21 marzo 2009

Eligiendo la arquitectura de control de una máquina

Dependiendo de los casos particulares, los sistemas de control de máquinas varían entre las diferentes aplicaciones. La consideración más elementar es si el sistema de control es centralizado o descentralizado. Algunas aplicaciones necesitan la alta velocidad del control centralizado mientras que otras, especialmente los sistemas extensivos, pueden beneficiarse de una aproximación descentralizada. Las siguientes cuestiones son las consideraciones puramente técnicas, tales como, lo rápido que se requiere sea el tiempo de reacción, cuantos puntos I/O son necesarios, y así sucesivamente. Moviéndose más allá de los requerimientos puramente técnicos, los clientes se preguntan cada vez más sobre la eficiencia de los sistemas de programación del sistema de control. ¿Es fácil configurar y poner en servicio? ¿Cumple con las normas industriales, tales como el standard de programación CEI 6-1131? Estos no son solamente deseos vagos; sino que se han convertido en importantes consideraciones de ingeniería. Una solución de control de máquinas ideal satisface no solamente las especificaciones técnicas, sino también es fácil para los usuarios hacer su propia ingeniería, y hacerlo de forma eficiente e intuitiva. Un paso importante en la dirección de los sistemas de control de fácil ingeniería es la utilización de módulos autocontenidos, prefabricados, durante la creación de los programas de control. Para conseguir esto, los constructores de máquinas están usando bloques de función de lenguajes de programación CEI 61131-3. Usando estos módulos de software estandarizado, independientes del vendedor, para la implementación de las tareas que ocurren frecuentemente en los programas de control se consigue disminuir el tiempo de ingeniería. Esto es especialmente verdad en áreas de automatización de la fabricación y control de movimiento, donde los bloques de función standard de PLCOpen se han probado exitosos. La organización define los bloques de función para movimientos multi-ejes. Esto también define bloques de función del modelo de estado para la transición entre tipos de movimiento y manejo de errores. La funcionalidad básica se extiende por bloques de control adicionales. La estructura de consistencia y flexibilidad del standard PLCOpen facilita que los usuarios creen programas de control de una manera rápida y concisa. Y la adaptación extendida de este estándar le permite usar sistemas de control de varios vendedores diferentes sin emplear una cantidad prohibitiva de esfuerzo en formación. De acuerdo con esto, la dependencia del usuario en un único vendedor decrece.
INTERRUPTORES DE LEVAS
Una aplicación frecuentemente usada en el área de ingeniería de fabricación son los interruptores de levas electrónicos. Este dispositivo consiste en interruptores electrónicos que activan o desactivan salidas digitales de acuerdo con el valor de medición de un codificador rotatorio y sus respectivos ángulos de encendido y apagado. El rastreo del interruptor se realiza de forma análoga a su equivalente mecánico asignando varios interruptores a una salida digital compartida. Los interruptores de levas electrónicos tienen ventajas obvias sobre las soluciones mecánicas. Son fáciles de cambiar, y su configuración puede extenderse con poco esfuerzo. El mantenimiento también se reduce significativamente.
MÓDULOS ETHERCAT
En orden de dar soporte a sus clientes con estos tipos de aplicaciones, ABB Stotz-Kontakt creó una nueva generación de módulos de bus, el CI 511 y CI 512, para su plataforma PLC AC500. Estos nuevos módulos de bus se basan en el rápido trabajo en tiempo real de los protocolos de Ethernet y de aquí permiten la utilización de interruptores de levas descentralizados. EtherCAT se ha elegido como el protocolo de bus debido a su alta banda ancha, procesado on-the-fly y comunicación slave-to-slave. Estas capacidades ofrecen el mejor prerrequisito para interruptores de levas dinámicos. ABB Stotz-Kontakt también tiene acopladores de bus que soportan comunicaciones PROFINET, el CI 501 y CI 502. Estas son las aplicaciones que ponen su enfoque en el soporte de complejas y flexibles topologías de fieldbus flexibles y no dependen de la optimización de los acopladores del bus para operaciones de interrupción altamente dinámicas. Implementan la comunicación de Ethernet standard. Los interruptores de levas electrónicos dependen de muy altos requerimientos relativos al tiempo de reacción de los acopladores de bus.
Bibliografía: Choosing a machine control architecture. Control Engineering Europe. November 2008
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