Lección 4 Arquitectura y Características del PLC Lección 5

PLC - Controladores Lógicos Programables
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Lección 4
Arquitectura y
Características del PLC
Capacidad de memoria
Características de los contadores
Características de los temporizadores
Resolución de los conversores ADC y DAC
Reloj de tiempo real
Ciclo de funcionamiento del PLC
Modos de operación del PLC
Tiempo de proceso
Lección 5
Estructura Externa
Estructura Externa
Entradas Digitales y Salidas Digitales
Nomenclatura de las Entradas y Salidas
Naturaleza de los Circuitos de Entradas Digitales
Naturaleza de los Circuitos de Salidas Digitales
Corriente de los Circuitos
Semana 2 - Módulo 1
-1-
-2-
PLC - Controladores Lógicos Programables
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Otros Tipos de Entradas y Salidas
Fuente de Poder
Controles de Operario
Interfaz de Programación
Módulos de Expansión
Lección 6
Estructura Interna
Unidad Central de Procesos CPU
Unidad Lógica y Aritmética ALU
Unidad de Control Registros
Bus Datos
Bus Direcciones
Bus de Control
Memoria
Memorias de Solo Lectura
Memorias de Lectura-Escritura
Clasificación de Volatilidad
Clasificación Funcional
Puertos
Módulos
Contadores
Temporizadores PWM
Conversor Digital - Análogo
Conversor Análogo - Digital
Comunicaciones Seriales
Bus de Campo (Field Bus) o
Redes de Aplicación Industrial:
Módulo 1 - Semana 2
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Lección 3
Arquitectura y
Características del PLC
A continuación, a manera de complemento al estudio de la arquitectura del PLC,
se presentan algunos tópicos que deben tener en cuenta los programadores de
aplicaciones.
Ancho de la Memoria
Número de bits que conforman una posición de memoria; es usual que las
memorias tengan anchos de 8 o 16 bits. En la tabla a continuación, se presentan
las denominaciones dadas a grupos de bits; son nombres convencionales en el
mundo informático, así como en la vida cotidiana, llamamos docena a un grupo
de doce.
Número de
bits
4
8
16
32
Denominación
Símbolo
Nibble
Byte
Word
Doble Word
B
W
DW
Cabe aclarar, que el término Word es usado implícitamente para grupos de 16
bits, sin embargo, cuando un fabricante utiliza grupos de bits no descritos en
la tabla anterior puede emplear la expresión para describir el grupo siempre y
cuando haga la salvedad de a cuantos bits se esta refiriendo en sus documentos.
Por ejemplo, en el caso de memorias con ancho de 14 bits, se pueden mencionar
como palabras (Words) de 14 Bits.
Semana 2 - Módulo 1
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-4-
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Capacidad de Memoria
Indica la cantidad de posiciones que posee la memoria. Para estas cantidades
también existen convenciones:
Cantidad
1.024
1’048.576
1’073’741.824
Denominación
Kilo
Mega
Giga
Símbolo
K
M
G
Los valores de capacidad y ancho se integran en una sola notación. Por
ejemplo, si una memoria tiene 2.048 posiciones con un ancho de 8 bits se dice
que su capacidad es de 2K Bytes o 2KB. A esta última, se le puede agregar la
especificación del tipo de memoria. Así se puede hablar, por ejemplo, de una
RAM de 8MB.
Características de los Contadores
Existen dos tipos de Contadores: los Implementados en Memoria (llamados
simplemente contadores) que ejercen la función de contar por medio de ordenes
del programa de usuario y los Rápidos (o Módulos Contadores) que cuentan de
manera automática sin la necesidad de ordenes de programa.
Para que un Contador Implementado en Memoria cuente los flancos ascendentes
presentes en la entrada I1.3 se escribe en el programa la siguiente instrucción:
SI I1.3 = FLANCO ASCENDENTE, ENTONCES INCREMENTE CONTADOR 1.
Si antes de que se ejecute la instrucción han ocurrido dos flancos, dos eventos,
el contador sólo se incrementaría en 1 y no en 2, como sería lo correcto; un
contador rápido no presenta este problema.
Los contadores permiten establecer los siguientes parámetros de configuración
de desempeño:
Módulo 1 - Semana 2
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Conteo
Ascendente
Conteo
Descendente
Valor Inicial
Módulo de
Conteo
Cargar Valor
Inicial
Reset
La cuenta se incrementará cada vez que llega un pulso de
conteo a su entrada.
