Automatismos

INTRODUCCION:

El curso de "Automatic", es la
ampliación a un tema que genera un gran interés en
mí, he tenido la posibilidad de desarrollar a
pequeña escala este tipo de trabajo en el ámbito
laboral y del cual guardo un grato recuerdo. El estudio de esta
asignatura, significa la ampliación de conocimientos en un
ámbito que evoluciona con gran rapidez en el paso del
tiempo y del cual se debe seguir una actualización
continua sobre el tema, interesante a la vez que
practico.

En mi opinión, haber escogido esta
asignatura, es un punto de introducción a electricidad
dedicada al mundo de la industria.

DESCRIPCION:

Los puntos a desarrollar, se basan en la
Introducción a la automatización Industrial,
automatismos convencionales, sensores y actuadores industriales,
arquitectura interna y funcionamiento de los autómatas
programables, interfaces de Entrada y Salida, programación
de autómatas programables y representación de
sistemas secuenciales.

ANALISIS
GENERAL:

A nivel de detalle, resumiremos los
siguientes temas:

• Introducción a la
  Automatización Industrial.

• Automatismos convencionales.

• Sensores y actuadores
  industriales

• Arquitectura interna y funcionamiento
  de los autómatas programables.

• Interfaces de Entrada y
  Salida.

• Programación de autómatas
  programables

• Representación de sistemas
  secuenciales.

Introducción a la
Automatización Industrial.

Según la "Real Academia de ciencias
físicas y exactas", define la automatización como
el conjunto de métodos y procedimientos para la
substitución del operario en tareas físicas y
mentales previamente programadas.

Partiendo de dicha definición, se
adjudica a la palabra automática para el control a los
procesos de industrialización.

Se entiende como proceso industrial, el
apartado al que a partir de la entrada de información,
material o energía, se transforma dando salida a una
determinada producción.

Dichos procesos, se pueden diferenciar como
discretos, continuos y batch.

• Procesos discretos: la salida de su
  proceso viene dado en forma de piezas o unidades, una
  aplicación de ello puede ser lo fabricación de
  electrodomésticos.

• Procesos continuos: la salida de su
  proceso viene dado en forma de flujo continuo de material,
  una aplicación de ello puede ser la producción
  de corriente erétrica o la depuración de
  agua.

• Procesos "batch": la salida de su
  proceso viene dado en paquetes o cantidades preparadas para
  un siguiente proceso, una aplicación de ello puede ser
  la producción de productos químicos.

Los procesos industriales, se relacionan
directamente con productos o servicios programados, estos
procesos diseñados, están basados en la ocurrencia
de la ingeniería con la que con equipos diversos
coordinados, diseñan cada tipo de proceso.

En definitiva, la base de cada proceso, es
la organización de la producción que se va a
obtener, los tiempos de fabricación, la cantidad de
producción y la relación de todos los
factores.

Para todo esto, se deben diferenciar los
diferentes tipos de industria que existen en la actualidad y los
diferentes tipos de control a los que se debe de dar servicio en
los diferentes tipos de industria. Se deben de diferenciar dos
tipos de industria en los que se basa el sector:

• La industria de la manufacturera,
  caracterizada por la maquinaria de control numérico en
  sus procesos de producción. Un ejemplo en este tipo de
  industria son las maquinas robotizadas de soldadura en arco,
  maquinas robotizadas de pintura, maquinas robotizadas de
  montaje, etc.

• La industria de procesos, caracterizada
  por la producción continua o casi continua en su
  proceso de producción como la las cementeras,
  petroquímicas, farmacéuticas, etc. Este tipo de
  industria, se caracteriza también por sus otro tipo de
  procesos como control predictivo en cuanto a la
  producción o I+D.

Las necesidades que tiene la
industrialización, hacen necesarias el uso de
autómatas programables y salas de control para los mismos
destinados a labores secuenciales y producción en
cadena.

