Definición de un PLC

¿Qué es un PLC? 

Un controlador lógico programable o PLC para abreviar, es simplemente un dispositivo especial de computadora utilizado para sistemas de control industrial. Se utilizan en muchas industrias, tales como las refinerías de petróleo, las líneas de fabricación, sistemas de transporte y así sucesivamente. Donde quiera que hay una necesidad de controlar los dispositivos del PLC proporciona una manera flexible para "Softwire" los componentes juntos.


Las unidades básicas tienen una CPU (un procesador de ordenador) que se dedica a ejecutar un programa que monitoriza una serie de diferentes entradas y manipula lógicamente las salidas para el control deseado. Tienen el propósito de ser muy flexibles en la forma en que se pueden programar al tiempo que proporciona las ventajas de una alta fiabilidad (no hay errores en el programa o fallos mecánicos), compacta y económica sobre los sistemas de control tradicionales.

Un ejemplo sencillo 

Considere la posibilidad de algo tan simple como un interruptor que se enciende una luz. En este sistema, con un movimiento del interruptor de la luz se enciende o apaga. Más allá de eso, aunque no hay más control. Si su jefe se acercó y me dijo que quería que la luz cambie con treinta segundos después de que el interruptor se ha volteado, entonces usted tendría que comprar un contador de tiempo y hacer algo de cableado. Así que es tiempo, trabajo y dinero para cualquier pequeño cambio.


Este es un ejemplo bastante simple, pero en un sistema más grande, con muchos switchs y luces (y una serie de otros dispositivos), todos interactuando entre sí este tipo de flexibilidad no sólo es bonito, pero imperitive. Esperemos que una bombilla se ha convertido ahora en más de la cabeza.

¿Cómo funcionan los PLC

Un controlador lógico programable es un equipo especializado que se utiliza para controlar máquinas y procesos. Por lo tanto, comparte términos comunes con ordenadores típicos como unidad central de procesamiento, memoria, software y comunicaciones. A diferencia de un ordenador personal cuando el PLC está diseñado para sobrevivir en un ambiente industrial robusto y ser muy flexibles en la forma en que interactúa con las entradas y salidas en el mundo real.
Los componentes que conforman una obra PLC se pueden dividir en tres áreas principales.

• La fuente de alimentación y la cremallera
• La unidad central de procesamiento ( CPU )
• La sección de entrada / salida (E / S)

PLC vienen en muchas formas y tamaños. Pueden ser tan pequeños como para caber en su bolsillo de la camisa, mientras que los sistemas de control más complicados requieren grandes bastidores del PLC. PLCs más pequeños ("ladrillos" aka) se diseñan con puntos de E / S fijas. Por nuestra cuenta, vamos a ver en los sistemas basados ​​en bastidor más modulares. Se llama "modular", ya que el bastidor puede aceptar muchos tipos diferentes de módulos de E / S que simplemente se deslizan en el bastidor y plug in

La fuente de alimentación y bastidor

Así que vamos a empezar por la eliminación de todos los módulos que nos deja con un PLC desnuda sólo con la fuente de alimentación y el bastidor.




El bastidor es el componente que mantiene todo unido. Dependiendo de las necesidades del sistema de control que se pueden pedir en diferentes tamaños para tener más módulos. Al igual que una columna vertebral humana el bastidor tiene una placa de conexiones en la parte posterior que permite a las tarjetas para comunicarse con la CPU. Conecta la fuente de alimentación en el bastidor, así y proporciona una regulación continua de potencia a otros módulos que se conectan a la parrilla. Las fuentes de alimentación más populares trabajan con fuentes de 120 VCA o 24 VCC.

La CPU

El cerebro de todo el PLC es el módulo CPU. Este módulo normalmente vive en la ranura al lado de la fuente de alimentación. Los fabricantes ofrecen diferentes tipos de CPU basado en la complejidad necesaria para el sistema.
La CPU se compone de un microprocesador, chip de memoria y otros circuitos integrados para el control de la lógica, control y comunicaciones. La CPU tiene diferentes modos de funcionamiento. En el modo de programación se acepta la lógica descargado desde un PC. La CPU se coloca entonces en el modo de ejecución para que pueda ejecutar el programa y operar el proceso.




