Modos De Operacion Del Plc

2.6 MODOS DE OPERACIÓN

INTRODUCCIÓN

Los autómatas programables son máquinas secuénciales que ejecutan correlativamente las instrucciones indicadas en el programa de usuario almacenado en su memoria, generando unas órdenes o señales de mando a partir de las señales de entrada leídas de la planta: al detectarse cambios en las señales, el autómata reacciona según el programa hasta obtener las órdenes de salida necesarias. Esta secuencia se ejecuta continuamente para conseguir el control actualizado del proceso.

La secuencia de operación del autómata se puede dividir en tres fases principales:

-Lectura de señales desde la interfaz de entradas.

-Escritura de señales en la interfaz de salidas.

-Procesado del programa para obtención de las señales de control.

A fin de optimizar los tiempos de acceso a las interfaces E/S, se realiza la lectura y escritura de señales simultáneamente para todas las entradas y salidas complicadas, de forma que las entradas leídas se almacenan en una memoria temporal o memoria imagen de entradas, a la que acude la CPU durante la ejecución del programa, mientras que los resultados o señales de mando se van almacenando en otra memoria temporal, o memoria imagen de salidas, según se van obteniendo.

Finalizada la ejecución, estos resultados se colocan en la interfaz de salida de una sola vez.

El Autómata realiza también una serie de acciones comunes que garantizan la seguridad en el funcionamiento, como son los chequeos de memoria y de CPU, comprobación del “watchdog” o reloj de guarda.

Además, y eventualmente, establece comunicación con periféricos exteriores, por ejemplo para volcado de datos en impresora, y ordenadores, conexión con la unidad de programación, etc. comunicación con otros autómatas

Todas estas acciones se van repitiendo periódicamente, definiendo un ciclo de operación que necesita de un cierto tiempo para ser ejecutado. Este tiempo será determinante cuando el autómata pretenda controlar procesos rápidos, con señales de muy corta duración o alta frecuencia de conmutación.

En la presente unidad se describen el ciclo de operación del autómata y las comprobaciones o tests que realiza durante su funcionamiento, con una valoración cualitativa de los tiempos que emplea en realizar cada operación. Se define también el concepto de respuesta del autómata en tiempo real y se indican las soluciones que ofrecen los fabricantes para el control de procesos rápidos.

2.6.1 MODOS DE OPERACIÓN

Un autómata bajo tensión puede mantenerse en uno de los siguientes estados de funcionamiento (modos de operación):

RUN: El autómata ejecuta normalmente el programa de usuario contenido en su memoria.

-Las salidas evolucionan ON/OFF según el estado de las entradas y las órdenes del programa.

-Los temporizadores y contadores programados operan con normalidad.

STOP: La ejecución del programa se detiene por orden del usuario.

-Las salidas pasan a estado OFF.

-Las posiciones internas (relés, registros), contadores y temporizadores mantienen su estado en memoria interna.

En el paso a RUN, todas las posiciones internas, excepto las mantenidas, o protegidas contra perdidas de tensión, pasan a estado OFF.

ERROR: El autómata detiene la ejecución por un error de funcionamiento y queda bloqueado hasta que se corrige el error.

-Las salidas pasan a estado OFF.

-Corregido el error, el autómata sale de este modo bien por reset de puesta en tensión u ordenado desde la CPU, bien por comando enviado desde la unidad de programación.

El modo STOP es normalmente utilizado para servicios de mantenimiento o diagnóstico, al congelar el funcionamiento del autómata sin pérdida de la información contenida en su interior, que puede entonces ser visualizada desde la unidad de programación.

El modo de operación del autómata puede ser controlado desde conmutadores situados en la misma CPU, o desde la unidad de programación, con el envío de los comandos adecuados.

Ambas posibilidades pueden encontrarse simultáneamente en autómatas de gamas media y alta, mientras que los modelos compactos de gama baja suelen incluir solo la segunda.

Algunos autómatas compactos no disponen de conmutadores para el cambio de modo, aunque pueden sustituirlos por interruptores externos que se leen a través de puntos de la interfaz de entradas, asignados para esta función mediante los parámetros de configuración.