La cuenta descenderá cada vez que llega un pulso de
conteo a su entrada.
Establece el valor de inicio de la cuenta.
Indica el valor de la cuenta, en el cual el contador reinicia
su ciclo de conteo. Por ejemplo, un contador ascendente de
módulo 60 y valor inicial 0 (cero), contará desde 00 (doble
cero) hasta 59 cíclicamente. Es decir, el valor que sigue a
59 es 0 (cero). Tenga presente que se dice módulo 60 pues
entre 00 (doble cero) y 59 hay 60 pasos.
Ordena que el valor establecido como inicial se cargue a la
cuenta.
Inactiva el contador, y la cuenta inicia en 0 (cero).
Semana 2 - Módulo 1
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Tipos de salida de un contador:
Q: indica que el contador ha vuelto a la cuenta 0 después de alcanzar el valor del
módulo de conteo.
Cont: contiene el valor de la cuenta, dependiendo de las opciones disponibles
este valor se puede leer en binario, BCD, etc. Vea en un bloque funcional como
trabaja un contador:
Rango de los Contadores:
Indica cuantos pasos distintos de cuenta puede tener un contador, se presenta
como un valor entero o en el número de bits que componen el registro de conteo.
En la tabla a continuación, se presenta el número de bits y el rango de conteo
correspondiente.
Los contadores se ubican en cascada para obtener rangos superiores a los
disponibles.
Módulo 1 - Semana 2
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Características de los Temporizadores
Su función es la de efectuar un retardo durante un tiempo t. Poseen una entrada
de disparo (Trigger), una entrada de reposición R y una salida de temporizador
Q. Los tipos más comunes de temporizadores son: Por Impulso, de Retardo de
Conexión, de Retardo de Desconexión y Monoestable.
Temporizador por Impulso
La salida se activa a partir del momento en que se activa la señal de disparo y
sigue así por un tiempo t. La duración del disparo debe ser mayor o igual a t, de
lo contrario la temporización se suspende.
Temporizador de Retardo de Desconexión
La salida se activa desde el momento en que se presenta la señal de disparo, y
se desactiva un tiempo t después de desaparecer el disparo.
Temporizador Monoestable
La salida se activa en el momento en que se presenta el disparo y esta activa
durante t segundos sin importar la duración que tenga el pulso de disparo.
Semana 2 - Módulo 1
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Resolución de los Conversores
Análogo/Digital - ADC
El Conversor ADC es un componente obligado de las entradas análogas; el
resultado de la conversión es un valor numérico directamente proporcional a la
amplitud de la señal análoga presente en la entrada.
En cualquier caso se aplica la fórmula siguiente:
Resolución = Rango / 2 ^ # de bits
La amplitud de la señal en la entrada se calcula por:
Valor de Entrada = Resolución *Resultado numérico
Resolución de los DAC
Para las salidas digitales las consideraciones de resolución son igual que para
las entradas digitales.
La amplitud de la señal de salida sería:
Valor de Entrada = Resolución *Entrada numérica
La resolución de los Conversores ADC y DAC depende del número de bits que
conforman el registro numérico y el rango admisible en la entrada/salida análoga,
como se muestra en la siguiente tabla :
Rango de Entrada/
Rango de Salida
0 – 10 V
-10 – +10 V
0 – 20 mA
Módulo 1 - Semana 2
# de bits
13
13
16
10
13
16
10
13
16
Rango
Resolución Conversores
Numérico
ADC y DAC
0 – 1023
9.76 mV
0 – 8191
1.22 mV
0 – 65.535
0.152 mV
0 – 1023
19.55 mV
0 – 8191
2.44 mV
0 – 65.535
0.305 mV
10 0 – 1023
19.55 µA
0 – 8191
2.44 µA
0 – 65.535
0.305 µA
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Reloj de Tiempo Real -RTCReloj Calendario de presencia obligatoria en todos los PLC modernos, permite
consultar fechas (año, mes, día) y horas (hora, minutos, segundos, milisegundos)
actuales y programar tareas para que ocurran en determinada fecha y hora; su
funcionamiento no depende del estado de alimentación de energía del sistema
pues cuenta con una pila eléctrica interna.
