1. C U R S O D E A U T Ó M ATA S P ROGRAMABLES
P LC
L ECCIÓN Nº4:
E L P ROCESADOR Y LA M EMORIA
del Autómata
E
n la lección Nº 3 de este curso co- las tareas en orden, es decir, el proce-
menzamos a describir los compo- sador. Veremos entonces estos dos
nentes de un autómata progra- elementos.
mable. De ellos, los más importantes
son los encargados de “guardar” la
información tanto de datos como de Por Horacio D. Vallejo
programas y el encargado de llevar e-mail:hvquark@internet.siscotel.com
EL PROCESADOR aplicación y luego debe ejecutar ejecución del programa (scan)”
el programa mediante el empleo que queda definido por un con-
Ya hemos dicho que la Uni- de los estados de las entradas y junto de operaciones y un tiem-
dad Central de Proceso es el co- salidas del sistema hasta obtener po de ejecución o tiempo de ci-
razón del PLC y hemos descrip- los datos de la resolución. clo (scan time). Las operaciones
to las tareas que debe realizar Esta tarea se efectúa cíclica- que definen el ciclo de ejecu-
este componente. Si bien ya mente ya que el tratamiento de ción de un autómata programa-
mencionamos cuáles son las la información se realiza de for- ble se pueden llevar a cabo de
funciones principales de este ma secuencial, es decir, instruc- distintas formas.
bloque, diremos que el proce- ción por instrucción. Cada ope- En la figura 1 vemos una for-
sador se comunica con los dis- ración se realiza en “ciclo de ma sencilla en la que se describe
tintos componentes de la Uni-
dad Central mediante el bus, o Figura 1
barra de datos, direcciones y se-
ñales de control.
Debe leer las instrucciones
del programa ya sea las corres-
pondientes al usuario o las de
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2. Curso de P LC s
Cada vez que se realiza
una puesta en marcha o
una parada del sistema,
el procesador debe eje-
cutar una serie de se-
cuencias, conforme con
Figura 2
el programa cargado en
su memoria. Algunas de estas
Figura 3 secuencias son las siguientes:
- Primero se energiza al
PLC, con lo cual se efectúan
una serie de comprobaciones in-
ternas, tales como comproba-
ciones de la memoria, comuni-
que, en función del estado ini- alterar el ciclo de operación. caciones correctas entre los com-
cial de una entrada se realiza el Son las instrucciones de "salto ponentes, etc.
tratamiento de la información y condicional, salto a subrutinas o - Luego se verifica que esté
se envía una orden a una salida. subprogramas, interrupciones, o correcto el programa de aplica-
Ahora bien, para la ejecución actualización inmediata de esta- ción.
del próximo ciclo, se tiene en dos de E/S". - Se efectúa una comproba-
cuenta el estado que ha adopta- Tenga en cuenta que al fina- ción de los elementos de E/S pa-
do cada salida para definir el lizar cada ciclo, el procesador ra detectar posibles fallas.
“nuevo” estado de las entradas. debe actualizar el estado de las - También se chequea que
En las figuras 2 y 3 vemos entradas y salidas y debe atender exista comunicación entre el
otras síntesis de ejecución de las tareas de diagnóstico interno PLC y los periféricos.
operaciones. y a las comunicaciones con peri- - Se debe comprobar que to-
Cabe aclarar entonces, que féricos (con el exterior). En la das las salidas estén desactiva-
cuando debamos programar un figura 4 se ilustra el desarollo de das.
autómata, encontraremos ins- un ciclo de ejecución típico de
trucciones que nos permitirán un PLC. Una vez que se realizan estas
Figura 3
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3. Lección Nº 4: El Procesador y la Memoria del Autómata
verificaciones internas se inicia realizan operaciones de auto- diagnóstico del procesador y se
el ciclo de exploración del pro- diagnóstico, tales como: genera un código de error que
grama. Cabe acotar que también se almacena en el procesador, y
existen períodos de inhibición - Si el tiempo de ciclo de en su caso, dependiendo de la
en el momento de la parada del ejecución supera cierto valor, el importancia del fallo, se produce
sistema, ya que en ese caso el procesador detiene la ejecución la parada total del sistema.
procesador deja de correr el del programa y realiza un che-
programa y se ponen a cero to- queo completo de sus circuitos
das las salidas, excepto aquellas para verificar que no hay pro- LA MEMORIA
variables internas que han sido blemas.
seleccionadas como retentivas. - Se verifica la memoria de Todo PLC pose una memo-
El tiempo total del ciclo de programa mediante el chequeo ria organizada en áreas de traba-
ejecución está determinado por de la paridad de los códigos de jo específicas, tal como se mues-
los tiempos empleados en las instrucción. tra el esquema de la figura 5.
