प्रोग्रामेबल लॉजिक कंट्रोलर (पीएलसी) प्रणाली को डिजाइन करते समय, पहला कदम नियंत्रण रणनीति को परिभाषित करना है; अगले चरण में विशिष्ट पीएलसी हार्डवेयर का इंजीनियरिंग चयन शामिल है। प्रक्रिया प्रवाह की विशेषताएं और विशिष्ट अनुप्रयोग आवश्यकताएं इस चयन प्रक्रिया के लिए प्राथमिक आधार के रूप में काम करती हैं। पीएलसी और उससे जुड़े उपकरणों को समग्र औद्योगिक नियंत्रण प्रणाली में निर्बाध एकीकरण और कार्यात्मक विस्तार में आसानी के सिद्धांतों के अनुसार एकीकृत और मानकीकृत किया जाना चाहिए। चुनी गई पीएलसी प्रणाली प्रासंगिक औद्योगिक क्षेत्र के भीतर सफल संचालन के सिद्ध ट्रैक रिकॉर्ड के साथ एक परिपक्व और विश्वसनीय समाधान होनी चाहिए। इसके अलावा, सिस्टम के हार्डवेयर कॉन्फ़िगरेशन, सॉफ़्टवेयर क्षमताओं और कार्यात्मक सुविधाओं को सुविधा के पैमाने और विशिष्ट नियंत्रण आवश्यकताओं से उचित रूप से मेल खाना चाहिए। पीएलसी, फ़ंक्शन चार्ट और प्रासंगिक प्रोग्रामिंग भाषाओं से परिचित होने से प्रोग्रामिंग समय को काफी कम करने में मदद मिलती है। इसलिए, इंजीनियरिंग चयन और अनुमान चरणों के दौरान, प्रक्रिया विशेषताओं और नियंत्रण आवश्यकताओं का विस्तृत विश्लेषण करना आवश्यक है; इसमें नियंत्रण कार्यों और दायरे को स्पष्ट रूप से परिभाषित करना और आवश्यक संचालन और कार्यों की पहचान करना शामिल है। इसके बाद, इन नियंत्रण आवश्यकताओं के आधार पर, {{8} कोई इनपुट/आउटपुट (आई/ओ) बिंदुओं और मेमोरी क्षमता की आवश्यक संख्या का अनुमान लगा सकता है, और आवश्यक पीएलसी फ़ंक्शन और बाहरी डिवाइस विनिर्देशों को निर्धारित कर सकता है। अंत में, उद्देश्य एक ऐसे पीएलसी का चयन करना है जो बेहतर मूल्य प्रदर्शन अनुपात प्रदान करता है और संबंधित नियंत्रण प्रणाली को डिजाइन करना है।
I/O बिंदु अनुमान
I/O अंकों की संख्या का अनुमान लगाते समय, एक उचित मार्जिन शामिल करना महत्वपूर्ण है। आमतौर पर, अनुमानित I/O गिनती आवश्यक अंकों की सांख्यिकीय रूप से गणना की गई संख्या और 10% से 20% के विस्तार मार्जिन को जोड़कर प्राप्त की जाती है। वास्तविक ऑर्डर देते समय, पीएलसी निर्माता द्वारा पेश किए गए विशिष्ट उत्पाद विनिर्देशों और मॉड्यूल कॉन्फ़िगरेशन के साथ संरेखित करने के लिए अनुमानित I/O गणना को पूर्णांकित करना आवश्यक हो सकता है।
मेमोरी क्षमता
"मेमोरी क्षमता" पीएलसी द्वारा प्रदान की गई हार्डवेयर स्टोरेज इकाइयों के कुल आकार को संदर्भित करती है, जबकि "प्रोग्राम क्षमता" उपयोगकर्ता के एप्लिकेशन प्रोग्राम द्वारा उपयोग की जाने वाली मेमोरी के विशिष्ट हिस्से को संदर्भित करती है। नतीजतन, प्रोग्राम क्षमता हमेशा कुल मेमोरी क्षमता से कम या उसके बराबर होती है। डिज़ाइन चरण के दौरान, चूंकि उपयोगकर्ता का एप्लिकेशन प्रोग्राम अभी तक लिखा नहीं गया है, सटीक प्रोग्राम क्षमता अज्ञात