Aprenda los fundamentos de los algoritmos de programación PLC, que incluyen el procesamiento de señales de interruptor, señales analógicas y de pulso, en esta guía completa diseñada para profesionales de la automatización industrial.
En el mundo de la programación PLC, dominar los tres tipos fundamentales de señales—señales de interruptor, señales analógicas y señales de pulso—es esencial. Al comprender la relación entre estas señales, puede aprovechar todo el potencial de los sistemas PLC para la automatización industrial.
Entendiendo lo Básico
Señales de Interruptor: La Base del Control PLC
También conocidas como señales lógicas, las señales de interruptor representan estados binarios: 0 o 1, ENCENDIDO o APAGADO. Este tipo de control es el más básico y ampliamente utilizado en los sistemas PLC.
- Objetivo: El objetivo del control de señales de interruptor es generar salidas correspondientes según la combinación de las entradas actuales y su secuencia histórica. Esto permite que el sistema opere de manera secuencial, siguiendo un principio conocido como control secuencial.
- Tipos: El control secuencial se puede dividir en operaciones manuales, semi-automáticas y automáticas, con principios de control que varían desde distribuidos hasta centralizados y sistemas híbridos.
Señales Analógicas: Gestión de Datos Continuos
Las señales analógicas representan cantidades físicas que cambian de forma continua, como voltaje, corriente, presión, velocidad y flujo.
- Conversión: Las señales analógicas se convierten a señales digitales usando sensores y transductores. Por ejemplo, un rango de temperatura de 0 a 100°C puede convertirse en un valor digital que varía de 0 a 32767 en un PLC con resolución 1/32767.
- Señales Estandarizadas: Señales como 4–20mA, 1–5V y 0–10V son comúnmente utilizadas. Los módulos de entrada/salida analógica (A/D y D/A) gestionan la conversión entre estas señales y los valores digitales.
- Tipos de Control: El control de señales analógicas, también conocido como control de procesos, incluye control de retroalimentación, control de anticipación, control proporcional y control difuso.
Señales de Pulso: La Fuerza Impulsora para un Control Preciso
Las señales de pulso alternan entre 0 (bajo) y 1 (alto) a frecuencias específicas, lo que las hace ideales para el control de posición, movimiento y trayectoria.
- Aplicación: Por ejemplo, controlar la rotación de un motor paso a paso implica calcular la cantidad de pulsos necesarios. Si el motor requiere 10,000 pulsos por revolución y debe rotar 90 grados, la fórmula sería: Cantidad de Pulsos = Total de Pulsos por Revolución × (Ángulo Deseado ÷ 360°). En este caso, serían 2500 pulsos.
Cálculo de Señales Analógicas
Entender la resolución de las señales y la conversión de datos es crucial para un procesamiento preciso de las señales analógicas.
Rangos y Resoluciones Comunes de Señales Analógicas:
- -10 a 10V: Con resolución 6000, la señal se convierte en -3000 a 3000 (Hex: F448 a 0BB8).
- 0 a 10V: Con resolución 12000, la señal se convierte en 0 a 12000 (Hex: 0 a 2EE0).
- 4 a 20mA: De manera similar, con resolución 12000, el rango es de 0 a 12000.
Consejos Prácticos para Cableado de Entradas Analógicas:
- Utilice cables trenzados blindados, pero evite conectar el blindaje.
- Haga un cortocircuito entre las entradas no utilizadas entre los terminales VIN y COM.
- Aísle las líneas de señal analógica de las líneas de alimentación para reducir las interferencias.
- Utilice filtros cuando las líneas de alimentación sean ruidosas.
- Siempre alimente la unidad CPU antes de la carga, e invierta la secuencia al apagarla.
Cálculo de Señales de Pulso
Las señales de pulso son esenciales para controlar motores paso a paso, motores servo y otros dispositivos de precisión. A continuación se presentan los métodos de control comunes:
Control de Ángulo para Motores Paso a Paso:
- Determine el número total de pulsos necesarios por revolución.
- Calcule el porcentaje del ángulo utilizando la fórmula: Cantidad de Pulsos = Total de Pulsos por Revolución × (Ángulo Establecido ÷ 360°).
Control de Distancia para Motores Paso a Paso:
- Calcule la circunferencia del rodillo utilizando su diámetro: Circunferencia = Diámetro × π.
- Determine la cantidad de pulsos necesarios para la distancia establecida: Cantidad de Pulsos = Distancia Establecida ÷ (Circunferencia ÷ Pulsos por Revolución).
Control de Posición:
Este combina control de ángulo y distancia para ejecutar movimientos precisos.
Consideraciones para Motores Servo:
Los motores servo requieren cálculos adicionales para las relaciones de engranajes electrónicos y las relaciones de reducción para tener en cuenta las configuraciones internas.
Técnicas Avanzadas para Programación PLC
Consejos para la Configuración de Control Expert:
- Configurar Modos Redundantes: Habilite el «Hot Standby» para sistemas críticos.
- Sincronizar Datos: Defina datos críticos para una sincronización eficiente y reduzca la carga en la red.
- Probar Tiempos de Cambio: Utilice herramientas de simulación para probar los tiempos de respuesta y optimizar el rendimiento.
Por qué los Algoritmos de Programación PLC Son Importantes
Comprender estos algoritmos fundamentales permite a los ingenieros desbloquear todo el potencial de los sistemas PLC, mejorando la eficiencia, precisión y fiabilidad en la automatización industrial. Desde la gestión de señales analógicas complejas hasta la ejecución de controles de pulso precisos, dominar estas técnicas garantiza operaciones sin interrupciones en diversas aplicaciones.
