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  Prólogo Este curso de Autómatas Programables está pensado para cualquier persona que desee conocer un poco más en profundidad el mundo de los automatismos, sus posibilidades en cualquier entorno (industrial, doméstico, a medida, etc) y su funcionamiento, tanto a nivel de material (hard) como de programación (soft). Es evidente pensar que todo el desarrollo del curso es aplicable en la actualidad, en todos los aspectos.

Durante esta última década, el Autómata Programable se ha implantado de tal manera que me he permitido eliminar el término Industrial (Autómata Programable Industrial).

La meta personal está en eliminar el mito que existe alrededor del autómata y transmitir lo que, hoy día, está al alcance de cualquiera que tenga inquietudes técnicas. Es posible que durante el desarrollo del curso se aprecien conceptos obvios, no os alarméis, quiero dar cabida al mayor número de personas.

  Autómatas, Generalidades Basándonos en equipos actuales, un Autómata Programable (AP) se puede definir como un equipo electrónico el cual realiza la ejecución de un programa de forma cíclica. La ejecución del programa puede ser interrumpida momentáneamente para realizar otras tareas consideradas más prioritarias, pero el aspecto más importante es la garantía de ejecución completa del programa principal.

La potencia de un AP está directamente relacionada con la velocidad de ejecución del programa y las variables tratadas. Un AP del mercado actual tarda unos 0,15 ms por cada Kinstrucciones, o sea que el resultado es perfecto para el control de cualquier automatismo. El fin de dicha ejecución es provocar el cambio de las variables tratadas. Este cambio sobre las variables se realiza antes, durante y al final del programa. Antes del programa se realiza la lectura de las Entradas (inicio de ciclo), al final se realiza la escritura de las Salidas (fin de ciclo y enlace con el inicio). Durante la ejecución del programa se realiza la lectura y/o escritura de las variables internas según el contexto programado.

Otro punto importante es la programación del AP. Se tiende a pasos agigantados a programar con software para PC actuales, se utilizan entornos gráficos intuitivos, agradables, conocidos..... como.... (queramos o no) Windows. Esto implica un conocimiento, en la mayoría de los casos, medio del entorno; amén de un ordenador, casi siempre, portátil con el fin de depurar el programa desarrollado en la propia instalación. O sea que requiere un desembolso, en medios, aparentemente importante. Otra forma de programar es una pequeña consola (llamada Pocket) la cual nos va a permitir una mayor autonomía; el desembolso, en un principio es menos costoso que un ordenador. El mayor problema estriba en que estas consolas, hoy día, están pensadas para programar AP pequeños (de hasta 48 E/S). Es evidente que en AP superiores una programación con estas consolas se convierte en un proceso tedioso ya que se visualizan, normalmente, una o dos líneas del programa escrito. Estas consolas sí tienen utilidad, para modificar datos, bien de autómatas pequeños como de un calibre superior.

Una visión global de un automatismo nos define varios conceptos:

	1 Una alimentación principal del sistema
	2 Una adquisición de datos del estado de la instalación o del proceso (Entradas)
	3 Un proceso (tratamiento) de esos datos (AP) (antes relés)
	4 Un resultado plasmado sobre unos accionadores auxiliares (Salidas)
	5 La variación real sobre la instalación o el proceso (movimientos, activaciones, cualquier cambio)

De forma paralela existe un diálogo llamado hombre-máquina el cual va a permitir modificar a conveniencia el proceso. Este diálogo se realiza a través de simples pulsadores, interruptores, pedales, etc; o bien a través de algún terminal (teclas) o/y ordenador.

Lo que nunca va a ser sustituído por un AP son los puntos 1 y 5, es decir un AP es un equipo de control, con unas salidas que soportan más o menos intensidad, es por esto que en casi todos los procesos, las salidas accionan auxiliares (principalmente relés) y éstos a cargas (resistivas o inductivas) de una potencia mayor.

 

  Descripción Básica del Hardware Existen AP compactos y modulares.