रहती है और प्रोग्राम पूरी तरह से डीबग होने के बाद ही निर्धारित की जा सकती है। आवश्यक भंडारण का उचित अनुमान प्रदान करके चयन प्रक्रिया को सुविधाजनक बनाने के लिए, कुल मेमोरी क्षमता को आमतौर पर डिज़ाइन चरण के दौरान प्रोग्राम क्षमता के लिए प्रॉक्सी के रूप में उपयोग किया जाता है। आवश्यक मेमोरी क्षमता का अनुमान लगाने के लिए कोई निश्चित सूत्र नहीं है; जबकि विभिन्न सूत्र साहित्य में दिखाई देते हैं, वे आम तौर पर एक सामान्य दृष्टिकोण का पालन करते हैं: डिजिटल I/O बिंदुओं की संख्या का 10 से 15 गुना गणना करें, एनालॉग I/O बिंदुओं की संख्या का 100 गुना जोड़ें, और इस योग का उपयोग स्मृति के लिए कुल शब्द गणना (जहां एक शब्द 16 बिट्स के बराबर होता है) के रूप में करें। इसके अतिरिक्त, इस गणना मूल्य के 25% के बराबर सुरक्षा मार्जिन को शामिल किया जाना चाहिए।
नियंत्रण कार्यों का चयन
इस चयन प्रक्रिया में अंकगणितीय कार्यों, नियंत्रण कार्यों, संचार क्षमताओं, प्रोग्रामिंग सुविधाओं, नैदानिक उपकरणों और प्रसंस्करण गति जैसी विशिष्ट विशेषताओं को चुनना शामिल है।
1. अंकगणितीय फलन
सरल प्रोग्रामेबल लॉजिक कंट्रोलर (पीएलसी) के अंकगणितीय कार्यों में आम तौर पर बुनियादी तर्क संचालन, समय और गिनती कार्य शामिल होते हैं। डेटा शिफ्टिंग और तुलना जैसे कार्यों को शामिल करने के लिए मानक पीएलसी का विस्तार होता है। अधिक जटिल अंकगणितीय क्षमताओं में बीजीय संचालन और डेटा स्थानांतरण कार्य शामिल हैं। बड़े पैमाने के पीएलसी में एनालॉग पीआईडी नियंत्रण एल्गोरिदम और अन्य उन्नत गणितीय फ़ंक्शन शामिल होते हैं। खुली प्रणालियों के आगमन के साथ, आधुनिक पीएलसी सार्वभौमिक रूप से संचार क्षमताओं से सुसज्जित हैं; विशिष्ट उत्पाद निम्न स्तर के उपकरणों के साथ संचार, अन्य पीएलसी के साथ सहकर्मी से {7} सहकर्मी संचार, उच्च स्तर के होस्ट सिस्टम के साथ संचार, या प्लांट के साथ विस्तृत या एंटरप्राइज़ नेटवर्क के साथ डेटा विनिमय क्षमताएं प्रदान कर सकते हैं। डिज़ाइन चरण के दौरान एक मॉडल का चयन करते समय, किसी को वास्तविक एप्लिकेशन की विशिष्ट आवश्यकताओं के आधार पर चयन करना चाहिए, केवल उन अंकगणितीय कार्यों का चयन करना चाहिए जो वास्तव में आवश्यक हैं। अधिकांश एप्लिकेशन परिदृश्यों में, बुनियादी तर्क संचालन, समय और गिनती कार्य पर्याप्त होते हैं; कुछ अनुप्रयोगों को डेटा स्थानांतरण और तुलना क्षमताओं की आवश्यकता हो सकती है; जबकि बीजगणितीय संचालन, संख्यात्मक रूपांतरण और पीआईडी नियंत्रण एल्गोरिदम आमतौर पर एनालॉग सिग्नल का पता लगाने और नियंत्रण से जुड़े अनुप्रयोगों के लिए आरक्षित होते हैं। जब डेटा प्रदर्शन क्षमताओं की आवश्यकता होती है तो डिकोडिंग और एन्कोडिंग जैसे संचालन की आवश्यकता होती है।
2. नियंत्रण कार्य