Estos autómatas, son los principales
responsables de la mejora en la calidad del producto y
abaratamiento de la producción.

Desde que en la década de los 70
irrumpieron los microprocesadores, eje central para el
funcionamiento de un autómata, el mundo de la industria se
revoluciono.

A partir de esta revolución,
comenzaron a escucharse términos como "control de procesos
industriales", que engloba desde un punto de vista
académico la aplicación a procesos industriales, la
teoría de control básica de realimentación,
las diversas arquitecturas de control, la instrumentación
de control y la teoría de control avanzada.

Hay que destacar el control secuencial
(procesos de transformación de materias para producir otra
clase de productos) y la regulación continua (cadenas de
montaje).

Para la realización de estos
procesos, la industria se centra en los PLC, muy compactos y de
una fiabilidad extrema.

Historia a parte, los PLC, se extienden a
todos los sectores de la industria como indican los siguientes
ejemplos:

Industria: Aplicaciones a la
fabricación y el control.

Agricultura, pesca y
ganadería: Aplicaciones en sistemas de riego,
invernaderos, alimentación de la ganadería,
distribución y clasificación de ganado o productos,
etc.

Servicios básicos:
Aplicaciones en sistemas de canalización de agua,
centrales eléctricas, sistemas de alarmas y alertas,
etc.

Telecomunicaciones: Aplicaciones en
sistemas de televisión, telefonía,
satélites, etc.

Domótica: Aplicaciones en
sistemas para el control de la vivienda tales como
climatización, seguridad, iluminación,
etc.

Comercio: Aplicaciones en sistemas
de electricidad ininterrumpida, iluminación,
climatización, etc.

Transporte: Aplicaciones en sistemas
de señalización y control de tráfico,
radares, semáforos, circuitos cerrados de
grabación, etc.

Opinión.

Toda la información sobre el
capitulo "Introducción a la Automatización
Industrial" se ha obtenido en referencia a los textos de
Balcells, Josep del departamento de electricidad, Universidad de
Madrid (2008) y a los textos de Pere Ponsa, Toni Granollers del
departamento de Diseño y automatización industrial
politécnica de Cataluña (2008). A mi
opinión, que una tecnología que lleva 30
años funcionando y no se ha quedado obsoleta, implica que
es un tema del cual hay mucho por aprender o por lo menos del
cual tener unas nociones básicas ya que como he
desarrollado anteriormente, está presente en lo más
cotidiano de nuestras vidas.

Automatismos
convencionales

Dice Juan Carlos Martín, (2009) que
la normalización de los circuitos eléctricos de los
automatismos, se hace obligatoria para entender a los
mismos.

Para ello, se hace referencia a la
normalización de protocolos para su representación
visual en cualquier formato, ya sea impreso o digital y legible
para el intérprete para que sea capaz de visualizar la
aparamenta utilizada en las instalaciones o circuitos.

Todos los circuitos eléctricos que
componen los automatismos convencionales, se representan en dos
tipos de esquemas diferentes:

Esquemas unifilares:

Son los esquemas en los que tanto los
mecanismos como los conductores se muestran de forma
genérica, en ellos se representa la instalación o
los circuitos de forma simbólica.

Un ejemplo de ello, es que sobre un solo
segmento, se muestra una línea multifilar como en la
siguiente figura.

Sobre el dibujo representado al margen
izquierdo, las líneas dibujadas perpendicularmente con
tres trazos, indica que la línea posee tres conductores o
lo que es lo mismo es tripolar o trifásico

Sobre el dibujo representado al margen
derecho, las líneas dibujadas perpendicularmente con dos
trazos, indica que la línea posee dos conductores o lo que
es lo mismo es bipolar o monofásico.

Como muestra la siguiente figura, son
circuitos unifilares en el que se muestra al margen izquierdo
representa un punto de luz con su interruptor y una toma de
corriente y en el que se muestra a la izquierda, representa un
motor en conexión trifásica con sus
correspondientes protecciones térmicas.

Esquemas multifilares.

