Ciclo de Exploración y Tipos de Señales en Autómatas Programables

Ejecución de Programas y Ciclo de Exploración en Autómatas

La ejecución de programas de usuario dentro de un autómata programable (PLC) se realiza dentro de lo que se denomina ciclo de exploración o ciclo scan. El tiempo de ejecución del programa, a menudo, está relacionado con el tiempo del ciclo scan, aunque no siempre son del mismo tipo.

Fases del Ciclo de Exploración (Scan)

El ciclo de exploración consta de las siguientes fases:

1. Ejecución de procesos comunes: El autómata comprueba que las tensiones internas sean correctas, verifica el tiempo máximo de ejecución, comprueba la actividad de las memorias y de su contenido, etc.
2. Lectura de las variables físicas de entrada: Se leen las variables físicas presentes en los bornes de entrada del autómata y se guarda su estado en la memoria imagen de entrada.
3. Ejecución del programa de usuario: Se atiende el valor de contadores, marcas internas, temporizadores, registros, etc., así como las instrucciones almacenadas correspondientes al programa de usuario (por ejemplo, las definidas por el usuario Farid).
4. Escritura de las variables del programa de usuario en la salida: Se escriben las variables de salida en la tabla imagen de salida, que se reflejan en los bornes de salida del autómata.

Algunos autómatas tienen un tiempo máximo de ciclo de 100 ms, mientras que otros resuelven este ciclo en tiempos del orden de microsegundos.

Entradas y Salidas: Aspectos Generales

Las entradas y salidas (E/S) poseen bornes para la conexión de los cables que transportan la información del sistema controlado (planta) y, a su vez, transforman esa información. Se encargan de varias funciones:

• Adaptar los niveles de tensión o corriente de la señal de entrada, procedente de los captadores, a los niveles internos de trabajo del autómata.
• Codificar esta señal para que la CPU la pueda procesar correctamente.
• Descodificar la información que proviene de la memoria imagen de salida, ajustándola a los niveles de tensión o corriente de la señal.

Tipos de Señales en las Entradas y Salidas

• Digital: Puede tomar dos valores (presencia o ausencia de tensión, corriente, contacto cerrado o abierto). Normalmente se presenta o se toma desde el autómata en forma de una tensión de 0 V o 24 V.
• Analógica: Comprendida entre un valor mínimo y uno máximo (puede ser temperatura, humedad, presión, etc.). Se presenta a la entrada del autómata o se toma por sus salidas en forma de una tensión (por ejemplo, entre 0 V y 5 V) o una corriente (por ejemplo, de 0 a 20 mA o de 4 a 20 mA).
• Especial: Se trata de señales pulsantes (por ejemplo, PWM - Modulación por Ancho de Pulso) que el autómata no podría procesar por sus entradas convencionales, o bien información procedente de codificadores y que es entregada al autómata en forma de código de varios bits (formatos y códigos especiales).

Tipos de Entradas y Salidas

• Entradas digitales: Son aquellas por las que el autómata se conecta al mundo exterior para recoger información digital. Su estado se refleja en cada ciclo en la tabla de imagen de las entradas.
• Entradas analógicas: Son aquellas por las que el autómata se conecta al mundo exterior para recoger información analógica. Su valor debe convertirse en una palabra binaria para que el autómata lo pueda procesar.
• Salidas digitales: Son aquellas por las que el autómata se conecta al mundo exterior para entregar información digital. Su estado se refleja en los terminales de salida en cada ciclo y es una copia de la tabla de imagen de las salidas.
• Salidas analógicas: Son aquellas por las que el autómata se conecta al mundo exterior para entregar información analógica. En cada ciclo scan, esta información, que está almacenada en la memoria de imagen de las salidas en forma de número binario, se convierte en analógica y se aplica a los bornes o terminales.