Automatas programables

4. ARQUITECTURA INTERNA DEL AUTÓMATA

4.1 INTRODUCCIÓN

Un autómata programable industrial (API) es un equipo electrónico de control con un cableado interno (hardware) independiente del proceso a controlar, que se adapta dicho proceso mediante un programa especifico (software) que contiene la secuencia de operaciones a realizar. Esta secuencia de operaciones se define sobre señales deentrada y salida del proceso, cableadas directamente en los bornes de conexión del autómata.
Las señales de entrada pueden proceder de elementos digitales, como finales de carrera y detectores de proximidad, o analógicos, como sensores de temperatura y dispositivos de salida en tensión o corriente continuas.
Las señales de salida son órdenes digitales todo o nada o señales analógicas en tensióno corriente, que se envían a los elementos indicadores y actuadores del proceso, como lámparas, contactores, válvulas, etc.
El autómata gobierna las señales de salida según el programa de control previamente almacenado en una memoria, a partir del estado de las señales de entrada.
Este programa se introduce en el autómata a través de la unidad de programación, que permite además funcionesadicionales como depuración de programas, simulación, monitorización, control del autómata, etc.
Una característica diferenciadora del API frente a otros sistemas de control programables está en la estandarización de su hardware, que permite la configuración de sistemas de control «a medida», según las necesidades estimadas de potencia de cálculo y número y tipo de señales de entrada y salida.
Elautómata se configura alrededor de una unidad central o de control, que, unida por medio de buses internos a las interfaces de entrada y salida y alas memorias, define lo que se conoce como arquitectura interna del autómata.
Según loas soluciones constructivas adoptadas, esta arquitectura puede tomar distintas configuraciones, que serán objeto de estudio en un capitulo posterior. En éste, sedefinen los bloques constitutivos del autómata, y sus características más relevantes.

4.2 BLOQUES ESENCIALES DE UN AUTÓMATA

Un autómata programable se compone esencialmente de los siguientes bloques (figura 4.1):
• Unidad central de proceso o de control, CPU:
• Memorias internas.
• Memoria de programa.
• Interfaces de entrada y de salida.
•Fuente de alimentación.

La unidad de control consulta el estado de las entradas y recoge de la memoria de programa la secuencia de instrucciones a ejecutar, elaborando a partir de ella las señales de salida u ordenes que se enviaran al proceso. Durante la ejecución del programa, las instrucciones son procesadas en serie, una tras otra.
La unidad de control es también la responsablede actualizar continuamente los temporizadores y contadores internos que hayan sido programados.
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La memoria del autómata contiene todos los datos e instrucciones que necesita para ejecutar la tarea de control.
La memoria interna es la encargada de almacenar datos intermedios de cálculo y variables internas que no aparecen directamente sobre las salidas, así como un reflejo oimagen de los últimos estados leídos sobre las señales de entrada o enviados a las señales de salida.
La memoria de programa contiene la secuencia de operaciones que deben realizarse sobre las señales de entrada para obtener las señales de salida, así como los parámetros de configuración del autómata. Por ello, si hay que introducir alguna variación sobre el sistema de control basta generalmentecon modificar el contenido de esta memoria.
Las interfaces de entrada y salida establecen la comunicación del autómata con la planta. Para ello, se conectan, por una parte, con las señales de proceso a través de los bornes previstos y, por otra, con el bus interno del autómata. La interfaz se encarga de adaptar las señales que se manejan en el proceso de las utilizadas internamente por la...