Son los esquemas en los que se muestran
todos los mecanismos y conductores que intervienen en el
circuito.

Para la interpretación de estos
esquemas, es necesario el conocimiento de la simbología
utilizada para su correcta interpretación.

En la siguiente figura, están
representados todos los mecanismos y conductores necesarios para
la puesta en marcha e inversión de giro en un circuito que
incluye dos motores trifásicos.

Circuito de fuerza.

El circuito de fuerza de un automatismo
convencional, consta de unas protecciones térmicas o
automáticas conectadas sobre cada línea que
interactúa en el circuito.

A la salida de estas protecciones, el
conductor es el encargado de alimentar los contactos principales
del contactor.

A la salida de este, encontramos la
protección térmica, encargada de proteger la
línea que conecta directamente el receptor que en este
caso es un motor como indica el circuito situado al margen
izquierdo de la siguiente figura.

Circuito de mando.

El circuito de mando de un automatismo
convencional, consta de los actuadores de entradas como
pulsadores (On/Off), donde se representan los pasos exactos que
recorren los conductores sobre los autómatas
mecánicos para dar señal de salida a los
receptores, que en este caso es el motor representado
anteriormente en el circuito de fuerza y está representado
al margen derecho del la figura anterior.

Representación
conjunta.

Es la representación de los dos
circuitos, fuerza y mando. Se diferencian los conductores de
ambos circuitos por su grosor, su ventaja es que su
visualización es muy sencilla, pero en circuitos con un
elevado número de componentes, se hace poco
práctico.

Representación
semidesarrollada.

Es la representación de los dos
circuitos, fuerza y mando pero en este caso separados y a su vez
unidos a partir de los trazos discontinuos para la
conexión física de sus elementos.

Representación
grafica.

Ejemplos de usos de autómatas
convencionales en los que he podido participar en mi experiencia
laboral:

• Puesta en marcha de un motor
  trifásico.

• Inversión de giro de un motor
  trifásico.

• Arranque estrella-triangulo de un motor
  trifásico.

• Inversión de giro con arranque
  estrella-triangulo de un motor trifásico.

Opinión.

Toda la información sobre el
capitulo "automatismos convencionales" se ha obtenido en
referencia al libro de Juan Carlos Martín, Mª Pilar
García, Juan Carlos Martín Castillo, María
Pilar García "automatismos industriales" (2009) editorial
Editex, Madrid y a las actividades desarrolladas durante mis
estudios de grado superior en el CPIFP Corona de Aragón
(2012), Zaragoza. Esta unidad didáctica, es imprescindible
para conocer los principios básicos de los
autómatas y su funcionamiento. Con el conocimiento de este
apartado, se obtiene la base de estudio para una
ampliación futura como son los autómatas
programables.

Sensores y actuadores
industriales

El funcionamiento de automatismo
convencional, o mejor dicho, para que llegue a desarrollar el
control de un proceso, necesita recibir datos o señales de
unos actuadores físicos basando su funcionamiento en
interruptores, pulsadores o conmutadores que no tienen por
qué ser señales eléctricas, tales como
presión, temperatura, posición, desplazamiento,
temperatura, etc. Estos actuadores son, detectores, captadores,
transmisores, transductores, sondas aunque todos en conjunto o de
forma genérica se pueden llamar sensores.

Sensores Industriales.

Según cita Armesto Quiroga,
José Ignacio (2007/2008), un sensor es: "Son dispositivos
que tienen algún parámetro que es función
del valor de una determinada variable física del medio en
el cual está situado".

Básicamente, transforman
señales físicas de origen no eléctrico, que
en alguna parte de sus parámetros tales como densidad de
corriente, nivel de tensión, frecuencia, etc. Posee
información de la señal menciona
anteriormente.

Para traducir estas señales, los
sensores constan de los llamados "circuitos de
acondicionamiento", encargados de traducir la señal
recibida por el sensor en una señal de carácter
eléctrico estandarizada por el propio fabricante o de
normalización internacional como I.E.E.E. o bien
I.E.C.

