Comprendere le differenze tra sensori digitali e sensori analogici

Se la tua applicazione deve sapere se un componente è in posizione o se una bottiglia ha superato un punto di controllo, opta per un sensore digitale. Se invece devi sapere quanto è pieno un serbatoio o a quale pressione sta funzionando una pressa, un sensore analogico è più adatto.

Che cos'è un sensore digitale?

Un sensore digitale emette uno di due stati: 0 o 1, tipicamente 0 V o 24 V CC. Risponde a una domanda sì/no. Il componente è presente? Il morsetto è chiuso?

Sono resistenti al rumore, facili da cablare e hanno un costo unitario inferiore. Per attività binarie rapide e ad alto volume, sono lo strumento ideale.

Il sensore fotoelettrico SICK G10 ne è un esempio concreto. Supporta il rilevamento retroriflettente, di prossimità e a barriera, con una frequenza di commutazione fino a 1.000 Hz. Su un nastro trasportatore ad alta velocità, per il rilevamento di cartoni, questo tipo di output rapido e preciso è esattamente ciò che serve.

Altre tipiche applicazioni digitali includono:

• Conteggio dei pezzi sulle linee di confezionamento con il metodo Pepperl+Fuchs sensori capacitivi
• Rilevamento di fine corsa sugli assi CNC con Autonics sensori di prossimità

Che cos'è un sensore analogico?

Un sensore analogico produce un segnale elettrico continuo proporzionale al parametro misurato. L'uscita è tipicamente di 4-20 mA o 0-10 V CC, e varia gradualmente al variare delle condizioni fisiche.

Quando è necessario sapere quanto, piuttosto che se, la soluzione è l'analogico.

I trasduttori di pressione IFM sono tra gli esempi più comuni di sensori analogici negli impianti industriali. Monitorano la pressione idraulica nelle presse per stampaggio, fornendo al PLC un valore continuo con cui lavorare, anziché un semplice valore di soglia.

I sensori a ultrasuoni SICK svolgono una funzione simile nella misurazione del livello, monitorando le percentuali di riempimento esatte nei serbatoi di stoccaggio in tempo reale, anziché limitarsi a segnalare i punti massimi o minimi.

Per il controllo della temperatura, i trasmettitori RTD di Omron forniscono dati continui e ad alta precisione ai PLC che gestiscono il riscaldamento a circuito chiuso nei reattori chimici.

Ciascuna di queste applicazioni necessita di un valore, non di uno stato. È questo che distingue il sensore di segnale analogico.

Digitale vs analogico: un rapido confronto

Tipo di output

I sensori digitali emettono un segnale fisso, acceso o spento. I sensori analogici emettono un segnale variabile che cambia in base alla condizione fisica misurata. La scheda di ingresso del PLC deve essere compatibile con il tipo di sensore utilizzato.

Resistenza al fuoco

I sensori digitali gestiscono bene le interferenze elettriche, risultando affidabili in ambienti con macchinari pesanti. I sensori analogici sono più sensibili, motivo per cui, su cavi di lunga lunghezza, si preferisce generalmente un segnale 4-20 mA rispetto a uno 0-10 V.

Applicazione adatta

Nella maggior parte delle decisioni tra sensori digitali e analogici, è l'applicazione a decidere per te. I sensori digitali sono progettati per il rilevamento, il conteggio e il posizionamento. I sensori analogici sono progettati per il controllo di processo, dove è necessario monitorare continuamente le variazioni graduali.

Diagnostica

I sensori digitali compatibili con IO-Link possono segnalare dati sullo stato di salute, indicare guasti ed essere parametrizzati da remoto. La maggior parte dei sensori analogici rileva solo guasti di base come circuiti aperti o cortocircuiti.

Come scegliere quello giusto

La questione fondamentale è semplice: hai bisogno di un aggiornamento di stato o di un valore di processo? Stato significa digitale. Valore significa analogico.

