第1章：传感器与执行器选型与控制
大家好，我是老张。在厂务监控这个行当摸爬滚打了十几年，今天咱们来聊聊SCADA系统里最基础、也最关键的一环——传感器和执行器。
很多人觉得选传感器不就是看个量程嘛，其实没那么简单。我见过太多项目，最后出问题都出在这些小东西上。说白了，传感器是系统的眼睛，执行器是系统的手脚。眼睛看不清，手脚再灵活也没用。
1.1 温度传感器选型
温度传感器，厂务系统里用得最多的就是PT100和热电偶。我个人习惯，0-150℃的场合，首选PT100。为什么？因为它线性好，稳定性高。
PT100关键参数：
- 测量范围：-200℃ ~ 850℃（常用0-150℃）
- 精度等级：A级（±0.15℃）、B级（±0.3℃）
- 接线方式：二线制、三线制、四线制
我在项目中遇到过一件事。有个洁净车间，温度老是波动。查来查去，发现是PT100用了二线制接线。线长了，导线电阻直接叠加到测量值里。后来换成三线制，问题立马解决。
我的建议：距离超过10米，别省那根线，用三线制或四线制。多花几十块钱，省得后面头疼。
1.2 湿度传感器选型
湿度传感器，厂务里常见的有电容式和电阻式。电容式响应快，精度高，但贵。电阻式便宜，但容易受污染。
你想想看，半导体车间湿度要求控制在45%±5%，这时候必须用电容式。普通仓库，±10%的精度，电阻式就够了。
| 类型 | 精度 | 响应时间 | 适用场景 |
|---|---|---|---|
| 电容式 | ±2%RH | <10s | 洁净室、实验室 |
| 电阻式 | ±5%RH | <30s | 仓库、一般车间 |
注意：湿度传感器最怕结露。我曾经有个项目，传感器装在空调出风口附近，夏天直接凝水，读数全乱套。安装位置一定要避开冷凝区。
1.3 压力传感器选型
压力传感器，厂务系统里主要测水压、气压、蒸汽压力。选型时看三个东西：量程、精度、介质兼容性。
举个例子，冷却水压力一般0-1.0MPa，用扩散硅压力变送器就行。蒸汽压力，温度高，得用隔离膜片式的。
选型口诀：
- 水压：扩散硅，便宜耐用
- 气压：电容式，响应快
- 蒸汽：隔离型，耐高温
- 腐蚀介质：哈氏合金膜片
嗯，这里要注意。压力传感器的量程选择，最好让正常工作压力在量程的1/3到2/3之间。选太大，精度损失；选太小，容易过载损坏。
1.4 信号类型：4-20mA vs 0-10V
信号类型，说白了就是传感器怎么把数据传给PLC。厂务系统里，4-20mA和0-10V是主流。
4-20mA（电流信号）：
- 抗干扰能力强，适合长距离传输
- 断线检测方便（低于4mA就是断线）
- 两线制供电，布线简单
0-10V（电压信号）：
- 接线简单，PLC直接读取
- 距离长了压降明显
- 容易受电磁干扰
我的经验：距离超过50米，或者现场有大电机、变频器，老老实实用4-20mA。0-10V在控制柜内用用还行，拉到现场去，干扰能让你怀疑人生。
1.5 变频器控制
变频器，厂务系统里控制风机、水泵的主力。控制方式就两种：模拟量控制和通讯控制。
模拟量控制：
- 4-20mA给定频率
- 0-10V给定频率
- 简单可靠，但精度一般
通讯控制：
- Modbus RTU
- Profibus DP
- Ethernet/IP
- 精度高，可读回参数
我个人习惯，单台变频器用模拟量控制，简单。多台联动的，用通讯控制，方便统一管理。
避坑指南：我曾经有个项目，变频器用通讯控制，结果PLC和变频器之间老是丢包。查了半天，发现是通讯线没加终端电阻。记住，Modbus通讯，两端必须加120欧终端电阻。
1.6 电动阀控制
电动阀，厂务系统里调节流量、压力的关键执行器。控制方式分两种：开关型和调节型。
开关型电动阀：
- 只有全开和全关两个位置
- 控制简单，DO点控制
- 适用于通断控制
调节型电动阀：
- 可以停在任意开度
- 4-20mA或0-10V控制
- 适用于精确调节
你想想看，冷却水阀门，需要根据温度调节开度，那就得用调节型。排风阀门，只需要开和关，开关型就够了。
电动阀选型要点：
- 口径：与管道匹配
- 执行器类型：角行程（蝶阀、球阀）、直行程（闸阀、截止阀）
- 控制信号：4-20mA、0-10V、开关量
- 反馈信号：4-20mA位置反馈
- 电源：220VAC、24VDC
嗯，这里有个细节。调节型电动阀，一定要带位置反馈。不然你给了4-20mA信号，阀门到底开没开到那个位置，你根本不知道。
我的建议：选电动阀时，注意执行器的防护等级。室外安装的，IP65起步。潮湿环境，IP67。别问我怎么知道的，有个项目电动阀装在室外，没做防水，一个雨季全报废。
好了，传感器和执行器的选型与控制，今天就聊到这儿。这些东西看着简单，但每个细节都可能影响整个系统的稳定性。下一章，咱们聊聊PLC的选型和配置。