Clasificación de los diferentes
tipos de sensores.

• Según su principio de
  funcionamiento: Activos y pasivos.

• Según el tipo de señal
  eléctrica que generan: Analógicos, digitales y
  temporales.

• Según el rango de valores que
  proporcionan: De medida y "Todo o Nada"

• Según su nivel de
  integración: Discretos, integrados e
  inteligentes.

• Según el tipo de variable
  física medida.

Representación grafica de
sensores de salida todo-nada

Representación grafica de
diferentes tipos de detectores.

Finales de carrera:

Ventajas y desventajas de utilizar
finales de carrera:

• Ventajas: Son de fácil
  instalación, ofrecen robustez, son insensibles a
  corrientes transitorias, el rango de tensiones de uso es muy
  diverso y poseen inmunidad CEM.

• Desventajas: Poseen velocidad de
  detección, que está a su vez es por contacto o
  rebote, poseen un gran tamaño en según
  qué funciones y necesitan de fuerza para su
  actuación.

Detectores inductivos:

Estos detectores, son capaces de detectar
corrientes inductivas sin contacto físico a una distancia
que recorre un rango de 0 a 60 mm.

Principio de
funcionamiento:

Al posicionar una chapa metálica
sobre el campo magnético del propio detector, las
corrientes inducidas, forman una intensidad extra que responde
con el paro de los osciladores.

Terminologia:

• Alcance nominal (Sn): Medida de
  designacion del sensor.

• Alcance real (Sr): Es la suma del
  voltaje de alimentacion y temperatura ambiente

• Alcance util (Su): Se dimensiona
  según los limites admisibles del voltaje de
  alimentacion y temperatura ambiente. Rango del 90% al
  110%.

• Alcance de trabajo (Sa): Campo de
  actuacion del sensor Rango del 0% al 81%

Ventajas y desventajas de utilizar
detectores inductivos:

• Ventajas: Son de
  adaptación a cualquier entorno, no necesitan contacto
  físico, por lo cual no tienen desgaste ni
  fatiga.

• Desventajas: Solo funcionan con
  elementos metálicos y tienen poco alcance.

Detectores de proximidad
capacitivos:

Su funcionamiento básicamente es un
oscilador que posee un condensador constituido por dos electrodos
posicionados en la parte delantera del aparato.

Sobre el aire a temperatura ambiente, er=1
(constante dieléctrica) la capacidad del condensador es
C=0.

Cualquier material que posea er > 2 la
detectara el sensor.

Principio de
funcionamiento:

En la figura se aprecia que el detector
crea un campo eléctrico.

En la figura se muestra la entrada de un
objeto que su er >2 alterando el campo y por lo tanto provoca
la detección.

Ventajas y desventajas de utilizar
detectores proximidad capacitivos.

• Ventajas: Son capaces de
  detección sin contacto físico y a gran
  distancia cualquier objeto, son estáticos de larga
  duración ya que prácticamente no tienen
  desgaste.

• Desventajas: Su puesta en
  funcionamiento es compleja y dependen de la masa del objeto
  para su funcionamiento.

Detectores
ultrasónicos.

• 1- Generador de
  señal.

• 2- Transductor de
  señal.

• 3- Tratamiento de la
  señal.

• 4- Salida de
  señal.

Principio de
funcionamiento:

La detección de ultrasonidos, es la
ecuación de la medida del tiempo de recorrido de la
señal enviada entre la emisión de ondas
ultrasónicas y el eco.

Terminología:

Alcance nominal (Sn): Variable que designa
el alcance.

Zona ciega: Es la zona que comprende el
sensor del detector y su alcance mínimo.

Ventajas y desventajas de utilizar
detectores ultrasónicos.

• Ventajas: Son capaces de
  detección sin contacto físico y a gran
  distancia cualquier objeto, son estáticos de larga
  duración ya que prácticamente no tienen
  desgaste, detección de cualquier material y muy
  precisos.