नियंत्रण कार्यों में पीआईडी नियंत्रण, फ़ीड {{0}आगे मुआवजा, और अनुपात नियंत्रण जैसे एल्गोरिदम शामिल हैं; चयनित विशिष्ट कार्यों को एप्लिकेशन की सटीक नियंत्रण आवश्यकताओं के आधार पर निर्धारित किया जाना चाहिए। चूंकि पीएलसी मुख्य रूप से अनुक्रमिक तर्क नियंत्रण के लिए डिज़ाइन किए गए हैं, अधिकांश परिदृश्यों में एनालॉग नियंत्रण कार्यों को आम तौर पर समर्पित सिंगल {{2} लूप या मल्टी - लूप नियंत्रकों का उपयोग करके नियंत्रित किया जाता है। वैकल्पिक रूप से, विशिष्ट बुद्धिमान I/O मॉड्यूल को कभी-कभी विशिष्ट नियंत्रण कार्यों को निष्पादित करने के लिए नियोजित किया जाता है। एक रणनीति जो पीएलसी की समग्र प्रसंस्करण गति को बढ़ाने और आंतरिक मेमोरी क्षमता को संरक्षित करने का काम करती है। ऐसे विशिष्ट मॉड्यूल के उदाहरणों में पीआईडी नियंत्रण इकाइयां, उच्च गति काउंटर, वेग क्षतिपूर्ति के साथ एनालॉग इनपुट मॉड्यूल और एएससीआईआई रूपांतरण इकाइयां शामिल हैं।
3. संचार कार्य
मध्यम {{0} से {{1} बड़े - पैमाने के पीएलसी सिस्टम को विभिन्न फील्ड बसों और मानक संचार प्रोटोकॉल (जैसे टीसीपी/आईपी) का समर्थन करना चाहिए। इसके अलावा, जब एप्लिकेशन द्वारा आवश्यक हो, तो ये सिस्टम संयंत्र के प्रबंधन नेटवर्क (टीसीपी/आईपी के माध्यम से) के साथ कनेक्शन स्थापित करने में सक्षम होना चाहिए। संचार प्रोटोकॉल आईएसओ/आईईईई संचार मानकों का अनुपालन करेंगे और एक खुले संचार नेटवर्क का गठन करेंगे।
प्रोग्रामेबल लॉजिक कंट्रोलर (पीएलसी) प्रणाली के संचार इंटरफेस में सीरियल और समानांतर संचार इंटरफेस, आरआईओ संचार पोर्ट, सामान्य डीसीएस इंटरफेस और इसी तरह शामिल होंगे। मध्यम से {{1} से लेकर बड़े पैमाने के पीएलसी सिस्टम के लिए, संचार बसों (इंटरफ़ेस डिवाइस और केबल सहित) को 1:1 अतिरेक के साथ कॉन्फ़िगर किया जाएगा; ये संचार बसें अंतरराष्ट्रीय मानकों का अनुपालन करेंगी, और उनकी संचार सीमा विशिष्ट सुविधा की वास्तविक आवश्यकताओं को पूरा करेगी।
पीएलसी प्रणाली के संचार नेटवर्क के भीतर, ऊपरी स्तर के नेटवर्क की संचार दर 1 एमबीपीएस से अधिक होगी, और संचार भार 60% से अधिक नहीं होगा। पीएलसी प्रणालियों के लिए संचार नेटवर्क के प्राथमिक रूप इस प्रकार हैं:
1) एक पीसी मास्टर स्टेशन के रूप में कार्य करता है, जबकि एक ही मॉडल के कई पीएलसी स्लेव स्टेशन के रूप में कार्य करते हैं, जिससे एक सरल पीएलसी नेटवर्क बनता है;
2) एक एकल पीएलसी मास्टर स्टेशन के रूप में कार्य करता है, जबकि उसी मॉडल के अन्य पीएलसी स्लेव स्टेशन के रूप में कार्य करते हैं, जिससे एक मास्टर - स्लेव पीएलसी नेटवर्क बनता है;
3) पीएलसी नेटवर्क एक विशिष्ट नेटवर्क इंटरफ़ेस के माध्यम से बड़े पैमाने के डीसीएस से जुड़ता है, जो डीसीएस के सबनेट के रूप में कार्य करता है;
4) एक मालिकाना पीएलसी नेटवर्क (किसी विशेष निर्माता के पीएलसी उत्पादों के लिए विशिष्ट संचार नेटवर्क)।