Puesto que un PLC es un controlador dedicado sólo procesará este programa una y otra vez. Un ciclo a través del programa se llama un tiempo de exploración y consiste en leer las entradas de los otros módulos, la ejecución de la lógica en base a estas entradas y, a continuación actualizado las salidas en consecuencia. El tiempo de exploración sucede muy rápidamente (en el intervalo de 1/1.000 de segundo). La memoria en la CPU almacena el programa, mientras que también sostiene el estado de la E / S y proporcionar un medio para almacenar los valores.

Sistema de I / O

El sistema de I / O proporciona la conexión física entre el equipo y el PLC. Abriendo las puertas a una tarjeta de E / S revela una tira terminal donde los dispositivos se conectan.




Hay muchos tipos diferentes de tarjetas de E / S que sirven para condicionar el tipo de entrada o de salida por lo que la CPU puede utilizarlo para su lógica. Es simplemente una cuestión de determinar qué entradas y salidas se necesitan, llenando el bastidor con las cartas apropiadas y luego dirigirse a ellos correctamente en el programa de CPUs.




Entradas
Los dispositivos de entrada pueden constar de dispositivos digitales o analógicos. Una tarjeta de entrada digital se encarga de dispositivos discretos que dan una señal de que está encendido o apagado, como un pulsador, interruptor de límite, sensores o conmutadores. Una tarjeta de entrada analógica convierte una tensión o corriente (por ejemplo, una señal que puede estar en cualquier parte de 0 a 20 mA) en un número digital equivalente que puede ser entendido por la CPU. Los ejemplos de los dispositivos analógicos son transductores de presión, medidores de flujo y termopares para lecturas de temperatura
Salidas
Los dispositivos de salida también pueden consistir en tipos digitales o analógicos. Una tarjeta de salida digital o bien resulta un dispositivo de encendido o apagado, como luces, leds, motores pequeños y relés. Una tarjeta de salida analógica convertir un número digital enviada por la CPU a su tensión de mundo real o actual. Señales de salidas típicas pueden variar de 0-10 VCC o 4 a 20 mA y se utilizan para conducir controladores de flujo másico, reguladores de presión y los controles de posición.

Programación de un PLC

En estos tiempos modernos de un PC con software dedicado especialmente al fabricante del PLC se utiliza para programar un PLC. La forma más utilizada de la programación se llama lógica de escalera.La lógica de escalera utiliza símbolos en lugar de palabras, para emular la lógica de control del relé del mundo real, que es una reliquia de la historia de PLC . Estos símbolos están interconectados por líneas para indicar el flujo de corriente a través del relé como contactos y bobinas. A través de los años el número de símbolos ha aumentado para proporcionar un alto nivel de funcionalidad.
El programa completo se parece a una escalera, pero en realidad se representa un circuito eléctrico. Los carriles izquierdo y derecho indican el positivo y tierra de una fuente de alimentación. Los peldaños representan el cableado entre los diferentes componentes que en el caso de un autómata están todos en el mundo virtual de la CPU. Así que si usted puede entender cómo funcionan los circuitos eléctricos básicos entonces se puede entender la lógica de escalera.
En este simple de ejemplos de una entrada digital (como un botón conectado a la primera posición en la tarjeta) cuando se presiona convierte en una salida que activa un indicador luminoso.




El programa completo se descarga desde el PC al PLC mediante un cable especial que se conecta a la parte frontal de la CPU. La CPU se pone entonces en el modo de ejecución de modo que pueda comenzar a escanear la lógica y el control de las salidas.

El nacimiento del PLC

El desafío de búsqueda 

La historia temprana del PLC es fascinante. Imagínese si se quiere mucho cincuenta pies armario lleno de relés cuya función en la vida es el control de una máquina. Los cables corren dentro y fuera del sistema como los relés de clic y clac a la lógica. Ahora imagine que hay un problema o un pequeño cambio en el diseño y usted tiene que entender todo esto en papel y luego apagar la máquina, mover algunos hilos, añadir un poco de relés, depurar y hacer todo de nuevo. Imagine la mano de obra necesaria en el más simple de los cambios. Este es el problema que enfrentan los ingenieros de la división Hydra-matic de motores de GM a finales de 1960.
Afortunadamente para ellos la posibilidad de control de la computadora se estaba convirtiendo rápidamente en una realidad para las grandes corporaciones como a sí mismos. Así, en 1968 los ingenieros de GM desarrolló un criterio de diseño para un "control de la máquina estándar". Este modelo temprano simplemente tenía que sustituir relés pero también tenía que ser:

• Un sistema de estado sólido que era flexible como un ordenador, pero un precio competitivo con un sistema de lógica de relé tipo similar.
• Fácil mantenimiento y programado en función de la aceptación del relé escalera manera lógica todo listo de hacer las cosas.
• Tenía que funcionar en un entorno industrial con toda su suciedad, la humedad, el electromagnetismo y las vibraciones.
• Tenía que ser en forma modular para permitir un fácil intercambio de componentes y capacidad de expansión.