• Desventajas: Tienen la llamada
  zona ciega en la que no detectan nada

Detectores
fotoeléctricos:

Se componen de un emisor de luz en
asociación a un receptor que a su vez es sensible a la
cantidad de luminosidad que recibe.

Este procesa la detección cuando el
objetivo cambia de forma significativa el haz de luz emitido
anteriormente.

Principio de
funcionamiento:

Estos detectores, se sirven de LED
encargados de transformar la señal eléctrica en luz
monocromática; para que sea insensible a la luz ambiente,
la luz del LED se moula de tal forma, que obtiene una
emisión de luz pulsada.

A partir del efecto foto luminiscente,
estos LED generan corriente eléctrica en el
fotodiodo.

Este fotodiodo se sirve de la señal
pulsada que se encarga de controlar la corriente.

Ventajas y desventajas de utilizar
detectores fotoeléctricos.

• Ventajas: Tienen un gran
  alcance, gozan de una gran precisión y gran
  resistencia a entornos complicados.

• Desventajas: Tienen dos partes
  físicas a cablear y requieren una instalación
  compleja.

Detectores de
presión.

Se dividen en presostatos y
captadores.

Terminología:

Punto de consigna alto (PA): Es el punto de
presión máximo escogido.

Punto de consigna bajo (PB): Es el punto de
presión mínimo escogido.

Presión máxima admisible
accidental: Es el máximo punto de presión a la que
se puede someter el sensor sin ser dañado.

Presión de rotura: Es el punto de
presión en el que las características de la
instalación puede sufrir roturas o complicaciones
inesperadas.

Opinión.

Toda la información sobre el
capitulo "Sensores y actuadores industriales" se ha obtenido en
referencia a los textos de Armesto Quiroga, José Ignacio
(2007-2008), temario del Dpto. Ingeniería de Sistemas y
Automática (Vigo). En mi opinión, este tema,
permite conocer el funcionamiento interno de los diferentes
sensores y actuadores responsables de transmitir la
información de los autómatas.

Arquitectura interna y funcionamiento de
los autómatas programables

Los textos y apuntes de Martín
Sarmiento, Francisco (2006), director del departamento de
Electricidad universidad de Granada, comienzan con los elementos
y dispositivos que constituyen un autómata:

Autómata: Es el encargado de
establecer los controles de criterio sobre las señales de
entrada y de salida.

Parten de las señales que
proporcionan los sensores y en respuesta a los criterios de
actuación anteriormente programados, ofrece una
señal de salida sobre los actuadores para el correcto
funcionamiento del sistema diseñado.

Sensores: Son los encargados de
detectar o medir la magnitud que se desea controlar. Estos, toman
lectura del dato de control enviando una señal al
autómata para su procesamiento.

Ejemplos de estos son, codificadores,
sensores de movimiento, tacómetros, etc.

Actuadores: Son los encargados de
transformar las señales de tensión de entrada al
autómata en diversas actuaciones a la salida
estos.

Ejemplos de estos, son contactores,
relés, finales de carrera, etc.

En la programación de un
autómata, hay que tener en cuenta la actuación
directa del ser humano sobre el proceso programado para trabajos
de mantenimiento, averías o emergencia.

De los autómatas programables,
también se derivan dos tipos de circuito como los
nombrados anteriormente con los autómatas convencionales;
circuito de mando y circuito de potencia.

El circuito de mando es el formado por
sensores y controladores.

El circuito de potencia, es el formado por
actuadores y maquinas.

Las tensiones que circulan por estos
circuitos poseen una variación significativa, ya que para
los circuitos de mando, las tensiones son normalmente 12-24 VDC,
para los circuitos de potencia, las tensiones varían en
función del receptor que se vaya a conectar, normalmente
220-380 VAC.

Esquema de funcionamiento del
proceso

Arquitectura interna.