distintas operaciones. El tiempo - Comprobación de la opera- Dicha figura indica la organiza-
dedicado al final del ciclo para la tividad del "bus" de E/S; cuan- ción típica de la memoria de un
actualización de E/S y el auto- do el procesador ordena la acti- autómata.
diagnóstico, suele estar en el or- vación o desactivación de una La “memoria del sistema”
den de los milisegundos al que salida, se comprueba que el mó- generalmente no es accesible
habrá que sumar el de atención dulo correspondiente responde por el usuario y es en donde se
a las comunicaciones entre peri- adecuadamente y ejecuta la or- almacenan los programas ejecu-
féricos. den. tivos o "firmware".
El tiempo de exploración del “Scratch-Pad” es una por-
programa es variable en función Cualquier problema detecta- ción de memoria donde la infor-
de la cantidad y tipo de las ins- do acciona los indicadores de mación se almacena en forma
trucciones, y de la ejecución de
subrutinas o saltos condiciona-
les. Figura 5
El tiempo de ciclo es uno de
los parámetros que caracterizan
a un PLC y se expresa general-
mente en milisegundos por cada
mil instrucciones (ms/K).
Para reducir los tiempos de
ejecución, algunas CPU se cons-
truyen alrededor de dos o más
procesadores dedicados a fun-
ciones específicas, operaciones
lógicas, trabajos especiales, etc.
trabajando simultáneamente.
Otra variante consiste en la
incorporación de módulos inte-
ligentes dedicados a tareas espe-
cíficas.
Ahora bien, durante el fun-
cionamiento de un autómata,
mientras se siguen los pasos es-
tablecidos en el programa, se
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4. Curso de P LC s
temporal y es empleado por los 1kB = 1024 posiciones de me- ta o del tipo EEPROM (Electri-
programas ejecutivos (memoria moria). cally Erasable Read Only Me-
intermedia). mory) reprogramables eléctrica-
En la “memoria de datos” En las características del PLC mente, que tiene la ventaja de no
se almacena información del es- debe quedar claramente especifi- precisar batería para conservar el
tado de las entradas y salidas (va- cada la cantidad de memoria dis- programa pero adolecen de la
riables de E/S), los estados inter- ponible para el programa de falta de flexibilidad de las me-
nos intermedios originados por usuario. El área correspondiente morias RAM.
la ejecución del programa (varia- a la Memoria Ejecutiva son de Cabe aclarar que las instruc-
bles internas), y los datos o nú- sólo Lectura, ROM (Read Only ciones que forman parte del pro-
meros a ser considerados para Memory). grama que debe ejecutar el autó-
realizar una operación (variables Para las áreas de Memoria mata (el procesador), normal-
numéricas). "scratch-pad", tablas de variables mente tienen que ver con opera-
En la “memoria de usuario” de entradas y salidas, variables ciones que deben tener en cuen-
residen las instrucciones que de- internas y registro de datos, se ta los estados tanto de las entra-
finen el algoritmo de control. emplean unidades de Memoria das como de las salidas y como
La memoria está organizada de Acceso Aleatorio - RAM estos datos normalmente se aso-
en palabras y registros, consti- (Random Access Memory), por cian a variables internas o a da-
tuidos por palabras de determi- su facilidad de escritura y borra- tos que se encuentran en regis-
nada cantidad de bits (8, 12, 16 o do. Cabe aclarar que muchos tros, además del código de ope-
32), dependiendo del tipo de PLCs emplean otro tipo de me- ración correspondiente a esa ins-
procesador que se emplee. Cada moria (EEPROM, por ejemplo) trucción deben llevar asociadas
una de las palabras, denominadas para que la información conteni- las “direcciones” de esas varia-
registros, constituye una infor- da en ella no se pierda cuando se bles.
mación completa que define una quita la alimentación al equipo. En la próxima lección vere-
instrucción o un dato numérico, La Memoria de Usuario mos la correspondencia entre las
en función del área de memoria normalmente está constituida direcciones de “la tabla de entra-
a la que pertenezca. por memorias permanentes del das y salidas” (en la memoria) y
tipo EPROM (también llamadas los bornes del equipo para su co-
La cantidad de palabras de UVPROMUltraviolet Reprogra- nexión, esto nos permitirá el es-
que dispone la memoria se ex- mable Read Only Memory) con tudio del sistema E/S en sus di-
presa en kilobytes (1kilobyte = borrado por radiación ultraviole- ferentes variantes. ✪
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