Ciclo de Funcionamiento del PLC
Memoria Imagen de Entradas:
Bloque de memoria que contiene el estado de las entradas digitales del PLC.
Cuando se ejecuta alguna instrucción que debe comprobar el estado de una
entrada digital, en realidad se revisa el valor correspondiente en la memoria
imagen y no el del circuito de entrada.
Dado que la señal del circuito de entrada puede cambiar de valor en cualquier
momento, la memoria imagen mantiene un único valor para ser usado por el
programa y hacer que este se ejecute de manera coherente.
De lo contrario, ocurrirían inconsistencias que afectarían gravemente la lógica de
control y por ende el sistema físico bajo control.
Semana 2 - Módulo 1
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A continuación se desarrolla un ejemplo que justifica su existencia.
Se programa el encendido simultáneo de dos motores: uno conectado a la
salida
QØ.Ø Y EL OTRO A QØ.1, A PARTIR DEL MOMENTO
EN QUE EL PULSADOR ACOPLADO A LA ENTRADA IØ.Ø SE ACTIVA.
Si el PLC no usa memoria imagen podría ocurrir lo siguiente:
El resultado: Fallo en el programa.
Si el PLC usa memoria imagen:
El resultado: el programa se ejecuta conforme lo programado.
Memoria Imagen de Salidas:
Bloque de memoria que contiene los valores que el programa desea que estén
presentes en los circuitos de salidas digitales. De hecho el programa actúa sobre
las salidas, indirectamente, a través de la memoria imagen de salidas.
Módulo 1 - Semana 2
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Modos de Operación del PLC
Los cuatro son los modos de operación genéricos de los PLC: RUN, STOP,
ERROR y POWER-ON.
RUN: El PLC ejecuta el programa de usuario como modo normal de operación,
se cumple el ciclo de funcionamiento explicado con anterioridad.
STOP: El PLC ignora el programa de usuario y efectúa sus programas internos.
En éste modo el usuario puede monitorear y / o programar el PLC desde un
PC.
ERROR: El PLC detiene la ejecución del programa de usuario, pues sus
programas internos encuentran un error de programación o de hardware.
Como en el caso del modo STOP, se inactiva todas las salidas y no se
permite llevar a acabo el modo RUN hasta tanto no se resuelva el problema
que causó el error.
POWER-ON: Este modo ocurre a partir del momento en que se energiza
el PLC; este utiliza el modo POWER-ON para autoconfigurarse y hacer
comprobaciones de estado del sistema. Una vez realizadas las rutinas
de inicio asumen según las condiciones del sistema, uno de los otros tres
modos.
Las reglas siguientes permiten que el programa interno pase de un modo a otro
el PLC:
Pasa a modo ERROR desde cualquiera de los otros tres modos, si se ha
encontrado un error.
De modo STOP a RUN y viceversa según se indique en el control de
operario dispuesto para tal fin o desde el PC.
De modo POWER-ON a modo STOP o RUN según se indique en el control
de operario dispuesto para tal fin o desde el PC.
Sale de modo ERROR a modo STOP o RUN según se indique en el
control de operario dispuesto para tal fin o desde el PC, una vez se haya
solventado el error.
Semana 2 - Módulo 1
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Tiempo de Proceso
Se llama tiempo de proceso del PLC, a aquel que se lleva en realizar un ciclo de
funcionamiento, es decir, es el tiempo que tarda desde que se carga la memoria
imagen de salidas hasta que nuevamente se vuelve a cargar. Esta medida indica
que tan rápido puede ser un PLC y para que aplicaciones sirve.
El tiempo de proceso de los PLC está en el orden de las decenas de milisegundos,
aunque en los más modernos es del orden de las unidades de milisegundos.
Reflexiones sobre lo visto
Módulo 1 - Semana 2
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Estructura Externa
El PLC es una unidad electrónica que reemplaza a los dispositivos auxiliares
de automatización y control desempeñando él mismo toda la lógica de
automatización.
Está compuesto por:
•
•
•
•
•
•
Entradas y Salidas Digitales
Fuentes de Poder.
Carcasa.
Control de Operario.
Interfaz de Programación.
Módulos de Expansión.LCCL 150
PLC CL 150
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
Indicaciones LED (diodo luminoso)
Interuptor Basculante Stop / Run...
Pulsador Copy / Battery
Interfaz V.24 para Conexión de Aparatos de Programación
Campo de Escritura para Entradas Digitales
Indicación de Estado para Entradas Digitales
Salidas de 24V para Abastecimiento de Sensor.