Según Martín Sarmiento,
Francisco un autómata programable es "un equipo
electrónico, basado en un microprocesador, que tiene
generalmente una configuración modular, puede programarse
en lenguaje no informático y está diseñado
para controlar procesos en tiempo real y ambiente
agresivo"

Una de las ventajas que tienen los
autómatas programables en detrimento de otro tipo de
sistemas de control de procesos, es el software, encargado
gracias a su lenguaje específico y su memoria interna
permiten configuraciones hechas a medida.

Estructura externa.

Estructura compacta: Esta estructura,
engloba todos sus elementos en un solo bloque, es decir que tanto
como la FA, CPU, entradas, salidas, etc. Se encuentran en un solo
bloque.

Estructura modular: Se adaptan a la
estructura del diseño o a las necesidades del operario o
de la instalación. Permite el funcionamiento parcial del
sistema en mantenimientos o averías.

Bloques de los autómatas
programables.

Bloque de entradas: Codifican y adaptan las
señales al lenguaje del autómata provenientes de
los sensores de entrada tales como selectores, pulsadores, final
de carrera, etc.

Bloques de salidas: Interpreta las
señales del procesador y las envía a los actuadores
talles como motores, contactores, relés, etc.

CPU: Interpreta las señales de
entrada a través de sensores, las procesa y da
órdenes de salida a los actuadores

Fuente de alimentación (FA):
Básicamente, es un transformador, que transforma la
corriente de entrada, comúnmente 230v AC a 24v DC, que
suele ser la tensión de trabajo de los autómatas,
aunque estos datos varían según el fabricante.
Constan de diferentes piezas o partes según la maca,
aunque casi todas basan su funcionamiento en un transformador,
condensadores, circuitos electrónicos y
baterías.

Hardware de programación: Programas
de ordenador suministrados por el fabricante a través de
los cuales se programa el PLC.

Periféricos: Elementos auxiliares de
los que se sirve el autómata para realizar su
procesos.

Interfaces: dispositivos o circuitos que
gestionan las conexiones entre CPU y los periféricos
nombrados anteriormente.

Esquema de la arquitectura interna del
Autómata.

CPU (unidad central de
proceso).

Es la que se encarga de hacer funcionar el
programa y activar el sistema de señal de entrada y salida
de datos. Está compuesta por un microprocesador, memoria y
circuitos lógicos.

La CPU, ejecuta la programación
memorizada en su memoria interna interpretando los pasos a seguir
uno a uno. Su funcionamiento se clasifica como interpretado, es
decir con descodificación de pasos o instrucciones cada
vez que se ejecutan.

Lenguajes de la CPU.

Lenguaje compilado:

Programa fuente > compilado >
programa objeto > enlazado > programa ejecutable

Lenguaje interpretado:

Analiza y ejecuta el programa paso a
paso.

Bloques fundamentales de la
CPU.

ALU: Parte que realiza los cálculos
aritmético-logicos.

Acumulador: Memoriza los resultados de la
operación anterior.

Flags: Indican los resultados de odas las
operaciones.

Contador de programa: Parte de la memoria
interna donde se realizan las instrucciones a seguir por el
programa dependiendo del la secuencia de los procesos.

Decodificador y secuenciador: Codifica las
instrucciones que procesadas por la memoria y genera las
señales necesarias para su funcionamiento.

Programas ROM: Son programas, que posee el
autómata por defecto como conexión durante el ciclo
del programa y su desconexión.

Memoria del CPU:

Posee dos tipos de memoria, memoria interna
y memoria del programa.

Memoria interna: Según Martín
Sarmiento, Francisco "cualquier dispositivo que permita almacenar
información en forma de bits (1 y 0), los cuales pueden
ser leídos posición a posición (bit a bit),
o por bloques de 8 bits (byte) o dieciséis posiciones
(Word).

Memoria RAM: de acceso aleatorio; realizan
proceso de toma de datos y respuesta por un proceso
eléctrico. Con fallo de corriente su memoria se
borra.