Su lunghe tratte di cavo in ambienti rumorosi, i vantaggi del segnale analogico 4-20 mA rispetto a 0-10 V diventano evidenti. I circuiti di corrente resistono meglio alle interferenze elettriche rispetto ai segnali di tensione e una lettura di 0 mA segnala un guasto a circuito aperto anziché essere considerata una misurazione valida.

Per l'integrazione nell'Industria 4.0, i sensori digitali con IO-Link sono diventati la scelta preferita. Supportano la parametrizzazione remota e il monitoraggio dettagliato dello stato di salute. L'analogico rimane la spina dorsale del controllo di processo laddove una misurazione continua e precisa è più importante del rilevamento di eventi.

Punti critici comuni nella selezione di prodotti multimarca

Conoscere la differenza tra sensori analogici e digitali è una cosa. Trovare quello giusto tra diverse marche è tutt'altra storia.

La compatibilità del segnale è il primo problema. Un sensore analogico da 0-10 V potrebbe non funzionare con una scheda di ingresso PLC configurata per 4-20 mA, rendendo necessario un convertitore di segnale o la sostituzione completa.

Si verificano problemi di compatibilità dei connettori. Il connettore M12 è standard per tutte le marche, ma le configurazioni di cablaggio PNP e NPN differiscono e causano errori di installazione che richiedono tempo per essere diagnosticati.

La ricerca di ricambi è il punto più critico. Quando un sensore si guasta a metà produzione, trovare un ricambio compatibile di un'altra marca che corrisponda per intervallo di rilevamento, tipo di uscita, alloggiamento e dimensioni di montaggio, il tutto in tempi ristretti, è un problema ben diverso dal semplice conoscere il codice del componente.

IO-Link aggiunge un ulteriore livello di complessità. Il passaggio dal digitale tradizionale a IO-Link richiede file di descrizione del dispositivo IODD e master compatibili, aspetti sui quali la maggior parte dei fornitori generici non è in grado di fornire consulenza.

Come SimplyBuy semplifica l'approvvigionamento dei sensori

Trovare il sensore giusto è un problema. Reperirlo rapidamente, verificarne le specifiche e garantirne la compatibilità tra diverse marche è un altro.

Prendi il Sensore fotoelettrico SICK G10. Si tratta di un articolo d'importazione dall'estero e la maggior parte dei fornitori fatica a fornirne un preventivo, per non parlare della consegna nei tempi previsti. SimplyBuy lo acquista direttamente tramite i canali di produzione del produttore, il che consente di ridurre i prezzi e i tempi di consegna.

Lo stesso vale per l'abbinamento tra marchi diversi. Se la tua linea necessita di un ricambio compatibile di Pepperl+Fuchs o IFM, Semplicemente Acquista Verifica il tipo di uscita, il campo di rilevamento e la piedinatura del connettore prima di confermare l'ordine.

Nessun ordine minimo per la maggior parte degli articoli, il che significa che puoi procurarti un singolo ricambio senza dover effettuare un ordine all'ingrosso.

Domande frequenti

D: Posso sostituire un sensore digitale con uno analogico? 

Solo se la scheda di ingresso del PLC supporta l'ingresso analogico e il cablaggio è aggiornato. Non sono intercambiabili senza modifiche hardware.

D: Cosa è meglio per l'integrazione nell'Industria 4.0? 

Per la diagnostica e la parametrizzazione remota si prediligono i sensori digitali con interfaccia IO-Link. Nel controllo di processo, dove la misurazione continua è prioritaria, la tecnologia analogica rimane predominante.

D: Perché SimplyBuy vende sensori di diverse marche? 

Gli impianti reali utilizzano diverse marche. Affidarsi a un unico fornitore limita le opzioni di sostituzione e aumenta i costi. SimplyBuy mantiene la flessibilità degli acquisti senza compromettere la precisione delle specifiche.

Conclusione

La scelta tra sensori digitali e analogici non riguarda quale sia migliore in assoluto. Si tratta piuttosto di abbinare il tipo di output alla propria applicazione, tenendo conto dell'ambiente di utilizzo e di acquistare da una piattaforma che verifichi le specifiche di tutti i marchi prima che la linea di produzione venga avviata.