设定为正确的位置。即左面DIPI开关的设定为OFF对应模拟输入(1)端，电压输入IOV)。若把变频器装置置于现场，离控制系统较远，信号传递采用电压方式传递就不太好，压降、干扰等问题较多。
(2)若仪表或PLC输出是4mA~20mA标准信号，变频器是OV~IOV的接收，必须将对应的AIN1或AIN2置于OFF．变频器对应的是OV~10V标准信号接收。
再按图5方式简单处理，但存在上述起始段盲区问题。
(3)若是电流信号的传输，变频器也对应OmA—4mA的接收，必须将对应的AIN1或AIN2置于ON上，配置相应的参数中，别忘记模拟输入ADC的类型选择中P0756的选择。
(4)重新标定4mA~20mA输入特性曲线，即让OmA—4mA输入时为死区，则变频器输出为零。这个办法稍微麻烦点，但变频器具有这个优点，可以通过修改程序参数来实现。模拟输入ADC的类型选择中P0756=2（单极性信号），标定ADC的X1值[V/mA]P0757=4．标定ADC的Yl值P0758=0%．标定ADC的X2值[V/mA]
P0759=16．标定ADC的Y2值P0760=80%．ADC死区的宽度[v/mA]P0761=4。在直角坐标系里，死区的宽度4个单位。起点X轴P0757=P761=4,Y轴P0758=0%.
第二点X轴P0759=16．Y轴P0760=80%。选择了两点，重新定位斜线，可以得到有死区的输入特性曲线，如图11所示。各参数点在图11中位置可以表示出来。
这样重新标定后，克服了4mA的输入死区。
实际运行中，控制的频I率变化是很频繁的，转速表的数码显示也是不断跳变的（如果用指针式转速表，也要注意阻抗匹配问题。变频器的模拟输出一般是：
4mA—20mA或者修改参数得到OV~IOV）．说明变频器完全跟得上这个精度控制的变化。如果设定模拟输入滤波时间ADC的平滑时P0753=50ms．增加这一平滑时间将减少信号的波动，但降低了对模拟输入信号的响应速度。是否影响整个精度控制，由工艺指标的精度决定。P0724=3(12.3ms)为数字输入防颤抖时间。
三、模拟量输出
PLC或者工控机中表征模拟量的数字信号，实际上的模拟量控制是先经过A/D转换成数字信号，输入到PLC或计算机处理．PLC或计算机再通过D/A转换变成模拟信号传送出去，到相应的接口单元电路，这就是数据通讯方式。
有时候输出是多路信号，或者输入输出混合在一起，就要注意相互间电源共地的问题，令相互间几个电源“不打架”。
图12为一个变频恒压供水的控制系统，以水压压力传感器和变频器组成闭环系统，根据系统出口管网的压力来调节电机的转速．尽量保证高峰期用户不缺水．达到恒压供水和低峰用户时节能的目的。变频器的接线，就是几个电源“不打架”的问题。如图12所示，仪表或PLC的4mA-20mA有源给定，通过内部光耦隔离，变频器A/D转换成数字信号接收，两者之间无公共电源问题。但反馈信号由压力传感器产生，压力传感器必须有一个工作电源。图12中由变频器的内部24V提供，这个反馈信号工作电源、给定信号电源、仪表或PLC的控制电源、变频器的控制电源等多个电源“不打架”，并完成信号的控制。
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