Escalado De Se Ales

Escalado de señales

En un conversor A/D los valores de tensión o corriente en un sensor se traducen en unidades de conversión, o cuentas dependiendo de cuantos bits utilice. Por ejemplo el PLC delta su unidad MPU trabaja
De -10 a +10 v y las unidades van de +/-2000
De -20ma a + 20ma las unidades son similares +/-2000
De 4 a 20 ma, las unidades van desde 0 a +2000
Entonces dependiendo delsensor que utilicemos ( salvo modulos especiales de expansión que poseen los PLC para Temperatura) habrá que realizar una escalarización para la lectura correcta de la magnitud física a medir.

Genericamente graficamos:










La recta observada, es la deseada en función de lo que necesitemos.
UC: Son las unidades de conversión minima y máxima que pueden o no corresponderse con el sensor.Destino: Son las unidades deseadas escaladas de salida, puede ser un volumen, una presión, temperatura, etc
Rango deseado RD: DesMax-DesMin
Rango Conversión (RF rango fuente): UCMax-UCMin
La pendiente será m = RD/RF, tener en cuenta importante el signo de m, en este caso +.
La ecuación será:
D = mF +Offset, similar a y=mx+b
Si para FMin tenemos Dmin tenemos que:
Dmin=m*FMin +b , luego:
Offset=b=Dmin-m*FMin
Sustituyendo:
D=m*F +Dmin-m*FMin
D=m*(F-FMin) + DMin
D=m*(UC-UCmin) + DMin, UC variable independiente

Es lo mismo que Y =(Ymax-Ymin)/(Xmax-Xmin) *(X-Xmin) + Ymin
Ejemplo 1:
Supongamos que F=500 unidades de conversión, DMin=30, DMax=500, FMin=200 y FMax=3000
Aplicamos: m= (500-30)/(3000-200) =0.1678
D=0.1678*(500-200)+30=80.35 Unidades de salida convertidas.
Ejemplo 2:
F=500, Dmin=500,Dmax=30,Fmax=3000, Fmin=200
m= (30-500)/(3000-200)=-0.1678 pendiente negative
D= -0.1678*(500-200)+500=450

Ejemplo mas real:
Tenemos un sensor de Temperatura de 0 a 20 ma,
0ma ----- -150 Oc ------- 0 Unidades de conversion
20 ma ----450 Oc ------4000 Unidades de conversión
El Offset= 5ma =b para 0 C, entonces la curva del sensor es
I=(1ma/30)*T + 5ma
Fmin=0, FMax=4000 unidades de conversiónDmin= 0 , DMax=100%
La ecuación será: D=m*(F-FMin) + DMin
m=0.025 , ahora con 2000 UC = F
D=0.025*(2000-0)+0= 50%
F=4000 , D=100%
Si nuestro deseo es en grados:
Dmin=-150, Dmax=450:
m= (450-(-150))/4000 = 0.15
para F=2000 UC : D=0.15(2000-0)+-150=150
para f=0 -150 C y f=4000 450 C
Supongamos que trabajamos de -10 a +10 v y las unidades son desde -2000 a +2000. Supongamos que:
-10 v equivale auna salida deseada de 50 litros
+10 v equivale a una salida deseada de 5000 litros ya que asi trabaja nuestro sensor:
Entonces:
Ymax=5000, Ymin=50
Xmax=2000, Xmin=-2000
m=(5000-50)/(2000 + 2000)=1.2375
Y=1.2375(x+2000) + 50.
Si el A/D convierte:
X=-2000 UC , Y=50
X=0 , Y=2525 Lts
X=2000 , Y=5000Lts
ES DECIR, HAY QUE CONOCER EL RANGO DEL SENSOR Y LOS LIMITES DE CONVERSION EN UC DEL PLC , a partirde esto la salida se escala en lo que nosotros querramos
SI QUEREMOS TRABAJAR EN UN RANGO MAS ACOTADO DE X e Y SERA NECESARIO SIEMPRE CONOCER LAS UC EN DICHO RANGO.
Por ejemplo el caso de la termocupla:
0ma ----- -150 Oc ------- 0 Unidades de conversion
20 ma ----450 Oc ------4000 Unidades de conversión
Si queremos trabajar de 0 C a 300 C debemos conocer las UG
La ecuación era: I=(1ma/30)*T +5ma
Teniamos que:
Fmin=0, FMax=4000 unidades de conversión
Dmin=-150, Dmax=450:
m= (450-(-150))/4000 = 0.15
La ecuación era: D=m*(F-FMin) + DMin
Debemos encontrar las UG’s para Fmin y FMax
Fmin-----------Dmin=0 C
Fmax----------Dmax= 300 C
Luego: Dmin=0 = 0.15*F -0 + -150 luego: F=Fmin=150/0.15=1000 UGs.
Dmax=300=0.15F-0 -150 , Luego: F=FMax=450/0.15=3000 UG’s, Entonces ahora el nuevo planteo es:Fmin=1000 Fmax=3000
Dmin=0 Dmax=300 C
m=300/2000=0.15
D=0.15*(F-1000)+0
Si F=1000, D=0
SI F<1000 alerta que exceede el rango minimo
SI F=2000 D=150 C
SI F=3000 D=300 C
SI F>3000 alerta que excede el rango maximo
No obstante conviene con un calibrador conectado al PLC de corriente o tensión según el sensor, verificar las unidades de conversión. Con la curva del sensor, se sabe que para 5ma , la...