Entradas Digitales
Campo de Escritura para Salidas Digitales
Indicación de Estado para Salidas Digitales
Salidas Digitales
Potencial de Referencia de OV para Actuadores
Conector de Enchufe para Conexión de los Módulos B-10
Abastecimiento de OV para actuadores
Potencial de Referencia de OV para Tensiones de Abastecimiento
Tierra Funcional
Semana 2 - Módulo 1
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Entradas y Salidas Digitales
Los PLC están provistos de entradas y salidas digitales que les permite
conectarse a las diversas señales y actuadores de una aplicación especifica.
A las entradas se conectan diversos tipos de interruptores los cuales serán
activados por el operario o directamente por la máquina, del tipo fin de carrera.
De igual manera, se admite la conexión de sensores.
Cuando se conecta un interruptor o sensor a una entrada, simplemente se está
permitiendo que la tensión eléctrica del punto común se presente en la entrada
cuando el interruptor está cerrado y que se ausente si el interruptor está abierto.
PLC CL 150
A las salidas es usual acoplar lámparas, bobinas de contactores, de relevos,
de electro válvulas, entre otros. El PLC activa una salida al colocar un voltaje al
elemento colocado en el circuito. Como se aprecia en la gráfica, el circuito de
salida también incluye un punto común.
Para el caso que estamos estudiando, tanto las salidas como las entradas
admiten dos tipos de valores de tensión eléctrica: presente (activa) o ausente
(inactiva). A esta bivalencia en los valores de tensión se le llama binaria; pues
sólo puede reconocer dos valores distintos de señal; a las entradas y salidas
binarias también se les llama entradas y salidas digitales.
Módulo 1 - Semana 2
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Nomenclatura de las
Entradas y Salidas Digitales
Para designar las entradas y salidas digitales, éstas se agrupan en conjuntos de
8 bits (octetos) numerados consecutivamente: 0, 1,2…7.
Por su parte, cada uno de los bits de un octeto se numera del 0 al 7.
Tanto los octetos como los circuitos son separados por un punto. A las entradas
digitales suele anteponerse la letra I y a las salidas la letra Q.
Ejemplo:
Tenemos dieciocho salidas digitales, estas se repartirían es tres octetos: 0, 1 y 2;
cada uno de los bits de un octeto se numera del 0 al 7. Como son salidas se les
antepondría la letra Q. En conclusión se nominarían:
Q0.0, Q0.1, Q0.2, Q0.3, Q0.4, Q0.5, Q0.6, Q0.7,
Q1.0, Q1.1, Q1.2, Q1.3, Q1.4, Q1.5, Q1.6, Q1.7, Q2.0 y Q2.1.
Semana 2 - Módulo 1
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Naturaleza de los Circuitos de Entradas Digitales
Las entradas digitales se caracterizan por rangos de tensión, que dependiendo
del fabricante pueden asumir los siguientes valores AC o DC en voltios: 0 – 24; 0
– 48; 0 –110; El rango más frecuente de los PLC es 0 – 24.
Las entradas digitales requieren de un aislamiento galvánico entre el circuito
interno del PLC y el externo, para lo cual se utilizan generalmente opto
aisladores.
Naturaleza de los Circuitos de Salidas Digitales
La salida digital más simple, que ofrece aislamiento galvánico es la de contacto
normal abierto de relé, pero también son frecuentes las salidas a transistor las
cuales pueden ser de tipo NPN o PNP.
La anterior clasificación determina el modo en que se pueden conectar las
salidas. Es necesario tener claro este concepto al momento de hacer el diseño de
aplicaciones. La polaridad del punto común determina la situación de las cargas
del circuito.
Módulo 1 - Semana 2
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Corriente de los Circuitos
La máxima corriente que puede fluir por los circuitos de salida depende de cada
fabricante, pero en general no es superior a los 0.5 amperios por circuito.
Semana 2 - Módulo 1
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PLC - Controladores Lógicos Programables
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Otros Tipos de Entradas y Salidas Digitales
La complejidad de las aplicaciones de automatización requiere además de
otro tipo de entrada y salida proporcionada por el PLC ésta es la análoga, o
proporcional; que se utiliza para el acople de instrumentos.
Los rangos de trabajo principalmente son: 0 – 10v y 4 - 20 miliamperios.