Figura 2.9 Modos de Operación de un Autómata

Tras la puesta en tensión, el autómata pasa a modos RUN o HALT/STOP, dependiendo del modelo y de la configuración del mismo. En cualquier caso, las conmutaciones RUN/STOP pueden ser forzadas por el usuario desde la unidad de programación o desde los interruptores previstos a tal efecto sobre la CPU.

Si en el intento de puesta en marcha o paso a estado RUN el autómata detecta algún mal funcionamiento sobre el aparato (conexiones, alimentación, etc.) o sobre el programa (sintaxis), no se mantiene el estado RUN y la CPU cae en ERROR. Más adelante se discutirán posibles causas de error y los procesos de depuración subsiguientes.

La figura 2.9 muestra la relación entre los distintos modos, indicando los cambios entre ellos con los códigos:

SIS – Cambio de modo ordenado por el sistema monitor.

CPU – Cambio de modo ordenado por usuario desde conmutadores de la CPU.

PRG – Cambio de modo ordenado por usuario por comandos desde la unidad de programación.

El autómata puede disponer de una función de Reset que, activada desde la CPU o desde la unidad de programación, borra todas las posiciones internas, incluso las mantenidas, y deja al autómata totalmente reinicializando para comenzar a ejecutar el programa.

Normalmente, y puesto que en el modo RUN no puede modificarse el programa de usuario (solamente es posible en autómatas con programación On-Line), el aparato debe estar en modo HALT/STOP cuando se desea introducir o modificar un programa de aplicación.

La comprobación del modo de funcionamiento se realiza fácilmente sobre unos LED incorporados en la CPU, por observación de su estado apagado, encendido o parpadeante, facilitando las labores de mantenimiento y puesta a punto en caso de error.

La figura 2.10 muestra tres posibles disposiciones de estos indicadores LED, correspondientes a otros tantos autómatas Izaumi FA-2j, Matsushita FP1, y Telemecanique TSX 17-20, respectivamente.

Como se observa en la figura, algunos autómatas incluyen indicadores específicos para monitorización del estado de las conexiones E/S, de la memoria de programa, de funcionamiento de la CPU, etc., lo que facilita la identificación rápida de la avería, aunque siempre puede leerse el código o identificador de error desde la unidad de programación.

Figura 2.10 Indicadores LED de la CPU.

2.7 CICLO DE FUNCIONAMIENTO

El funcionamiento del autómata es, salvo el proceso inicial que sigue a un Reset, de tipo secuencial y cíclico, es decir, las operaciones tienen lugar una tras otra, y se van repitiendo continuamente mientras el autómata esté bajo tensión.

La figura 2.11 muestra esquemáticamente la secuencia de operaciones que ejecuta el autómata, sobre la que se define el llamado ciclo de operación con aquellas que se repiten indefinidamente.

Como se muestra en la figura (2.11), antes de entrar en el ciclo de operación el autómata realiza una serie de acciones comunes (power-on sequence), que tratan fundamentalmente de inicializar los estados del mismo y de checar el hardware.

Estas rutinas de chequeo, incluidas en el monitor ROM, comprueban:

-El bus de conexión de las unidades de E/S.

-El nivel de la batería, si esta existe.

-La conexión de las memorias internas del sistema.

-El módulo de memoria exterior conectado, si existe.

Figura 2.11 Ciclo de Funcionamiento del Autómata.

Si se encuentra algún error en el chequeo, se activa el LED de error y queda registrado el código del mismo. El funcionamiento puede quedar interrumpido en ese punto, según la gravedad del error.

Comprobadas las conexiones, se inicializan las variables internas:

-Se ponen a OFF las posiciones de memoria interna (excepto las mantenidas o protegidas contra perdidas de tensión).

-Se borran todas las posiciones de memoria imagen E/S.

-Se borran todos los contadores y temporizadores (excepto los mantenidos o protegidos contra pérdidas de tensión).

El tiempo total empleado en ejecutar estas rutinas de inicialización es siempre menor que segundo.

Como ejemplo, la figura 2.12 muestra los tiempos de puesta en marcha de un autómata Hitachi de la serie E (microautómatas) en tres circunstancias:

-Arranque simultáneo con la puesta en tensión.

-Arranque tras la puesta en tensión.

-Arranque desde el estado STOP.

Figura 2.12 Tiempos de puesta en marcha de microautómatas de Hitachi.

Transcurrida la secuencia de inicialización, y si no han aparecido errores, el autómata

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