सीपीयू पर संचार कार्यभार को कम करने के लिए {{0}और नेटवर्क कॉन्फ़िगरेशन की वास्तविक आवश्यकताओं के आधार पर {{1}विभिन्न संचार क्षमताओं (उदाहरण के लिए, प्वाइंट{4}से{{5}प्वाइंट, फील्डबस) से लैस संचार प्रोसेसर का चयन किया जाना चाहिए।
4. प्रोग्रामिंग फ़ंक्शंस
ऑफ़लाइन प्रोग्रामिंग मोड: इस मोड में, पीएलसी और प्रोग्रामिंग डिवाइस एक ही सीपीयू साझा करते हैं। जब प्रोग्रामिंग डिवाइस "प्रोग्रामिंग मोड" में होती है, तो सीपीयू अपनी सेवाएं पूरी तरह से प्रोग्रामिंग डिवाइस को समर्पित करता है और फ़ील्ड डिवाइस को नियंत्रित नहीं करता है। एक बार प्रोग्रामिंग पूरी हो जाने के बाद, प्रोग्रामिंग डिवाइस "रन मोड" पर स्विच हो जाता है, जिस बिंदु पर सीपीयू फ़ील्ड डिवाइसों का नियंत्रण फिर से शुरू कर देता है, और प्रोग्रामिंग संचालन नहीं किया जा सकता है। ऑफ़लाइन प्रोग्रामिंग मोड सिस्टम लागत को कम कर सकता है, हालांकि यह उपयोग और डिबगिंग के लिए कम सुविधाजनक हो सकता है। ऑनलाइन प्रोग्रामिंग मोड: इस मोड में, सीपीयू और प्रोग्रामिंग डिवाइस प्रत्येक के पास अपने स्वयं के समर्पित सीपीयू होते हैं। होस्ट सीपीयू फ़ील्ड नियंत्रण संचालन के लिए जिम्मेदार है और एक ही स्कैन चक्र के भीतर प्रोग्रामिंग डिवाइस के साथ डेटा का आदान-प्रदान करता है; प्रोग्रामिंग डिवाइस नव निर्मित या संशोधित प्रोग्राम डेटा को होस्ट सीपीयू तक पहुंचाता है, और बाद के स्कैन चक्र में, होस्ट सीपीयू नए प्राप्त प्रोग्राम के आधार पर सिस्टम लॉजिक को निष्पादित करता है। हालाँकि इस मोड में अधिक लागत लगती है, यह सिस्टम डिबगिंग और संचालन के लिए अधिक सुविधा प्रदान करता है, और इसे अक्सर मध्यम{{6}से{7}}बड़े-स्केल पीएलसी सिस्टम में अपनाया जाता है। पाँच मानकीकृत प्रोग्रामिंग भाषाएँ हैं: तीन ग्राफ़िकल भाषाएँ {{10}अनुक्रमिक फ़ंक्शन चार्ट (SFC), सीढ़ी आरेख (LD), और फ़ंक्शन ब्लॉक आरेख (FBD) {{11}और दो पाठ {{12}आधारित भाषाएँ {{13}निर्देश सूचियाँ (IL) और संरचित पाठ (ST)। चयनित प्रोग्रामिंग भाषा को प्रासंगिक मानक (IEC 61131-3) का पालन करना चाहिए; इसके अलावा, इसे विशेष अनुप्रयोगों की विशिष्ट नियंत्रण आवश्यकताओं को पूरा करने के लिए विभिन्न वैकल्पिक प्रोग्रामिंग फॉर्म-जैसे सी, बेसिक इत्यादि का समर्थन करना चाहिए।
5. नैदानिक कार्य
प्रोग्रामेबल लॉजिक कंट्रोलर (पीएलसी) की नैदानिक क्षमताओं में हार्डवेयर और सॉफ्टवेयर डायग्नोस्टिक्स दोनों शामिल हैं। हार्डवेयर डायग्नोस्टिक्स हार्डवेयर दोषों के स्थान को इंगित करने के लिए हार्डवेयर आधारित तर्क का उपयोग करता है, जबकि सॉफ्टवेयर डायग्नोस्टिक्स को आंतरिक और बाहरी डायग्नोस्टिक्स में वर्गीकृत किया जाता है। आंतरिक निदान में पीएलसी के आंतरिक प्रदर्शन और कार्यक्षमता का आकलन करने के लिए सॉफ़्टवेयर का उपयोग करना शामिल है; बाहरी निदान में पीएलसी के सीपीयू और इनपुट/आउटपुट (आई/ओ) मॉड्यूल जैसे बाहरी घटकों के बीच डेटा विनिमय क्षमताओं का मूल्यांकन करने के लिए सॉफ़्टवेयर का उपयोग करना शामिल है।