Fuente de Poder
Suele ser de 24 voltios, suministra los voltajes y corrientes necesarios
para alimentar tanto al PLC como a sus circuitos auxiliares.
Carcasa: permite la instalación del PLC en racks o rieles, cada fabricante utiliza
su propio método de instalación y por lo tanto no siempre es posible intercambiar
módulos de PLC de distintas marcas.
Módulo 1 - Semana 2
PLC - Controladores Lógicos Programables
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Controles de Operario
Están dispuestos en la carátula del PLC,
permiten al operario parar o continuar la
ejecución del programa. A éste conjunto se
suman las indicaciones luminosas.
Interfaz de Programación
La interfaz de comunicación permite la
transferencia del programa desde un
programador de mano específico para el PLC
o computador personal provisto del software
adecuado.
Semana 2 - Módulo 1
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PLC - Controladores Lógicos Programables
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Módulos de Expansión
Los módulos de expansión permiten ampliar el número de entradas y salidas que
posee el PLC, cuando la capacidad de éste no cumple con los requerimientos de
una aplicación de automatización.
Algunas de las características técnicas de los módulos de expansión son:
• Entradas y salidas digitales.
• Entradas y salidas análogas tipo 4 a 20 miliamperios.
• Entradas y salidas análogas tipo 0-10 voltios.
• Expansión de memoria.
• Conexión a redes de datos industriales (buses de campo).
Cuando el PLC se encuentra conformando un conjunto con los módulos de
expansión recibe el nombre de Unidad Principal.
Ejemplo de Aplicación:
Una etapa de un proceso de fabricación, esta dedicada a desplazar piezas, entre
dos bandas transportadoras (B1 y B2), con ayuda de elevadores accionados
mediante cilindros neumáticos.
Para lo cual se dispone de un elevador basado en un cilindro neumático (Z1).
Cuando el elevador llega a su altura máxima, otro cilindro (Z2) empuja la pieza
hasta la segunda banda transportadora ubicada a una altura mayor.
Módulo 1 - Semana 2
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Para el caso se necesita de Sensores y Actuadotes:
8 S0, detector de proximidad que se activa cuando la pieza está ubicada
sobre la plataforma del elevador.
8 S1 y S2 sensores de fin de carrera del cilindro Z1.
8 S3 y S4 sensores de fin de carrera del cilindro Z2.
8 Y1, actuador de la electroválvula 3/2 vías para comandar al cilindro Z1.
8 Y2, actuador de la electroválvula 3/2 vías para comandar al cilindro Z2.
Asignación de Circuitos:
Los sensores y actuadotes requeridos son asignados a los circuitos de entrada y
salida del PLC seleccionado para la aplicación, con ayuda de la siguiente tabla:
Símbolo
Circuito
S0
I0.0
S1
I0.1
S2
I0.2
S3
I0.3
S4
I0.4
Y1
Q0.0
Descripción
Detector de proximidad. Determina que
hay una pieza lista para ser elevada.
Detector fin de carrera. Determina que el
cilindro Z1 se halla en su posición inicial.
Detector fin de carrera. Determina que el
cilindro Z1 se halla en su posición final.
Detector fin de carrera. Determina que el
cilindro Z2 se halla en su posición inicial.
Detector fin de carrera. Determina que el
cilindro Z2 se halla en su posición final.
Electro válvula 3/2 vías. Activa al cilindro
Z1.
Semana 2 - Módulo 1
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PLC - Controladores Lógicos Programables
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Y2
Q0.0
Electro válvula 3/2 vías. Activa al cilindro
Z2.
Esquema de Conexiones
A continuación se realiza el esquema de conexión teniendo en cuenta la
asignación de circuitos y la fuente de poder.
Los sensores y actuadotes requeridos son asignados a los circuitos de entrada y
salida del PLC seleccionado para la aplicación, con ayuda de la siguiente tabla:
Módulo 1 - Semana 2
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Semana 2 - Módulo 1
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Estructura Interna
Un PLC está compuesto netamente por dispositivos electrónicos cuya
configuración se asemeja a la de un pequeño computador o procesador digital. La
arquitectura interna del PLC se divide en cuatro grandes partes: CPU, Memoria,
Puertos y Módulos.
