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Inputs
En los PLCs
más pequeños las entradas se preparan normalmente y se especifican cuando se
compran el PLC. Para los PLCs más grandes las entradas se compran como módulos,
o tarjetas, con 8 o 16 entradas del mismo tipo en cada tarjeta.
Si las tarjetas
de entrada del PLC no suministran potencia (normal), esto significa que se
necesita una fuente de alimentación externa para las entradas y los sensores.
La figura con la que abrimos este artículo muestra cómo conectar una tarjeta de entrada AC.
En el
ejemplo hay dos entradas, una es un pulsador normalmente abierto, y el segundo
es un interruptor de temperatura, o relé térmico. Ambos interruptores son
impulsados por la salida de la fuente de alimentación de 24 VAC – esto es como el terminal positivo de una
alimentación DC. La potencia viene suministrada por el lado izquierdo de ambos
interruptores. Cuando los interruptores están abiertos no hay voltaje en la
tarjeta de entrada. Si alguno de los interruptores está cerrado la potencia se
suministra a la tarjeta de entrada. En este caso se usan las entradas 1 y 3 –
nótese que las entradas comienzan en 0. La tarjeta de entrada compara estos
voltajes al común. Si el voltaje de entrada está dentro de un rango de
tolerancia dada las entradas estarán conectadas. La lógica de escalera se
muestra en la figura anterior para las entradas.
Un segundo
concepto importante es el común. Aquí el neutro en el suministro de potencia es
el común, o referencia de voltaje. Elegimos como referencia 0 V, y todos los
otros voltajes se miden en relación a él. Si tenemos una segunda fuente de
alimentación, necesitaríamos conectar el neutro de forma que ambos neutros se
conecten al mismo común. A menudo común y tierra se confunden. El común es una
referencia, o voltaje de datos que se usa para 0 V, pero la tierra se usa para
prevenir choques eléctricos y daños al equipo. La tierra se conecta bajo un
edificio a una tubería metálica o malla en la tierra. Esto se conecta al
sistema eléctrico de un edificio, a las salidas de potencia, donde se conectan
las carcasas del equipo eléctrico.
Un concepto
final que tiende a confundir a los principiantes es que cada tarjeta de entrada
está aislada. Esto significa que si tenemos conectado un común a sólo una
tarjeta, entonces las otras tarjetas no se conectan. Cuando esto ocurre las
otras tarjetas no trabajarán apropiadamente. Debemos conectar a un común para
cada una de las tarjetas de salida.
Hay muchas
concesiones a tener en cuenta cuando decidimos que tipo de tarjetas de entrada
usar.
- Los voltajes DC son usualmente más bajos, y por lo tanto más seguros (es decir, 12 – 24 v).
- Las entradas DC son muy rápidas, las entradas AC requieren en tiempo mayor. Por ejemplo, una onda de 60 Hz puede requerir hasta 1/60 seg para un reconocimiento razonable.
- Los voltajes DC pueden conectarse a gran variedad de sistemas eléctricos.
- Las señales AC son más inmunes al ruido que las DC, así que son más convenientes para grandes distancias, y ambientes (magnéticos) ruidosos.
- La potencia AC es más fácil y menos cara al suministrar energía a los equipos.
- Las señales AC son my comunes en muchos dispositivos de automatización existentes.
Módulos de salida
Como los módulos
de entrada, los módulos de salida raramente suministran potencia, sino que
actúan como interruptores. El suministro de energía externo se conecta a la
tarjeta de salida y la tarjeta conmuta la potencia en on y off para cada
salida.
Estas
tarjetas típicamente tienen entre 8 y 16 salidas del mismo tipo y pueden
comprarse con diferentes corrientes nominales. Una elección común cuando se
compran tarjetas de salida es entre relés, transistores o triacs. Los relés son
los dispositivos de salida más flexibles. Son capaces de conmutar tanto salidas
AC como DC, pero son más lentos (es típica la conmutación de 10 ms), son más
grandes y cuestan más, y se desgastan después de millones de ciclos. Las
salidas de los relés a menudo se llaman contactos secos. Los transistores están
limitados a salidas DC, y los triacs están limitados a salidas AC. Las salidas
de triac y transistores se llaman salidas conmutadas.
- Contactos secos – Un relé separado está dedicado a cada salida. Esto permite mezclar voltajes (niveles de voltaje al máximo y AC o DC), además de salidas aisladas para proteger otras salidas y el PLC. Los tiempos de respuesta son a menudo mayores de 10 ms. Este método es el menos sensible a variaciones y puntas de voltaje.
- Salidas conmutadas – Un voltaje es suministrado a la tarjeta del PLC, y la tarjeta conmuta a diferentes salidas usando circuitería de estado sólido (transistores, tricas, etc.). Los triacs son bien convenientes para los dispositivos AC que requieren menos de 1 A. Las salidas del transistor usan transistores NPN o PNP típicamente de hasta 1 A. Su tiempo de respuesta está por debajo de 1 ms.
Un asunto
principal con las salidas es la mezcla de fuentes de potencia. Es buena
práctica aislar todas las fuentes de potencia y mantener sus comunes separados,
pero esto no siempre es factible. Algunos módulos de salida, tales como los
relés, permiten que cada salida tenga el mismo común. Cada tarjeta de salida
requiere que múltiple, o todas, las salidas de cada tarjeta comparten el mismo
común. Cada tarjeta de salida se aislará del resto, así que cada común tendrá
que estar conectado.
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