Memoria ROM: únicamente de lectura,
no se pueden sobrescribir.

Memoria EPROM: únicamente de lectura
y reprogramables.

Memoria de programa:

Esta es la encargada de almacenar el
programa de usuario de forma alfanumérica y textos de
origen variable, por ejemplo identificación del programa,
configuraciones, etc.

Fuente de
alimentación:

Es la encargada de alimentar todo el
autómata, transformando la corriente alterna e entrada
230v a corriente continua 24v aunque estos datos son los
más comunes, pueden variar según el
fabricante.

Opinión.

Toda la información sobre el
capitulo "Arquitectura interna y funcionamiento de los
autómatas programables" se ha obtenido en referencia a los
textos de Martín Sarmiento, Francisco (2006), Dpto. De
Electricidad universidad de Granada. Este tema, amplio y de
difícil redacción, básicamente explica el
funcionamiento interno de un PLC, necesario para poder realizar
trabajos con PLC o poder realizar proyectos de los mismos. A mi
opinión, muy interesante pero de compleja
comprensión.

Interfaces de Entrada y Salida

Según Pérez Hernández,
Alejandra "Un interfaz es el punto, el área o la
superficie a lo largo de la cual dos cosas de naturaleza distinta
convergen"

En lo que se refiere al software de un
automatismo, interfazes la parte de la programacion que realiza
que fuya la informacion entre varios procesos o interactue el
usuario con la programacion del automata.

De forma metaforica, un interfaz seria la
conversacion del usuario y el automata.

La comunicación de datos, se define
como el proceso de comunicar la información en lenguaje
binario entre los actuadores u el PLC. Para ello se sirve de
elementos como el emisor, el mensaje, el medio y el
receptor.

• Entradas

En la parte física externa del PLC,
las entradas se caracterizan por ser unos bornes para el
conexionado físico y eléctrico de los conductores
con los datos de lectura obtenidos de los
transductores.

En el interior del PLC, estas están
constituidas por circuitos impresos que traducen las
señales para que el PLC realice su cometido y se
clasifican en:

Entradas digitales

Este tipo de señales reciben las
señales cuantificadas de los sensores de campo.

El PLC, realiza la codificación de
estas señales en forma de 0 y 1 en función de su
amplitud.

El valor 1 lo asigna al valor de mayor
amplitud.

El valor 0 lo asigna al valor de menor
amplitud.

Estos valores de amplitud son definidos por
el propio fabricante.

Las señales que recibe e PLC,
generalmente provienen de transductores tales como sensores de
cualquier tipo, interruptores, etc.

Entradas
analógicas.

Son las recibidas directamente de los
transductores llamados "transductores de campo", tales como un
tacómetro, fotosensor o un sensor de nivel, la
señal de estos mide el valor de forma instantánea
sobre una variable física.

El valor de la señal emitida de
estos transductores que es digital, pasa a ser digital para que
el PLC pueda procesarla cuanta mayor resolución tenga el
PLC.

Hay que considerar en la
transformación de la señal, la resolución
que realiza el PLC, esta es el volumen de valores cuantificados
para la representación de una señal
analógica. Esta depende de las características de
la entrada.

Un ejemplo:

Con sólo dos valores cuantificados
para la representación de una señal que
varía de 0 a 5 V, esto significa que la resolución
es igual a dos.

El volumen de valores cuantificados,
equivale a 2n, n es la cantidad de bits del registro almacenado
resultante de la transformación.

Los PLC modernos, asocian 16 bits a las
entradas analógicas, por lo cual se obtiene una
resolución de 216.

En función de la señal que
reciben, las entradas se dividen en intensidad y
tensión.

Para las entradas, se asigna un espacio de
memoria en el PLC llamada "imagen de entradas" que contiene la
información de las entradas en cualquier
momento.

• Salidas

Son circuito impresos enteros del PLC que
acoplan las señales digitales que utiliza este y las
señales analógicas cuantificadas de los
actuadores.