Unidad Central de Proceso – CPU
Lleva a cabo la mayoría de los procesos del sistema, su desempeño depende de
una lista de ejecución que se provee, denominada programa. Los programas que
se ejecutan son dos, el primero de autoconfiguración cuando el sistema arranca y
el segundo de usuario, diseñado para una aplicación específica. Por lo general la
CPU viene integrada en un chip semi-conductor caso en el cual recibe el nombre
de micro-procesador.
Los principales componentes funcionales de la CPU son:
La Unidad Lógica y Aritmética - ALU: Realiza operaciones aritméticas como:
suma, resta, multiplicación, comparación, desplazamiento, entre otras, y
operaciones lógicas como: AND, OR, EXOR, NOT, entre otras.
Módulo 1 - Semana 2
PLC - Controladores Lógicos Programables
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La Unidad de Control: Se encarga de: a) Sincronizar las tareas de la CPU,
b) Determinar todas las rutas por las cuales fluirá la información a través
de los buses, y c) Interpreta el programa. La Unidad de Control, tiene
como salidas, centenares de líneas de selección, invasión y conmutación
requeridas por los diferentes elementos de la CPU. Su función es habilitar
los niveles lógicos adecuados a tiempos y secuencias precisos, con el fin de
ejecutar una instrucción completa.
La entrada de la Unidad de Control cuenta con un decodificador de
instrucciones que recibe el código binario correspon-diente a una
instrucción de programa. La principal tarea de la Unidad de Control es leer
secuencialmente los códigos de instrucción de la memoria del programa y
hacer que el resto de la CPU ejecute dichas instrucciones.
Lenguaje de Máquina: El programa a ejecutar es recibido por la CPU en
código binario o lenguaje de máquina.
Banco de Registros: Es una pequeña memoria interna de la CPU que
almacena los datos temporales necesarios para la ejecución del programa.
Buses: Caminos por los cuales fluye la información hacia los distintos
componentes de la CPU. Los Buses se clasifican en:
Bus de Datos: Canal que lleva y trae datos desde y hacia la memoria, los
registros internos, la ALU y los puertos.
Bus de Direcciones: Lleva valores de dirección hacia la memoria y el bus de
direcciones externo.
Bus de Control: Pone señales de control en los diversos bloques
funcionales.
Semana 2 - Módulo 1
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Memoria
Almacén de información del sistema. Contiene datos numéricos en código
binario y está dividida en posiciones de memoria, a cada una de las cuales le
corresponde una dirección de memoria, cada posición de memoria es un arreglo
de una determinada cantidad de bits (8 o 16 bits).
Las posibilidades de acceso se clasifican en:
Memorias de Solo Lectura
Se utilizan para almacenar programas y datos constantes; La manera como
están dispuestos los circuitos en la CPU determinan que solo se pueda leer
su contenido. Existen Memorias de Solo Lectura de los siguientes tipos:
Memoria de Solo Lectura - ROM (Read Only Memory): Son
grabadas por el fabricante del chip y su información no puede ser alterada.
Memoria de Solo Lectura Programable – PROM (Programmable
Read Only Memory): Salen de la fábrica en blanco para ser programadas
por el usuario por una sola vez.
Módulo 1 - Semana 2
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Memoria de Solo Lectura Programable y Borrable - EPROM
(Erasable Programmable Read Only Memory): Se diferencia de las
PROM en que pueden ser borradas y reprogramadas; generalmente el
borrado se efectúa con radiación ultravioleta.
Memoria de Solo Lectura Programable y Borrable Eléctricamente
- EEPROM - (Electrically Erasable Programmable Read Only
Memory): Estas memorias de solo lectura, no se extraen del circuito de
aplicación para borrarlas y programarlas de nuevo, ellas pueden borrarse y
grabarse en tarjeta, si la aplicación posee los circuitos apropiados, utilizando
impulsos de voltaje adecuados.
Memoria EPROM Rápidas - FLASH EPROM (Flash Erasable
Programmable Read Only Memory): Son en la actualidad más
utilizadas que las EEPROM por contar con mejores características de
capacidad de almacenamiento y tiempo de acceso.
Memorias de Lectura-Escritura
Memoria de Acceso Aleatorio - RAM (Random Access Memory): Utilizadas
universalmente para almacenar datos variables que son escritos y leídos
por la CPU. No obstante, las memorias del tipo EEPROM y FLASH EPROM
pueden hacer las veces de memorias de lectura escritura.
