Componentes y Operación de Autómatas Programables: CPU, E/S, Bus Interno, Interfaces

CPU

La CPU es el cerebro del autómata programable. Se encarga de ejecutar el programa de usuario mediante el programa del sistema. Sus funciones son:

• Vigilar que el tiempo de ejecución del programa de usuario no exceda un determinado tiempo máximo.
• Ejecutar el programa de usuario.
• Actualizar los contadores y temporizadores programados.
• Crear una imagen de las entradas.
• Renovar el estado de las salidas en función de la imagen de las mismas obtenida al final del ciclo de ejecución del programa de usuario.
• Chequeo del sistema.

Unidades de entrada/salida (E/S)

Las hay de dos tipos: analógicas y digitales.

• Las digitales se basan en el principio de todo o nada, puede ser de tipo relé o diodo.
• Las analógicas pueden poseer cualquier valor dentro de un rango determinado especificado por el fabricante. Se basan en conversores aislados de la CPU.

Las E/S son leídas y escritas dependiendo del modelo y del fabricante.

Bus interno

Se conoce como bus interno al conjunto de líneas y conexiones que permiten la unión eléctrica entre la unidad de control, las memorias y las interfaces de entrada y salida.

Los tres buses característicos de un sistema digital son:

• Bus de datos
• Bus de direcciones
• Bus de control

El número de líneas del bus interno depende de cada fabricante.

Interfaces

Todo autómata, salvo casos excepcionales, posee la virtud de poder comunicarse con otros dispositivos. Lo normal es que posea una E/S serie del tipo RS-232 / RS-422.

A través de esta línea se pueden manejar todas las características internas del autómata, incluida la programación del mismo.

Equipos de programación

El autómata debe disponer de alguna forma de programación, la cual se suele realizar empleando alguno de los siguientes elementos:

• Unidad de programación: suele ser en forma de calculadora o consola de mano. Es la forma más simple de programar el autómata.
• Consola de programación: es un terminal a modo de ordenador que proporciona una forma más cómoda de realizar el programa de usuario y observar parámetros internos del autómata.
• PC: es el modo más potente y empleado en la actualidad. Permite programar desde un ordenador personal estándar.

Funcionamiento de un autómata

Los autómatas programables son máquinas de funcionamiento secuencial que ejecutan las instrucciones de programa que se les introduce mientras el autómata está funcionando.

La secuencia de operación suele ser la siguiente:

1. Lectura de señales de entrada desde interfaces de entrada.
2. Procesado del programa.
3. Escritura de señales de salida a interfaces de salida.

Un autómata tiene varios modos de funcionamiento como son:

• RUN
• STOP
• ERROR

Algunos tienen otro modo denominado PROGRAM. El paso entre estos modos de funcionamiento se hace desde consolas o botones.