Físicamente, son un bornero similar
al de las entradas anteriormente nombradas.

Estas también se clasifican como
analógicas y digitales al igual que las entradas y
ejemplos de ellas son electroválvulas, contactores,
etc.

Salidas digitales.

Son de tensión y de relé. Las
salidas de tensión, asignan una señal de
tensión, que varía en función del
fabricante, al estado 1 lógico y 0 voltios al 0
lógico. En las salidas del relé, un contacto seco,
cierra con estado 1 y produce su abertura con estado
0.

Salidas
analógicas.

Estas, posee valores de salida en un rango
de 0VDC a 10VDC en las salidas de tensión y de un rango de
4mA a 10mA en las salidas de intensidad, en cualquier caso, estos
rengos, dependen principalmente del fabricante.

Estas salidas, actúan sobre
elementos tales como servomotores o solenoides.

A estas salidas, el PLC asigna un espacio
en la memoria llamada imagen de salida, que contiene la
información sobre las salidas en todo momento.

Opinión.

Toda la información sobre el
capitulo "Interfaces de entrada y de salida" se ha obtenido en
referencia a los textos de Pérez Hernández,
Alejandra (2007), apuntes de cátedra de la universidad
politécnica de Madrid (Madrid). En este temario, se
enumeran y se explican los diferentes interfaces de entras y de
salidas con los que opera un autómata. Al igual que con
los actuadores y sensores, es imprescindible conocer su
funcionamiento para comprender a posterior el funcionamiento del
autómata.

Programación de
autómatas.

Para entender la programación de un
autómata, hay que dividir varias etapas:

• Definición del sistema:
  Describir el sistema a ejecutar mediante un esquema
  GRAFCET.

• Identificación de las
  señales: Clasificar los diferentes tipos de
  señales digitales analógicas y de
  número.

• Asignar la dirección de las
  entradas y salidas.

• Codificación de la
  representación del proceso.

• Pruebas.

Sistema de Control:

Se representa como el funcionamiento de
relés electromecánicos de esquemas de
mando.

Se representan como recorre la corriente
eléctrica el circuito, los sensores y los actuadores como
señales de código binario del tipo 0 – 1 y
bloques de secuencia como contadores o temporizadores. De igual
forma que las funciones lógicas, son de compleja
representación.

Los diagramas lógicos, se basan en
la utilización de bloques lógicos representados
gráficamente como los que se muestran en la siguiente
figura, en los que cada bloque simboliza una
operación.

• Los segmentos en paralelo, se denominan
  OR lógico.

• Los segmentos en serie, se denominan
  AND lógico.

Esquemas de contactos (KOP): como he
comentado anteriormente, los tipo esquemas KOP, es un lenguaje
característico de símbolos parecido al de
relés de contactos que se agrupan por segmentos o
"networks", la simbología utilizada son bloques
funcionales como los anteriores y contactos o bobinas que
codifican las secuencias de control de una marera muy visual, a
demás permite acoplar otros actuadores o
sensores.

Cada programación, se ejecuta por
segmentos, es decir uno a uno en la misma dirección de
lectura occidental.

Las entradas de señal se representan
con la letra I y van seguidas con el número de bit 0.0 o
de byte 0.1

Las entradas de señal se representan
con la letra Q y van seguidas con el número de bit 0.0 o
de byte 0.1

• A continuación un
  ejemplo:

• Contactos NO (normalmente abierto,
  cuando cierre A=1)

• Contactos NC (normalmente cerrado,
  cuando cierre B=1)

• La operación OR se implementa
  mediante contactos en paralelo

• La operación AND se implementa
  mediante contactos en serie

• El receptor se denomina Y.

Para comprender una programación
como se indica anteriormente, hay que interpretarla como los
segmentos descritos con anterioridad, de izquierda a derecha, es
decir en la misma dirección de lectura occidental como se
indica en la siguiente figura: