AI（Analog Input）、AO（Analog Output）、DI（Digital Input）、DO（Digital Output）是工業自動化和控制系統中的四種基本信號類型。它們用于傳感器、執行器以及控制設備之間的數據交換。下面詳細講解每個信號的含義、工作原理、應用場景，并進行擴展說明。

AI（Analog Input，模擬輸入）是指模擬輸入信號，即從外部設備（如傳感器）采集的連續變化的物理量（如溫度、電壓、壓力、流量等）。

特點：

連續變化的信號，可以取任意值（在一定范圍內）

典型的 AI 信號類型：0～10V、4～20mA、0~20mA、電阻信號（如 PT100 溫度傳感器）

需要 A/D（模數轉換）才能被數字系統處理

應用場景：采集溫度（熱電偶、熱電阻）、監測液位（超聲波液位計）、讀取壓力傳感器數據（壓力變送器）、監測流量計輸出的模擬信號。

AO（Analog Output，模擬輸出）是指模擬輸出信號，即控制系統（如 PLC、DCS）向外部設備（如變頻器、調節閥）發送的連續變化信號。

特點：

輸出一個連續變化的物理量，通常是電壓或電流

典型的 AO 信號類型：0～10V、4～20mA

需要 D/A（數模轉換）才能控制模擬設備

應用場景：控制變頻器的速度（通過 AO 信號調節頻率）、調節電動閥門的開度（例如 4~20mA 控制比例閥）、控制調光設備（如 0~10V 的 LED 調光控制）。

DI（Digital Input，數字輸入）是指數字輸入信號，即從外部設備（如按鈕、限位開關、光電傳感器）接收的離散信號，通常只有開（1）或關（0）兩種狀態。

特點：

只有兩種狀態：高電平（ON）和低電平（OFF）

典型電壓等級：DC 24V、DC 5V、AC 220V（根據設備不同）

可以是無源輸入（干接點）或有源輸入（帶電信號）

應用場景：讀取按鈕或開關狀態（如緊急停止按鈕）、監測接近傳感器信號（如檢測物體位置）、監測安全門開關狀態（如設備防護門）。

DO（Digital Output，數字輸出）是指數字輸出信號，即控制系統向外部設備（如繼電器、報警器、指示燈）發送的離散信號，通常是開（1）或關（0）兩種狀態。

特點：

輸出信號是高/低電平（如 DC 24V 開關信號）

可以是繼電器輸出、晶體管輸出或固態繼電器（SSR）

輸出可直接驅動小型負載，或通過繼電器控制大功率設備

應用場景：控制電磁閥（通斷控制液體或氣體流動）、控制繼電器（用于大電流設備，如電機）、驅動報警器、蜂鳴器（發出警報信號）、控制指示燈（如 PLC 輸出信號給 LED 指示燈）。

熱電阻(RTD）和熱電偶（TC）

AI（Analog Input，模擬輸入）通道在接收熱電阻（RTD）和熱電偶（TC）信號時，采用不同的處理方式，因為它們的信號特性不同。

總結：

AI、AO、DI、DO 是工業自動化中的四種基本信號類型：

AI（模擬輸入）：采集溫度、壓力等傳感器信號

AO（模擬輸出）：控制閥門、變頻器等設備

DI（數字輸入）：讀取按鈕、開關、傳感器狀態

DO（數字輸出）：控制繼電器、報警器、指示燈

這些信號在 PLC、DCS、SCADA 等自動化系統中廣泛應用，構成工業自動化的核心數據通道。