درک سنسورهای دیجیتال در مقابل سنسورهای آنالوگ

اگر برنامه شما نیاز به دانستن این دارد که آیا یک قطعه در موقعیت خود قرار دارد یا یک بطری از نقطه بازرسی عبور کرده است، از یک سنسور دیجیتال استفاده کنید. اما اگر نیاز دارید بدانید که یک مخزن چقدر پر است یا یک پرس با چه فشاری کار می‌کند، یک سنسور آنالوگ مناسب‌تر است.

سنسور دیجیتال چیست؟

یک حسگر دیجیتال یکی از دو حالت زیر را خروجی می‌دهد: ۰ یا ۱، معمولاً ۰ ولت یا ۲۴ ولت DC. به یک سوال بله/خیر پاسخ می‌دهد. آیا قطعه آنجاست؟ آیا گیره بسته شده است؟

آنها در برابر نویز مقاوم هستند، سیم‌کشی آنها آسان است و هزینه کمتری برای هر واحد دارند. برای کارهای باینری با چرخه سریع و حجم بالا، آنها ابزار مناسبی هستند.

حسگر فوتوالکتریک SICK G10 یک نمونه عملی است. این حسگر از حسگرهای بازتابنده پس‌نگر، مجاورتی و پرتو عبوری با فرکانس سوئیچینگ تا ۱۰۰۰ هرتز پشتیبانی می‌کند. در یک نوار نقاله پرسرعت، برای تشخیص کارتن‌ها، این نوع خروجی سریع و تمیز دقیقاً همان چیزی است که این کار به آن نیاز دارد.

سایر کاربردهای دیجیتال معمول عبارتند از:

• شمارش قطعات در خطوط بسته‌بندی با استفاده از Pepperl+Fuchs سنسورهای خازنی
• تشخیص پایان حرکت روی محورهای CNC با Autonics حسگرهای مجاورتی

سنسور آنالوگ چیست؟

یک سنسور آنالوگ یک سیگنال الکتریکی پیوسته متناسب با پارامتر اندازه‌گیری شده تولید می‌کند. خروجی معمولاً ۴-۲۰ میلی‌آمپر یا ۰-۱۰ ولت DC است که با تغییر شرایط فیزیکی به آرامی تغییر می‌کند.

وقتی به جای اینکه بدانید آیا چیزی وجود دارد یا نه، نیاز دارید بدانید چقدر، آنالوگ پاسخ است.

مبدل‌های فشار IFM از رایج‌ترین نمونه‌های حسگرهای آنالوگ در کارخانه‌ها هستند. آن‌ها فشار هیدرولیک را در پرس‌های پرسکاری رصد می‌کنند و به PLC یک مقدار پیوسته برای کار می‌دهند، نه یک ماشه آستانه ساده.

سنسورهای اولتراسونیک SICK نقش مشابهی در اندازه‌گیری سطح دارند و به جای اینکه فقط نقاط بالا یا پایین را علامت‌گذاری کنند، درصد دقیق پر شدن مخازن ذخیره‌سازی را به صورت بلادرنگ ردیابی می‌کنند.

برای کنترل دما، فرستنده‌های RTD شرکت Omron داده‌های پیوسته و با دقت بالا را به PLCهایی که گرمایش حلقه بسته را در راکتورهای شیمیایی مدیریت می‌کنند، ارسال می‌کنند.

هر یک از این کاربردها به یک مقدار نیاز دارند، نه یک وضعیت. این همان چیزی است که حسگر سیگنال آنالوگ را متمایز می‌کند.

دیجیتال در مقابل آنالوگ: یک مقایسه سریع

نوع خروجی

سنسورهای دیجیتال یک سیگنال ثابت، روشن یا خاموش، خروجی می‌دهند. سنسورهای آنالوگ یک سیگنال متغیر خروجی می‌دهند که با شرایط فیزیکی مورد اندازه‌گیری تغییر می‌کند. کارت ورودی PLC شما باید با هر نوعی که استفاده می‌کنید مطابقت داشته باشد.

مقاومت در برابر نویز

سنسورهای دیجیتال تداخل الکتریکی را به خوبی کنترل می‌کنند و این باعث می‌شود در محیط‌هایی با ماشین‌آلات سنگین قابل اعتماد باشند. سنسورهای آنالوگ حساس‌تر هستند، به همین دلیل است که در کابل‌های طولانی، جریان ۴-۲۰ میلی‌آمپر معمولاً به ۰-۱۰ ولت ترجیح داده می‌شود.

تناسب با کاربرد

در بیشتر تصمیمات مربوط به سیستم‌های گسسته در مقابل آنالوگ، این کاربرد است که انتخاب را برای شما انجام می‌دهد. حسگرهای دیجیتال برای تشخیص، شمارش و موقعیت‌یابی ساخته شده‌اند. حسگرهای آنالوگ برای کنترل فرآیند ساخته شده‌اند، جایی که تغییرات تدریجی باید به طور مداوم ردیابی شوند.

تشخیص

حسگرهای دیجیتال مجهز به IO-Link می‌توانند داده‌های سلامت را گزارش دهند، خطاها را علامت‌گذاری کنند و از راه دور پارامتربندی شوند. اکثر حسگرهای آنالوگ فقط خطاهای اساسی مانند اتصال باز یا اتصال کوتاه را تشخیص می‌دهند.

چگونه یک مورد مناسب را انتخاب کنیم

سوال اصلی ساده است: آیا به به‌روزرسانی وضعیت نیاز دارید یا به مقدار فرآیند؟ وضعیت به معنای دیجیتال است. مقدار به معنای آنالوگ.

