Fundamentos de Sistemas Numéricos y Controladores Lógicos Programables (PLC)

Fundamentos de Sistemas Numéricos y Controladores Lógicos Programables

El sistema habitual que se emplea de forma cotidiana es el sistema decimal, que utiliza los símbolos del 0 al 9.

El Sistema Decimal

• El sistema decimal se compone de 10 numerales o símbolos: 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 y 9.
• Al utilizar estos símbolos como dígitos de un número, podemos expresar cualquier cantidad.
• El sistema decimal es un sistema de valor posicional en el cual el valor de un dígito depende de su posición.

El Sistema Binario

El empleo del sistema decimal en equipos electrónicos digitales resulta de difícil implementación. Por ello, en el sistema binario solamente hay dos símbolos o posibles valores de dígitos: 0 ó 1. Este sistema de base 2 se puede utilizar para representar cualquier cantidad que se denote en sistema decimal o algún otro sistema numérico.

Código BCD

El Código BCD (Binary Coded Decimal) es un código mediante el cual cada número del sistema decimal (0...9) se representa en binario (0, 1). Ya que el mayor dígito decimal es el 9, se necesitarán cuatro bits para codificar cada dígito.

El Sistema Hexadecimal

El sistema hexadecimal emplea la base 16. Así, tiene 16 posibles símbolos digitales. Utiliza como símbolos representativos los números del 0 al 9 y las letras de la A a la F.

Historia y Lógica Booleana

Desarrollo de la Lógica Matemática

A mediados del siglo XIX, George Boole desarrolló la idea de que las proposiciones lógicas podían ser tratadas mediante herramientas matemáticas. Las proposiciones lógicas son aquellas que únicamente pueden tomar valores verdadero/falso, o sí/no; estas proposiciones pueden ser representadas mediante símbolos. Por ello, al conjunto de reglas de la lógica simbólica se le denomina Álgebra de Boole.

Características del Álgebra Booleana

Todas las variables y constantes del álgebra booleana admiten solo uno de dos valores en sus entradas y salidas: sí/no, 0/1, o verdadero/falso. Todas las operaciones pueden ser materializadas mediante elementos físicos. Los dispositivos con los cuales se implementan las funciones lógicas son llamados puertas y son elementos electrónicos basados en transistores.

Controladores Lógicos Programables (PLC)

¿Qué es un PLC?

PLC significa Programable Logic Controller, o Controlador Lógico Programable. Un PLC es un dispositivo usado para controlar. Este controlador se realiza sobre la base de una lógica definida a través de un programa.

Funcionamiento Básico del PLC

1. El usuario ingresa el programa mediante un dispositivo adecuado (cargador de programa o PC) y este se almacena en la memoria de la CPU.
2. La CPU es el cerebro del PLC; se encarga de procesar la información del exterior mediante el interfaz de entrada y, de acuerdo con el programa, activa una salida mediante el interfaz de salida.
3. Las interfaces de entrada y salida se encargan de adaptar las señales internas a los niveles de la CPU.
4. Cuando la CPU ordena la activación de una salida, la interfaz adapta la señal y acciona un componente (transistor, relé, etc.).

Ciclo de Operación de la CPU

El funcionamiento de la CPU sigue un ciclo repetitivo:

Pasos del Ciclo de la CPU

1. Al comenzar el ciclo, la CPU lee el estado de las entradas.
2. A continuación, ejecuta la aplicación empleando el último estado leído.
3. Una vez completado el programa, la CPU ejecuta tareas internas de diagnóstico y comunicación.
4. Al final del ciclo, se actualizan las salidas.

El tiempo del ciclo depende del tamaño del programa y del número de entradas y salidas que contenga.