A diferencia de una señal analógica, que como magnitud física puede adoptar valores continuos, una señal digital está formada por valores discretos. Generalmente cuando pensamos en esta última, pensamos en largas cadenas de ceros y unos : 0101 0111 0100 1001 0100 1011 0100 0001 0011 1101 0101 0001 0111 0101 0110 0001 0110 1100 0110 1001 0111 0100 0110 0001 0110 0101 0111 0100.

CANopen es un protocolo de comunicación desarrollado por la organización CAN in Automation (CiA) desde 1995. Establecido como estándar y recogido en la norma europea EN 50325-4. El protocolo se desarrolló como una red estandarizada e integrada con opciones de configuración flexibles.

CANopen ¿Qué es y para que sirve?

CANopen ofrece varios tipos de comunicación que permiten implementar el lenguaje de red deseado en un instrumento. Con estos elementos de comunicación, los instrumentos o sensores pueden ofrecer la capacidad de comunicar datos de proceso, proporcionar estados de error internos del dispositivo o influir y controlar la red.

Análisis de las señales de salida

Pero, ¿qué significa esto y por qué sustituir las señales analógicas por las digitales?. En este artículo examinaremos los siguientes ámbitos de la forma más comprensible posible: La precisión, la fiabilidad, el diagnóstico, la arquitectura del sistema y la gestionabilidad de la señal de salida digital CANopen, que ofrecen los sensores WIKA.

1) Susceptible a errores

A mediados de 2015, WIKA realizó un estudio (Digital transmission in pressure sensors, WIKA Alexander Wiegand SE & Co. KG, CAN-Newsletter, 1/2015, CAN in Automation, pp. 24-27) para conocer y analizar las divergencias de precisión entre los sensores analógicos y CANopen. Este, demostró que los sensores analógicos son más susceptibles a errores. Esto se debe al hecho de que la señal se convierte tres veces: primero de analógica a digital (AD), luego de nuevo de digital a analógica (DA), y finalmente se digitaliza de nuevo. Además, la señal se linealiza, lo que provoca más errores.

El punto débil de la tecnología de medición analógica es el recorrido de la señal desde el sensor a través del cableado hasta el instrumento final. Sólo cuando la señal sale del rango típico se puede detectar un error. Además, el sensor no puede ser identificado a través de la señal.

2) Fiabilidad

La ventaja de la señal digital, en términos de fiabilidad, es que se define con precisión qué tipo de valores se esperan. Se puede comprobar la pulsatilidad de los bits transmitidos por campos fijos, así como por la longitud del mensaje. Si, por ejemplo, se espera recibir 16 dígitos (por ejemplo, 0101 0111 0100 1001), pero sólo llegan 14, está claro que algo ha ido mal durante la transmisión. Esto reduce considerablemente los errores debidos a influencias externas. Un tiempo de espera durante la transmisión de datos también indica un error. Además, al final sólo es importante reconocer correctamente el 0 y el 1 en una señal digital. Que la señal sea de 0 V o de 0,5 V es irrelevante, ya que se sigue reconociendo como 0. Esto significa que, por ejemplo, las fluctuaciones de temperatura, el ruido o las interferencias electromagnéticas tienen menos posibilidades de perturbar la señal.

3) Diagnóstico

Por cierto, no sólo se puede enviar una señal a través de un bus, sino también cualquier otra información. Por ejemplo, en un mismo sensor pueden enviarse diferentes variables de medición: fuerza y temperatura, presión y nivel o combinaciones completamente diferentes.

4) Aplicación del sistema

Una de las principales ventajas de un sistema digital es la posibilidad de combinar las señales. Se pueden combinar hasta 127 canales en un sistema de control. Si se empieza con menos, una ampliación posterior de la arquitectura del sistema no supone ningún problema. Además, el cableado es sencillo y los controladores se abaratan, ya que no son necesarios 127 canales analógicos de alta precisión.

5) Reutilización y facilidad de mantenimiento

Los sensores analógicos ofrecen ventajas para su sustitución y posibles ajustes. Si se utilizan las señales de salida estandar, los instrumentos pueden sustituirse o renovarse fácilmente sin necesidad de modificar el software de aplicación, independientemente del fabricante. Esto simplifica los procesos logísticos y no hay riesgo de influir en el comportamiento del sistema. En la práctica, se ha demostrado que en el caso de los sensores digitales no hay dos fabricantes que ofrezcan al 100% los mismos elementos.

Por otro lado, todo el proceso de calibración se realiza en cada sensor digital: si, por ejemplo, se cambia un sensor de presión de 150 bares por otro de 250 bares, no hay ningún problema. No es necesario modificar la parametrización, los sensores se calibran únicamente por el fabricante.

Conclusión sobre CANopen y señales analógicas

«Nunca cambies un equipo ganador» podría aplicarse también a los sensores de un sistema. Mientras los sensores funcionen perfectamente con las señales analógicas tradicionales, no se necesita alterar el sistema global. Pero cuando se trata de ampliaciones, reparaciones o renovaciones, hay que tener en cuenta las ventajas de una señal de salida digital. Al fin y al cabo, no cuesta nada preguntar. Visite nuestra web para más información.

 

 

 



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