Clasificación de Volatilidad
Otro criterio de clasificación de las Memorias tiene que ver con la Volatilidad
de sus datos.
Una Memoria es No Volátil cuando al quitarle la energía de alimentación sus
datos no se borran, en este grupo se incluye a las memorias de solo lectura,
enunciadas anteriormente.
Por el contrario, las Memorias Volátiles pierden la información almacenada
cuando se les suprime la alimentación de energía, las RAM son un ejemplo
de memorias Volátiles .
Semana 2 - Módulo 1
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PLC - Controladores Lógicos Programables
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RAM No Volátiles – NOVRAM: Son RAM en cuyo chip se adosa una
pila con fin de sostener la información mientras el sistema no cuenta con
energía.
Clasificación Funcional
La clasificación funcional hace referencia a lo que contiene la memoria, que bien
puede ser un programa o unos datos. Esta diferenciación se debe a que los
procesadores de alto desempeño usan buses de acceso a memoria separados,
es decir, que leen el programa por un camino y acceden a los datos por otro.
Puertos
Los puertos habilitan la comunicación de la CPU con otros dispositivos distintos
a las memorias.
De hecho, las Entradas / Salidas Digitales del PLC están acopladas a los puertos
de la CPU por medio de circuitos de acoplamiento, estos últimos permiten que
haya una adecuación desde los niveles de voltajes del sistema interno del PLC
hasta los niveles de tensión y corriente eléctricas requeridos en los entornos
industriales.
Módulo 1 - Semana 2
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Módulos
Se denomina Módulos a los puertos con un mayor grado de sofisticación
que la simple transferencia de datos binarios. Los Módulos, son dispositivos
especializados diseñados de manera autónoma con muy poca intervención de la
CPU. Algunos tipos de módulos son:
Contadores:
Son módulos basados en contadores digitales capaces de contar eventos
externos en su entrada.
Semana 2 - Módulo 1
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PLC - Controladores Lógicos Programables
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Temporizadores:
Básicamente son los mismos contadores pero en lugar de contar eventos
externos, la señal de entrada proviene de un generador interno de
frecuencia fija, que hace que el contador se incremente en periodos iguales.
Como la magnitud del periodo es el tiempo, entonces, al contar pulsos en
realidad se está contando el paso del tiempo.
Ejemplo: el generador de reloj de la figura provee pulsos cada 0,1 segundos, una
temporización de 2,3 segundos se logrará cuando el contador ha alcanzado el valor 23.
Generador Modulador por Ancho de Impulso - PWM (Pulse Width
Modulator):
Una señal PWM es una onda cuadrada de frecuencia constante con un ciclo
útil variable; son de uso frecuente en aplicaciones de control.
Módulo 1 - Semana 2
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Conversor Análogo – Digital (ADC):
Su función es medir una señal análoga y entregar en código binario el
resultado que representa la amplitud de la señal de entrada. El Conversor
Análogo presenta similitudes con un voltímetro digital.
Conversor Digital – Análogo (DAC):
Recibe un valor numérico a la entrada, convirtiéndolo en un valor analógico
correspondiente, a la salida.
Semana 2 - Módulo 1
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PLC - Controladores Lógicos Programables
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Módulos de Comunicaciones Seriales:
Encargados de gestionar la transmisión y recepción de información hacia y
desde otros dispositivos como: PLC, computadores, entre otros.
En la Comunicación Paralela los bits se trasmiten simultáneamente
siendo necesarios tantos hilos como bits conformen el paquete de datos a
transferir. Por el contrario, en la comunicación serial los bits se transfieren
uno a uno a través de dos o tres hilos conductores, razón por la cual debe
preferirse esta última. De hecho, un módulo de comunicación serial es el
que permite la comunicación entre un PC y el PLC para que este pueda ser
programado y/o monitoreado por el usuario. El puerto del PC más usado
para este propósito es el RS232.
Bus de Campo (Field Bus) o Redes de Aplicación Industrial:
Permiten la interacción de datos entre una gran cantidad de dispositivos de
automatización, con base en el uso de diversos protocolos de comunicación
serial. Ejemplos de buses de campo son: CAN, PROFIBUS, BITBUS,
MODBUS, entre otros.
Módulo 1 - Semana 2
PLC - Controladores Lógicos Programables
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Reflexiones sobre lo visto
Semana 2 - Módulo 1
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