       Compactos:

Este tipo de autómatas, llamados en el mercado Nanoautómatas, nos van a permitir programar hasta 48 E/S. Son autómatas potentes a nivel de programación y comunicaciones con equipos externos, sobre todo terminales de diálogo. Están pensados para aplicaciones pequeñas pero no olvidemos que disponen desde cálculos matemáticos básicos, hasta calendario real con la posibilidad de activar variables en función del tiempo, o sea durante un determinado espacio de tiempo, desde segundos hasta años. Además de la memoria de trabajo, RAM , disponen de otra memoria EEPROM o FLASHRAM la cual permite asegurar la salvaguarda del programa por tiempo ilimitado. Para la alimentación de sus entradas, ofrecen una tensión de 24Vcc y unos 250mA, para mayores consumos (detectores y fotocélulas principalmente) se implementa una fuente externa de mayor calibre. Casi todos disponen de la posibilidad de utilizar algunas de sus entradas como entradas rápidas y detectar impulsos desde 100us; o bien de utilizarlas como contadores rápidos hasta 10 kHz., tienen también salidas especiales para generar impulsos para control de motores paso a paso o equipos que requieran impulsos de una frecuencia rápida, normalmente hasta 5 Hz. Existen en el mercado nanoautómatas que disponen de un diálogo autómatico entre ellos; es digno de reseñar las características de esta comunicación interautómatas integrada en el propio equipo; se conectan varios equipos con sólo 2 hilos y hasta 200 metros, ideal para intercambio de información en instalaciones o líneas más o menos lejanas entre ellas. La programación se realiza con soft de programación o con terminales dedicados. Características principales:

	Memoria de 1K, unas 1000 instrucciones
	Reloj calendario
	32 Temporizadores, 16 Des/Contadores, registros LIFO/FIFO, programadores cíclicos
	Control analógico externo
	Programación: Lista de instrucciones, Contactos, Grafcet
	Protección del programa (Sin posibilidad de acceso)
	Conversión BCD a Binario (reversible)
	Saltos de programa condicionados
	Además de operaciones matemáticas básicas, raiz cuadrada y exponenciación
	Entrada RUN/STOP, Salida de seguridad o defecto
	Posibilidad de Entrada o Salida analógica
	Variables numéricas de 16 bits, constantes
	Información de sistema (bits y palabras Sistema)
	La principal característica es el precio, cada vez más bajo

       Modulares:

Los autómatas modulares son los que permiten una ampliación de sus posibilidades, es decir; se amplian con los diferentes módulos que se necesiten. Estos módulos suelen ser de:

	ENTRADAS DIGITALES o ANALOGICAS
	SALIDAS ïdem
	E/S COMBINADAS
	COMUNICACIONES
	CONTAJE RAPIDO
	EJES
	REGULACION
	PESAJE
	FUNCIONES ESPECIALES

 

El autómata se compone de un chasis principal, en el cual están alojados los diferentes módulos, éstos son limitados, principalmente en número, en función de las características del AP o CPU (Unidad Central). Dentro de una gama de un mismo autómata pueden existir varios tipos de (*)Chasis o Racks, (*)Unidades centrales(CPU), (*)Fuentes de alimentación (FA), y (*)módulos (especiales o no), lo que sí debe de existir siempre es lo marcado con (*); el orden que se utiliza normalmente es FA-CPU-MODULOS, todos estan sujetos físicamente al RACK y, lógicamente al BUS de comunicación que se genera entre ellos. Hoy día practicamente todos los autómatas utilizan BUS Serie, el cual permite una distancia mayor entre los Racks y, por supuesto, un soporte de diálogo entre ellos más simple (2 ó 4 hilos trenzados y apantallados o cable coaxial). Los chasis son desde 2 hasta 10 emplazamientos, los hay que llevan integrada la FA y la CPU. Existen FA de varios calibres eléctricos (en función de los consumos de los módulos), existen CPU más o menos potentes, con más o menos memoria, esto permite disponer de autómatas practicamente a medida ................................

  Noción de Tiempo de Ciclo Se llama Tiempo de Ciclo (TC) al tiempo que  PERIFÉRICOS
    Los periféricos tarda el AP en realizar un ciclo completo, es decir desde que LEE las Entradas hasta que ESCRIBE las salidas. El Perro de Guardia controla este tiempo y si en alguna ocasión este tiempo supera al que se ha establecido previamente, el sistema generalmente se PARA (STOP). A esta parada se la llama Salto del Perro de Guardia. De esta forma se garantiza que el proceso o la instalación está bajo control.
Hoy día existe la posibilidad de configurar el AP con un tiempo fijo y periódico; de esta forma si el programa tarda menos, espera al final del tiempo establecido. (Ciclo periódico). Hay que tener en cuenta que el programa permite leerse o ejecutarse hacia delante y atrás y entrar en bucle por lo que la activación de salidas no se llevaría a cabo, o sea PROBLEMA

Esta documentación ha sido creada por: avalleandres@usuarios.retecal.es  

 

Mas información: REEA