La carrera ha comenzado 

Esta fue una tarea difícil en 1968, pero cuatro empresas asumió el reto.

1. Información Instruments, Inc. (totalmente propiedad de Allen-Bradley, un año después).
2. Dig ital Equipment Corp. (DEC)
3. Century Detroit
4. Bedford Associates

Bedford Associates, dirigida por Richard Morley, ganó el contrato y rápidamente formaron una nueva compañía en torno a la tecnología llamada MODICON después Mod ular Di gital Con trol. En junio de 1969 que estaban vendiendo la primera programable viable Controller el "084" (su proyecto 84a), que vendió más de mil unidades. Estas primeras experiencias dieron a luz a su próximo modelo, el "184" en 1973, que estableció Modicon como el primer líder en sistemas de automatización.
Para no ser menos, el centro neurálgico de Allen-Bradley (todos listos conocido por su reóstatos, relés y controles de motor) compró instrumentos de información en 1969 y comenzó el desarrollo de esta nueva tecnología. Los primeros modelos (PDQ-II y PMC) se consideraron demasiado grande y complejo. En 1971 Odo Struger y Ernst Dummermuth habían comenzado a desarrollar un nuevo concepto conocido como el Boletín 1774 PLC que los haría éxito en los años venideros. Allen-Bradley calificó su nuevo dispositivo "programable Lógica Controller "( patente # 3,942,158 ) por el entonces aceptada término " sistema de destino ". La terminología PLC se convirtió en el estándar de la industria, especialmente cuando el PC se convirtió en asociada a los ordenadores.

PLC frente a otros tipos de controles

Un PLC no es la única opción para el control de un proceso. Siguiendo con sólo bas ic relés puede ser de beneficio en función de su aplicación. Sin embargo, por otro lado, un ordenador podría ser el camino a seguir. El PLC vs PC debate ha estado sucediendo desde hace mucho tiempo. Más a menudo, aunque no se reduce a una situación de "cualquiera o" pero implica una combinación de tecnologías.

PLC vs Relay

Cuando empecé a PLCs de programación todavía es cuestionable si un PLC era necesario más justo de control del relé. Con los precios del PLC bajando, la reducción de tamaño, y el rendimiento de los PLC mejora con los años esto se ha convertido en menos de una batalla. Sin embargo, el diseñador tiene que preguntarse a sí mismos si un PLC es realmente excesivo para su aplicación. Se debe pedir a algunas preguntas.

• ¿Hay una necesidad de flexibilidad en los cambios de lógica de control? ¿Habrá cambios en la lógica de control de frecuencia? ¿Habrá una necesidad de una rápida modificación?
  Un bajo número de empresas creen que nunca va a cambiar un diseño, pero más a menudo entonces no las ideas y objetivos hacer el cambio y tendrán que hacerse modificaciones. ¿Quieres hacer eso en hardware (relés) o software (PLC)?
• Debe lógica de control similar puede utilizar en diferentes máquinas?
  Es mucho más fácil para descargar un programa, entonces construir otro panel.
• ¿Es necesario para el crecimiento futuro?
  Un PLC puede aceptar fácilmente un nuevo módulo en una ranura o tener una base de expansión.
• ¿Hay una necesidad de una alta fiabilidad?
  PLCs son vistos como más sólido sobre los componentes individuales.
• Es tiempo de inactividad es un problema?
  Cualquier cambio o solución de problemas en un sistema de retransmisión significa que el sistema podría tener que ir fuera de línea. Los cambios en el PLC a menudo se pueden hacer en línea sin tiempo de inactividad.
• ¿Son los requisitos de espacio importante?
  Basado en el número de relés PLC puede ser un ahorro de espacio real.
• Se aumentó la capacidad y la producción requiere?
  PLC puede ser más rápido que sus contrapartes mecánicas.
• ¿Se requiere allí la colección de datos y comunicaciones?
  Sólo es posible con un PLC o un ordenador.
• ¿Cuáles son los costes totales?
  Hay un cierto punto de la comparación de precios, pero en estos días que es muy bajo en favor de un PLC.

