Ver 3ª PARTE
CONTADORES
La función de contar es fundamental en muchos programas PLC.
El PLC puede ser requerido para contar el número de elementos en un lote, o
registrar el número de veces que ocurre algún evento. Con grandes motores, por
ejemplo, el número de arranques tiene que ser registrado. No sorprendentemente,
todos los PLCs incluyen algún elemento de conteo.
Siempre hay dos números asociados con el contador. El
primero es el conteo en sí mismo (a menudo llamado valor acumulado) que se
incrementará cuando una transición 0 → 1 se aplica a la entrada hacia arriba
del contador, o un decremento cuando se aplica la transición 0 → 1 a la entrada
de bajada del contador.
APLICACIONES NUMÉRICAS
Hasta ahora hemos discutido aplicaciones de un único bit.
Pero los números son a menudo parte de un esquema de control; y el PLC puede
necesitar calcular una capacidad de producción en unidades por hora promediadas
al día, o dar la cantidad de líquido en un tanque de almacenamiento. Tales
operaciones requieren la habilidad para manejar datos numéricos.
La mayoría de los PLCs trabajan con palabras de 16 bits,
permitiendo se represente. un número positivo en el rango de 0 a + 65 535.
COMPARACIONES DE DATOS
Los valores numéricos a menudo se necesita sean comparados
en programas de PLC; ejemplos típicos son un contador de lotes donde se indica
el número de elementos que tienen que ser transmitidos, o circuitos de alarma
que indican cuando una temperatura ha superado algún nivel de seguridad.
Estas comparaciones son realizadas por elementos con dos
entradas numéricas que corresponden a los valores comparados, y una salida
binaria (on/off) que es verdad si se cumple la condición especificada.
OPERACIONES ARITMÉTICAS
Los datos numéricos implican la capacidad de hacer
operaciones aritméticas, y todos los PLCs proporcionan la capacidad de hacer al
menos cuatro operaciones matemáticas: sumar, restar, multiplicar y dividir.
LÓGICA COMBINACIONAL Y LÓGICA POR EVENTOS
Cualquier sistema de control basado en señales digitales
puede representarse por una serie de salidas Z, Y, X, W, etc. Cuyo estado es
determinado por entradas A, B, C, D, etc. El esquema de control puede operar en
una combinación de dos formas básicas. La forma más simple es la lógica
combinacional, donde el esquema puede descomponerse en bloques más pequeños,
con una salida por bloque, cada estado de salida es determinado solamente por
los estados de entrada correspondientes.
Lógica por eventos
Los estados de salida
en lógica combinacional se determinan solamente por las señales de entrada. En
la lógica por eventos (también conocido como secuenciador) el estado de una
salida depende no solamente del estado de las entradas, sino también de lo que
ocurrió previamente. No es por lo tanto posible extraer una tabla de verdad de
la cual pueda deducirse la lógica requerida.
MICRO PLCs
Los micro PLCs son equipos muy pequeños con un número muy
pequeño de entradas y salidas. Se diseñan para aplicaciones tales como los
sistemas de aire acondicionado y calefacción donde los programas una vez
instalados son vendidos como parte del producto o sistema final. El bajo precio
de estos sistemas los hace muy competitivos en costes.
SOFTWARE DE PROGRAMACIÓN
Originalmente los fabricantes de PLC proporcionaban
terminales de programas dedicados que eran específicos para sus PLCs. Cuando
los ordenadores portátiles empezaron a ser baratos los fabricantes se movieron
hacia estándares que funcionaban en estos PC portátiles. A menudo el enlace al
PLC es vía un simple estándar RS232 punto a punto usando COM1. Donde PLC y PC
se comunican vía una red multi-estación se requiere alguna forma de driver como
una tarjeta interna en un slot PCI o ISA o vía un dispositivo externo conectado
en el puerto PCMCIA.
Las primeras versiones de PC se basaban en software que
funcionaba bajo MSDOS, y muchos todavía lo hacen. El software basado en DOS es
simple, rápido, robusto y no requiere muchos recursos del procesador. Es
bastante factible hacer funcionar software de programación DOS en una máquina
286 con un disco duro de 20 Mbyte. Hoy en día todo el software se basa en
Windows, por ejemplo RSLogix5.
HERRAMIENTAS DEL SOFTWARE DE PROGRAMACIÓN
El software de programación no solamente se usa para la
tarea obvia de escribir el programa, también es una ayuda valiosa para
encontrar fallos.
Una vez el software de control se ha depurado, cualquier fallo
puede relacionarse con los dispositivos de planta (ej. interruptores
limitadores, sensores, solenoides, contactores, etc.). Todo el software
mostrará el estado de los dispositivos digitales en el diagrama de escalera o
diagrama de bloque de función. Usualmente el estado se conoce por un cambio de
color o aumento de la iluminación. Similarmente el valor de las señales
numéricas serán mostradas para permitir que las señales numéricas sean
supervisadas.
SEÑALES ANALÓGICAS, CONTROL EN BUCLE CERRADO Y
MÓDULOS INTELIGENTES
A menudo un PLC requiere medir, o controlar, señales de
planta que pueden asumir cualquier valor en un rango determinado. Señales
típicas de este tipo son temperaturas, caudales, presiones, velocidades, etc.
Éstas se conocen como señales analógicas.
De una forma similar un PLC puede tener que producir señales
de salida analógica para impulsar medidores y válvulas proporcionales, o
proporcionar una referencia de velocidad para el controlador del motor.
Los PLCs a menudo se requiere generan señales analógicas
además de leer entradas analógicas. Aplicaciones comunes son los medidores
analógicos.
CONTROL EN BUCLE CERRADO
Muchos procesos industriales requieren que alguna variable
de planta (temperatura, presión o caudal, por ejemplo) se mantenga a un valor
fijo o sigan un determinado perfil. Este esquema se conoce como
retroalimentación o control de bucle cerrado.
Los PLC se usan para realizar controles en bucle cerrado. La
variable de planta, PV, es leída por una tarjeta de entrada analógica, y la salida
OP proporcionada por tarjetas de salida analógicas. El setpoint, SP, es
proporcionado por el operador o por alguna secuencia del programa. El algoritmo
PID es luego proporcionado por el programa.
MÓDULOS INTELIGENTES
La mayoría de los módulos PLCs pueden adaptarse con un
amplio rango de módulos inteligentes. Pueden usarse lectores de códigos de
barra, contadores de alta velocidad, sistemas de visión para el reconocimiento
de modelos, sistemas de control de posición para máquinas CNC y robótica más módulos
sensores para termopares y transductores de temperatura PT100. Todos estos
módulos minimizan los esfuerzos de programación.
Los sistemas analógicos se basan en bajos voltajes y en
consecuencia son vulnerables al ruido eléctrico.
En la mayoría de las plantas, un PLC puede controlar motores
de alta potencia de 415 V a 100 A, y leer señales de termopares de unos pocos
milivoltios. Debe tenerse especial cuidado para evitar interferencia de señales
de alto voltaje.
La primera precaución es adoptar una disposición de toma de
tierra sensible.
Bibliografía:
- Programmable Controllers. Theory and Implementation. Second Edition. L.A. Bryan, E. A. Bryan. An Industrial Text Company Publication.
- Programmable Controllers. Parr, CEng and MInstMC. 2003. Elsevier
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