पीएलसी के नैदानिक कार्यों की मजबूती सीधे संचालन और रखरखाव कर्मियों की आवश्यक तकनीकी दक्षता, साथ ही मरम्मत के औसत समय (एमटीटीआर) को प्रभावित करती है।
6. प्रसंस्करण गति
प्रोग्रामयोग्य लॉजिक नियंत्रक एक स्कैन आधारित तंत्र का उपयोग करके काम करते हैं। वास्तविक समय प्रदर्शन आवश्यकताओं के परिप्रेक्ष्य से, प्रसंस्करण गति यथासंभव तेज़ होनी चाहिए; यदि इनपुट सिग्नल की अवधि पीएलसी के स्कैन समय से कम है, तो नियंत्रक सिग्नल का पता लगाने में विफल हो सकता है, जिसके परिणामस्वरूप डेटा हानि हो सकती है।
प्रसंस्करण गति उपयोगकर्ता प्रोग्राम की लंबाई, सीपीयू की प्रसंस्करण शक्ति और सॉफ्टवेयर की गुणवत्ता जैसे कारकों से प्रभावित होती है। पीएलसी में तीव्र संपर्क प्रतिक्रिया समय और उच्च परिचालन गति होती है, प्रत्येक बाइनरी निर्देश के लिए निष्पादन समय आमतौर पर 0.2 से 0.4 माइक्रोसेकंड (μs) तक होता है; परिणामस्वरूप, वे कड़े नियंत्रण और त्वरित प्रतिक्रिया क्षमताओं की मांग करने वाले अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त हैं। स्कैन चक्र (प्रोसेसर स्कैन समय) को निम्नलिखित मानदंडों को पूरा करना चाहिए: छोटे पैमाने के पीएलसी के लिए, स्कैन समय प्रति 1,000 निर्देशों में 0.5 एमएस (0.5 एमएस/के) से अधिक नहीं होना चाहिए; मध्यम-से{{11}बड़े-स्केल पीएलसी के लिए, स्कैन समय प्रति 1,000 निर्देशों में 0.2 एमएस (0.2 एमएस/के) से अधिक नहीं होना चाहिए।
नियंत्रक प्रकार
उनकी भौतिक संरचना के आधार पर, पीएलसी को मोटे तौर पर दो श्रेणियों में वर्गीकृत किया जाता है: इंटीग्रल (मोनोब्लॉक) प्रकार और मॉड्यूलर प्रकार। उनके ऑपरेटिंग वातावरण के आधार पर, उन्हें दो श्रेणियों में वर्गीकृत किया गया है: फ़ील्ड {{1} माउंटेड इकाइयाँ और नियंत्रण {{2} रूम - माउंटेड इकाइयाँ। Furthermore, based on CPU word length, they are categorized into 1-bit, 4-bit, 8-bit, 16-bit, 32-bit, and 64-bit systems. एप्लिकेशन-उन्मुख परिप्रेक्ष्य से, पीएलसी का चयन आम तौर पर उनके विशिष्ट नियंत्रण कार्यों या इनपुट/आउटपुट बिंदुओं की आवश्यक संख्या के आधार पर किया जाता है। इंटीग्रेटेड - प्रकार के प्रोग्रामेबल लॉजिक कंट्रोलर (पीएलसी) में निश्चित संख्या में I/O पॉइंट होते हैं; परिणामस्वरूप, उपयोगकर्ताओं के पास अपने चयन में सीमित लचीलापन होता है, जो उन्हें छोटे पैमाने की नियंत्रण प्रणालियों के लिए उपयुक्त बनाता है। इसके विपरीत, मॉड्यूलर-प्रकार पीएलसी, विभिन्न प्रकार के I/O कार्ड या प्लग-इन मॉड्यूल की पेशकश करते हैं, जिससे उपयोगकर्ताओं को अपने नियंत्रण प्रणालियों के लिए आवश्यक I/O बिंदुओं की विशिष्ट संख्या को तर्कसंगत रूप से चुनने और कॉन्फ़िगर करने की अनुमति मिलती है। यह मॉड्यूलरिटी सुविधाजनक और लचीले कार्यात्मक विस्तार की सुविधा प्रदान करती है, जो उन्हें मध्यम से बड़े पैमाने की नियंत्रण प्रणालियों के लिए आम तौर पर उपयुक्त बनाती है।
