Funcionamiento de un PLC
hace 3 años · Actualizado hace 2 años
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FUNCIONAMIENTO DE UN PLC
Es necesario tener siempre en mente que el objetivo de un autómata programable es controlar un sistema en tiempo real, es decir, a grandes rasgos lo que debe realizar el PLC es actualizar “continuamente” el valor de las entradas que le llegan del proceso y de acuerdo al programa de control, actualizar el valor de las salidas también de una forma “continua”. Como se verá en esta sección, la actualización de entradas y salidas no se va a realizar de forma continua sino periódica debido a la forma en que trabaja un computador, pero sí debe hacerse tan frecuentemente como la dinámica del proceso exija.
El lector sin experiencia en la programación de estos dispositivos pero que haya utilizado lenguajes de programación convencionales debe ser especialmente cuidadoso en entender este funcionamiento, ya que las características de los programas va a ser distintas.
Ciclo del autómata programable
La ejecución del programa (o los programas) de usuario de un autómata es cíclica, es decir la secuencia de operaciones incluidas en el programa del autómata se va repitiendo continuamente mientras el autómata continúe en funcionamiento. A grandes rasgos, en cada ciclo de funcionamiento el PLC realiza las siguientes operaciones.
• Lectura de la señales de entrada: se actualiza el valor de cada una de las variables
de la tabla de memoria de entrada con el valor de su correspondiente
señal física conectada al módulo de entrada .
• Ejecución del programa de control: se ejecuta el programa de usuario de
forma secuencial, es decir desde la primera a la última línea de código.
• Escritura de las señales de salida: se actualiza el valor de las señales eléctricas
del módulo de salida con el valor lógico almacenado en la memoria de salida
del PLC.
ASPECTOS IMPORTANTES DE UN CICLO DEL PLC
• La actualización de las salidas o entradas se realiza de forma periódica, una vez por ciclo. Por tanto el tiempo que transcurre entre dos actualizaciones depende de lo que dure el ciclo del autómata. Este intervalo de tiempo se denomina Tiempo de Ciclo (Scan Time). Es obvio entender que este tiempo debe ser lo suficientemente corto para que se detecten todos los cambios que se produzcan en las entradas. Típicamente, el tiempo de ciclo variará desde varios milisegundos a unos pocos cientos de milisegundos dependiendo de la dinámica más o menos rápida del proceso que se esté controlando.
• El valor eléctrico de las señales de entrada puede cambiar en cualquier momento, pero la actualización del valor lógico solo se hace una vez por ciclo, con lo que en determinados momentos este valor lógico puede estar desactualizado.
• Los programas de usuario trabajan exclusivamente con el valor lógico de la memoria de entrada, por tanto, en cada ejecución del programa se trabaja siempre con el mismo valor en cada entrada, independientemente de que en el transcurso de la ejecución del ciclo haya cambiado el valor físico del sensor.
• El valor físico de la salida se actualiza solamente al final del ciclo, independientemente de cuantas veces y donde se asigne valor a la variable lógica de salida dentro del programa.
• Entre otros factores, el tiempo de ciclo depende del tiempo que necesita la ejecución del programa de usuario. Por tanto, hay que tender a programas cortos, lo más secuenciales posible, y evitar dentro de lo posible bucles en los que el programa necesite mucho tiempo de ejecución o incluso pueda quedar atrapado. Es necesario tener siempre presente que el programa debe ejecutarse en un tiempo inferior al tiempo de ciclo máximo que se considere aceptable para cada aplicación.
Las operaciones del autómata que se han presentado hasta el momento son las básicas. Sin embargo, en un autómata, a estas actividades hay que añadirles las siguientes:
• En el arranque del autómata se realiza una verificación del hardware y se inicializan las variables del programa.
• En cada ciclo, el sistema verifica que el programa se está ejecutando en tiempo inferior al establecido como tiempo de ciclo máximo. En caso de que sea superior, el sistema da un aviso o error. Esta tarea la realiza un temporizador interno que recibe el nombre de watchdog.
• También en cada ciclo, el autómata realiza algunas verificaciones relacionadas con las conexiones de entrada-salida y de memoria.
• Finalmente, en cada ciclo se necesita un tiempo para el intercambio de datos con los periféricos que tenga conectado el autómata.
¿CUÁL ES EL TIEMPO DE CICLO DE UN PLC?
En definitiva, el tiempo de ciclo de un autómata va a depender de:
• El código del programa de usuario.
• Número de entradas y salidas.
• Rutinas de chequeo y periféricos.
CONFIGURACIÓN DE LAS TAREAS
En la configuración de tareas, define una o más tareas para controlar y ejecutar el programa de aplicación en el controlador. Cada aplicación debe incluir un objeto de configuración de tareas. Una tarea es una unidad de flujo basada en el tiempo de un programa IEC. Defina una tarea con un nombre, una prioridad y un tipo, que determina qué condición desencadena el inicio de la tarea. Puede definir esta condición ya sea por tiempo (intervalo cíclico, rueda libre) o por la ocurrencia de un evento interno o externo para procesar la tarea. Ejemplos de un evento son el flanco ascendente de una variable de proyecto global o un evento de interrupción del controlador.
TIPOS DE TAREAS EN UN PLC
Modo cíclico
En este modo, la ejecución de los ciclos se realiza de forma periódica con un tiempo fijo entre dos ejecuciones, de modo que dicho tiempo es fijado por el usuario. Lógicamente, dicho tiempo periódico debe ser superior al tiempo necesario por el autómata para ejecutar un ciclo. Es una forma habitual de trabajo cuando en el programa se están controlando variables continuas. De esta manera se fija el tiempo de muestreo del controlador.
Tarea s rápidas
En algunas ocasiones es necesario realizar algunas tareas críticas de control del sistema con una frecuencia mayor a la que marca el ciclo normal de funcionamiento del autómata. Las tareas rápidas se ejecutan periódicamente por interrupciones con una prioridad mayor que el programa principal. El código debe estar diseñado para ejecutarse en un tiempo mucho más corto que el ciclo principal.
Tareas lanzadas por eventos
Son tareas que se ejecutan cuando se cumple una determinada condición, normalmente basada en variables del programa o variables internas del PLC.
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