Akademia automatyki
04 Sierpień 2025
Postaw na sygnał cyfrowy – precyzja, niezawodność, kontrola
W erze automatyzacji i Przemysłu 4.0 coraz więcej firm odchodzi od rozwiązań analogowych na rzecz rozwiązań cyfrowych. Jednym z kluczowych elementów tej zmiany jest sygnał cyfrowy – nośnik danych, który zapewnia większą dokładność, niezawodność i elastyczność. Jednym z najważniejszych protokołów opartych na sygnale cyfrowym jest CANopen.
CANopen to protokół komunikacyjny bazujący na magistrali CAN (Controller Area Network), używanej powszechnie w przemyśle, automatyce, a także motoryzacji. W ramach tego protokołu urządzenia przesyłają między sobą sygnały cyfrowe, które zawierają dane procesowe, diagnostyczne i konfiguracyjne.
Dzięki CANopen możliwa jest szybka i precyzyjna komunikacja między czujnikami, przetwornikami a systemami sterowania – wszystko odbywa się bez potrzeby konwersji sygnałów jak w przypadku systemów analogowych.
Sygnał cyfrowy vs. analogowy – co zyskujemy?
Powołując się na artykuł firmy WIKA Polska wymienimy pięć kluczowych cech, które stawiają sygnał cyfrowy nad analogowym. Jest to szczególnie istotne w kontekście wykorzystania protokołu CANopen:
1. Dokładność i odporność na błędy
W systemach analogowych sygnał jest przetwarzany i konwertowany wielokrotnie – co zwiększa ryzyko zakłóceń. Tymczasem sygnał cyfrowy przesyłany przez CANopen jest jednoznaczny: zawiera tylko zera i jedynki, a jego poprawność może być weryfikowana przez kontrolę długości komunikatu i strukturę danych. To znacząco zmniejsza błędy.
2. Większa niezawodność
Sygnały cyfrowe są odporne na czynniki zewnętrzne, takie jak zakłócenia elektromagnetyczne czy zmiany temperatury. Dla systemu nie ma znaczenia, czy napięcie wynosi 0 V czy 0,5 V – liczy się tylko, czy jest to logiczne „0” czy „1”. Taka jednoznaczność podnosi niezawodność całej instalacji.
3. Zaawansowana diagnostyka na podstawie sygnału cyfrowego
Dzięki sygnałom cyfrowym CANopen może przesyłać nie tylko dane pomiarowe, ale też dodatkowe informacje: błędy urządzeń, dane konfiguracyjne, a nawet różne zmienne jednocześnie (np. ciśnienie i temperaturę). Diagnostyka jest możliwa nawet w czasie rzeczywistym – co w przypadku analogowych sygnałów jest praktycznie niewykonalne.
4. Skalowalność i łatwość integracji systemów cyfrowych
Sygnał cyfrowy umożliwia podłączenie nawet 127 urządzeń do jednej magistrali komunikacyjnej. Rozbudowa systemu nie wymaga prowadzenia dodatkowych linii pomiarowych – nowe czujniki „dopisujemy” logicznie, a nie fizycznie. To znacznie upraszcza rozwój infrastruktury.
5. Mniejsze koszty konserwacji
W systemach cyfrowych czujnik sam przechowuje informacje o swoim zakresie pomiarowym i skali – nie ma potrzeby ręcznego ustawiania parametrów. Wymiana urządzenia, mimo że zależna od producenta, jest szybka i nie wymaga ponownej kalibracji.
Przykładem zastosowania sygnału cyfrowego w praktyce jest przetwornik ciśnienia D-20-9 firmy WIKA. Urządzenie to działa w standardzie CANopen, wspiera konfigurację przez EasyCom, a jego zakres transmisji to nawet 1 Mbit/s. Dzięki obsłudze komunikatów błędów, synchronizacji i wielu trybów przesyłu danych, idealnie sprawdza się w złożonych aplikacjach przemysłowych.
Po co nam CANopen?
Sygnał cyfrowy to dziś nie tylko nowoczesna alternatywa dla sygnałów analogowych – to fundament niezawodnych i inteligentnych systemów automatyki. A CANopen to jeden z najbardziej elastycznych i sprawdzonych sposobów jego przesyłu. Choć analogowe rozwiązania wciąż mają swoje miejsce, wszędzie tam, gdzie liczy się rozbudowa, precyzja i diagnostyka, sygnał cyfrowy i CANopen stają się oczywistym wyborem.
Więcej szczegółów na temat można znaleźć w jednym artykułów w "Pod kontrolą": CANopen: sygnały cyfrowe zamiast analogowych