इनपुट/आउटपुट प्रकार
अलग सिग्नल (स्विचिंग मात्रा): ये मुख्य रूप से अलग इनपुट और अलग आउटपुट को संदर्भित करते हैं, विशेष रूप से, विभिन्न उपकरणों से जुड़े सहायक संपर्क। उदाहरणों में ट्रांसफार्मर के तापमान नियंत्रक के भीतर रिले के सहायक संपर्क (जो ट्रांसफार्मर के अधिक गर्म होने पर स्थिति बदलते हैं), वाल्व के कैम स्विच के सहायक संपर्क (जो वाल्व खुलने या बंद होने पर स्थिति बदलते हैं), संपर्ककर्ता के सहायक संपर्क (जो संपर्ककर्ता सक्रिय होने पर स्थिति बदलते हैं), और थर्मल अधिभार रिले के सहायक संपर्क (जो रिले ट्रिप होने पर स्थिति बदलते हैं) शामिल हैं। ये सिग्नल आम तौर पर पीएलसी या एक व्यापक सुरक्षा उपकरण को प्रेषित होते हैं। इन संपर्कों के लिए बिजली की आपूर्ति आम तौर पर पीएलसी या सुरक्षा उपकरण द्वारा ही प्रदान की जाती है; चूंकि संपर्कों के पास अपना आंतरिक शक्ति स्रोत नहीं होता है, इसलिए उन्हें "निष्क्रिय संपर्क" (या "सूखा संपर्क") कहा जाता है, और पीएलसी या सुरक्षा उपकरण के संदर्भ में अलग इनपुट के रूप में वर्गीकृत किया जाता है।
1. डिजिटल मात्राएँ
भौतिक मात्राएँ जो समय और परिमाण दोनों के संदर्भ में अलग-अलग होती हैं, उन्हें डिजिटल मात्राएँ कहा जाता है। इन डिजिटल मात्राओं का प्रतिनिधित्व करने वाले सिग्नल डिजिटल सिग्नल कहलाते हैं। डिजिटल सिग्नल का उपयोग करके संचालित करने के लिए डिज़ाइन किए गए इलेक्ट्रॉनिक सर्किट को डिजिटल सर्किट के रूप में जाना जाता है।
उदाहरण के लिए: जब एक स्वचालित उत्पादन लाइन से आउटपुट भागों की संख्या की गणना करने के लिए एक इलेक्ट्रॉनिक सर्किट का उपयोग किया जाता है, तो वितरित प्रत्येक भाग के लिए सर्किट को एक सिग्नल भेजा जाता है, जिससे यह "1" की गिनती दर्ज करता है। इसके विपरीत, जब कोई भाग वितरित नहीं किया जा रहा हो, तो सर्किट पर लागू सिग्नल "0" होता है। इस प्रकार, भागों की संख्या का प्रतिनिधित्व करने वाला सिग्नल अस्थायी और मात्रात्मक रूप से असंतत होता है, जिससे यह एक डिजिटल सिग्नल बन जाता है। इस संदर्भ में मात्रा की सबसे छोटी इकाई एक इकाई (1) है।
2. अनुरूप मात्राएँ
वे भौतिक राशियाँ जो समय या परिमाण के संदर्भ में निरंतर चलती रहती हैं, उन्हें एनालॉग मात्राएँ कहा जाता है। इन एनालॉग मात्राओं का प्रतिनिधित्व करने वाले सिग्नल एनालॉग सिग्नल कहलाते हैं। एनालॉग सिग्नल का उपयोग करके संचालित करने के लिए डिज़ाइन किए गए इलेक्ट्रॉनिक सर्किट को एनालॉग सर्किट के रूप में जाना जाता है।