در کابل‌های طولانی در محیط‌های پر سر و صدا، مزایای سیگنال آنالوگ ۴-۲۰ میلی‌آمپر نسبت به ۰-۱۰ ولت آشکار می‌شود. حلقه‌های جریان در برابر تداخل الکتریکی بهتر از سیگنال‌های ولتاژ مقاومت می‌کنند و مقدار ۰ میلی‌آمپر به جای اینکه به عنوان یک اندازه‌گیری معتبر در نظر گرفته شود، نشان‌دهنده‌ی خطای مدار باز است.

برای یکپارچه‌سازی صنعت ۴.۰، حسگرهای دیجیتال با IO-Link به انتخاب ارجح تبدیل شده‌اند. آن‌ها از پارامترسازی از راه دور و نظارت دقیق بر سلامت پشتیبانی می‌کنند. آنالوگ همچنان ستون فقرات کنترل فرآیند است، هر جا که اندازه‌گیری روان و پیوسته بیش از تشخیص رویداد اهمیت داشته باشد.

نقاط درد مشترک در انتخاب چند برند

دانستن تفاوت بین سنسورهای آنالوگ و دیجیتال یک چیز است و پیدا کردن سنسور مناسب از بین برندهای مختلف، یک چیز دیگر.

سازگاری سیگنال اولین مسئله است. یک سنسور آنالوگ ۰-۱۰ ولت ممکن است با کارت ورودی PLC که برای ۴-۲۰ میلی‌آمپر پیکربندی شده است، کار نکند و نیاز به مبدل سیگنال یا تعویض کامل داشته باشد.

عدم تطابق کانکتورها نیز به دنبال آن می‌آید. M12 در بین برندها استاندارد است، اما پیکربندی سیم‌کشی PNP در مقابل NPN متفاوت است و باعث خطاهای نصب می‌شود که تشخیص آنها زمان‌بر است.

پیدا کردن جایگزین جایی است که اوضاع از همه دردناک‌تر می‌شود. وقتی یک سنسور در اواسط تولید از کار می‌افتد، پیدا کردن یک جایگزین از برند دیگر که از نظر محدوده حسگری، نوع خروجی، محفظه و ابعاد نصب با سنسور مطابقت داشته باشد، تحت فشار زمانی، مسئله‌ای کاملاً متفاوت از دانستن شماره قطعه است.

IO-Link یک لایه دیگر اضافه می‌کند. انتقال از دیجیتال سنتی به IO-Link نیاز به فایل‌های توضیحات دستگاه IODD و فایل‌های اصلی سازگار دارد، چیزی که اکثر تأمین‌کنندگان عمومی برای ارائه مشاوره در مورد آن آماده نیستند.

چگونه SimplyBuy تهیه حسگر را ساده می‌کند

پیدا کردن سنسور مناسب یک مشکل است. تهیه سریع آن، تأیید مشخصات و تطبیق آن با برندهای مختلف، مشکل دیگری است.

بگیر سنسور فوتوالکتریک SICK G10. این یک کالای وارداتی از خارج از کشور است و اکثر تأمین‌کنندگان برای ارائه قیمت آن مشکل دارند، چه برسد به تحویل به موقع آن. SimplyBuy آن را مستقیماً از طریق کانال‌های تولیدکننده تهیه می‌کند که قیمت‌ها را کاهش داده و زمان تحویل را به میزان قابل توجهی کاهش می‌دهد.

همین امر در مورد تطبیق برندهای متقابل نیز صدق می‌کند. اگر خط تولید شما به یک جایگزین سازگار از Pepperl+Fuchs یا IFM نیاز دارد،, به سادگی بخرید قبل از انجام سفارش، نوع خروجی، محدوده حسگری و پین‌اوت کانکتور را تأیید می‌کند.

نبود حداقل مقدار سفارش (MOQ) برای اکثر اقلام به این معنی است که می‌توانید بدون تعهد به خرید عمده، یک جایگزین واحد تهیه کنید.

سوالات متداول

س: آیا می‌توانم یک سنسور دیجیتال را با یک سنسور آنالوگ جایگزین کنم؟ 

فقط در صورتی که کارت ورودی PLC شما از ورودی آنالوگ پشتیبانی کند و سیم‌کشی آن به‌روز شده باشد. بدون تغییرات سخت‌افزاری، قابل تعویض نیستند.

س: چه چیزی برای ادغام صنعت ۴.۰ بهتر است؟ 

حسگرهای دیجیتال با IO-Link برای تشخیص و پارامتربندی از راه دور ترجیح داده می‌شوند. آنالوگ در کنترل فرآیند، جایی که اندازه‌گیری مداوم اولویت دارد، غالب است.

س: چرا SimplyBuy سنسورهای موجود از چندین برند را دارد؟ 

کارخانه‌های واقعی از چندین برند استفاده می‌کنند. وابستگی به یک فروشنده، گزینه‌های جایگزینی را محدود کرده و هزینه‌ها را افزایش می‌دهد. SimplyBuy بدون کاهش دقت مشخصات، تدارکات را انعطاف‌پذیر نگه می‌دارد.

نتیجه‌گیری

انتخاب بین سنسورهای دیجیتال و آنالوگ به این معنی نیست که کدام یک در کل بهتر است. بلکه به این معنی است که نوع خروجی را با کاربرد خود تطبیق دهید، محیط خود را در نظر بگیرید و از پلتفرمی تهیه کنید که مشخصات برندهای مختلف را قبل از قطع خط تولید، تأیید کند.