उदाहरण के लिए: ऑपरेशन के दौरान थर्मोकपल द्वारा आउटपुट वोल्टेज सिग्नल एक एनालॉग सिग्नल है। चूँकि मापा जा रहा तापमान किसी भी परिस्थिति में तात्कालिक, अचानक उछाल से नहीं गुजर सकता है, परिणामस्वरूप वोल्टेज संकेत अस्थायी और मात्रात्मक दोनों रूप से निरंतर होता है। इसके अलावा, इस वोल्टेज सिग्नल द्वारा इसकी निरंतर भिन्नता प्रक्रिया के दौरान लिया गया प्रत्येक विशिष्ट मान एक ठोस भौतिक महत्व रखता है, अर्थात्, यह एक विशिष्ट तापमान रीडिंग से मेल खाता है। रूपांतरण सिद्धांत
1. एक डिजिटल -से-एनालॉग कनवर्टर (डीएसी) एक प्रणाली है जो डिजिटल सिग्नल को एनालॉग सिग्नल में परिवर्तित करती है; यह आम तौर पर कम -पास फ़िल्टरिंग के माध्यम से प्राप्त किया जाता है। डिजिटल सिग्नल को पहले डिकोडिंग से गुजरना पड़ता है, यानी, डिजिटल कोड को सिग्नल की तरह एक सीढ़ी बनाने के लिए संबंधित वोल्टेज स्तर में परिवर्तित किया जाता है।
सिग्नल और सिस्टम सिद्धांत के अनुसार, डिजिटल सीढ़ी जैसे सिग्नल को एक आदर्श आवेग सैंपल सिग्नल और एक आयताकार पल्स सिग्नल के कनवल्शन के रूप में देखा जा सकता है। नतीजतन, कन्वोल्यूशन प्रमेय के अनुसार, डिजिटल सिग्नल का स्पेक्ट्रम आवेग के नमूने वाले सिग्नल के स्पेक्ट्रम और आयताकार पल्स के स्पेक्ट्रम (सा फ़ंक्शन के रूप में जाना जाता है) का उत्पाद है। इस प्रकार, वर्णक्रमीय क्षतिपूर्ति के लिए Sa फ़ंक्शन के व्युत्क्रम का उपयोग करके, मूल नमूना सिग्नल को डिजिटल सिग्नल से पुनर्प्राप्त किया जा सकता है। इसके अलावा, सैंपलिंग प्रमेय के अनुसार, सैंपल किए गए सिग्नल के स्पेक्ट्रम पर आदर्श कम - पास फ़िल्टरिंग लागू करने से मूल एनालॉग सिग्नल का स्पेक्ट्रम प्राप्त होता है।
व्यावहारिक कार्यान्वयन में, इन सैद्धांतिक सिद्धांतों को सीधे लागू नहीं किया जाता है, क्योंकि तेज, आदर्श नमूना संकेत उत्पन्न करना तकनीकी रूप से चुनौतीपूर्ण है। इसलिए, ये दो फ़िल्टरिंग चरण (Sa-फ़ंक्शन कंपंसेशन और आदर्श निम्न{2}}पास फ़िल्टरिंग) आम तौर पर संयुक्त (कैस्केड) होते हैं। इसके अलावा, चूंकि इस प्रणाली के लिए आवश्यक आदर्श फ़िल्टरिंग विशेषताएँ भौतिक रूप से अवास्तविक हैं, वास्तविक सिस्टम केवल इस प्रक्रिया का एक अनुमान ही प्रदान कर सकते हैं।
2. एक एनालॉग-से-डिजिटल कनवर्टर (एडीसी) एक प्रणाली है जो एनालॉग सिग्नल को डिजिटल सिग्नल में परिवर्तित करती है; इस प्रक्रिया में फ़िल्टरिंग, नमूनाकरण और होल्डिंग और एन्कोडिंग शामिल है।
एनालॉग सिग्नल सबसे पहले बैंड लिमिटिंग फ़िल्टरिंग से गुजरता है और एक सैंपल {{1} और {{2} होल्ड सर्किट से गुजरता है, जिससे एक सीढ़ी जैसे सिग्नल में परिवर्तित हो जाता है। इसके बाद, यह सिग्नल एक एनकोडर से होकर गुजरता है, जो सीढ़ी सिग्नल के भीतर प्रत्येक विशिष्ट वोल्टेज स्तर को संबंधित बाइनरी कोड में परिवर्तित करता है।