PLC vs Dedicado Controlador 

Un controlador dedicado es un instrumento que se dedica al control de un parámetro, como un PID del controlador de la medición de una temperatura para el control de calefacción. Tienen las ventajas de un todo en un solo paquete, por lo general con pantalla y botones. Esto puede ser una cosa muy buena para su uso en aplicaciones sencillas. Un PLC en estos días puede competir en cuanto a precio y funcionalmente con estos controladores, especialmente si se necesita más de un controlador. PLC ofrecen un mayor grado de flexibilidad demasiado debido a que el puede ser programado para manejar todo tipo de diferentes escenarios.

PLC vs PC (computadoras personales) 

El PLC vs PC debate ha estado sucediendo desde hace años y yo no voy a tratar de dar una respuesta definitiva. Ambos tienen sus pros y sus contras. Lo que suele ocurrir es que los dos son utilizados por sus fortalezas en diferentes partes de la fábrica.

Ã, Â	PLC	PC
Medio ambiente	El PLC ha sido diseñado específicamente para las duras condiciones con ruido eléctrico, campos magnéticos, vibraciones, temperaturas extremas o humedad.	PCs comunes no están diseñados para entornos difíciles.PCs industriales están disponibles, pero cuestan más.
Facilidad de uso	Por PLCs de diseño son más amigables a los técnicos, ya que están en la lógica de escalera y tienen buenas conexiones.	Los sistemas operativos como Windows son comunes.Conexión de E / S en el PC no siempre es tan fácil.
Flexibilidad	PLC en forma de bastidor son fáciles de cambiar y añadir partes. Están diseñados para la modularidad y la expansión.	PC típicos están limitadas por el número de tarjetas que pueden acomodar y no son fácilmente ampliable.
Acelerar	PLCs ejecutar un solo programa en orden secuencial.El tener una mejor capacidad de manejar los eventos en tiempo real.	PCs, por diseño, tienen el propósito de realizar tareas simultáneas. Tienen dificultades para el manejo de eventos en tiempo real.
Confiabilidad	Un PLC nunca se bloquea durante largos períodos de tiempo. ("Nunca" no puede ser la palabra adecuada, pero es lo suficientemente cerca para ser verdad.)	Un PC encerrar y estrellarse es frecuente.
Lenguajes de programación	Los idiomas se fijan normalmente a la lógica de escalera, bloque de funciones o texto estructurado.	Un PC es muy flexible y de gran alcance en lo que va a utilizar para la programación.
Gestión de datos	La memoria está limitado en su capacidad de almacenar una gran cantidad de datos.	Aquí es donde el PC sobresale debido a su disco duro.Cualquier tiempo de almacenamiento de datos a largo plazo, la historia y la tendencia es mejor hacerlo en un PC.
Costo	Demasiado difícil de comparar precios con tantas variables como la cuenta de E / S, el hardware necesario, el software de programación, etc

Los híbridos de PLC / PC son comunes ahora (por ejemplo WinPLC ). Este tipo de hardware intenta mezclar las dos plataformas que utilizan los puntos fuertes de ambos. Así que la CPU puede ser capaz de ejecutar Windows CE o Linux en un bastidor que puede aceptar módulos de E / S comunes.

Off the Shelf vs Construya su propio 

Para algunos fabricantes de la elección en estos días está llegando a comprar un PLC o hacer su propio. Los beneficios de los PLC se han vuelto tan ampliamente conocido que los fabricantes que buscan reducir los costos pueden diseñar sus propias soluciones y construir con ellas de manera más rentable. Un ejemplo de esto es el Divelbiss " PLC en un chip"con el acompañamiento software de programación ESCALERA EZ .

Binary People: Aprendiendo el 1 y 0

Introducción 

"Hay 10 tipos de personas en el mundo: Los que entienden el binario y los que no lo hacen."
Si usted no recibe esta broma entonces espero al final del capítulo obtendrá una risa de ella. Usted ve, en el sistema de numeración binario 10 = 2. ¿Cómo? Considere si usted tenía más remedio que contar con sólo un cero o un uno. Haga de cuenta que el duende malvado del número de ladrones había tomado todos los números de dos a nueve. ¿Cómo contar algo? Tendrías que hacerlo como 0, 1, 10, 11, 100, 101, 110, 111 y así sucesivamente. Usted consigue el punto? Por lo tanto, si usted tenía tres manzanas después la tercera manzana sería designado como 10, cuando en realidad sólo tiene tres manzanas para comer.
Cuando se trata de computadoras y por lo tanto PLCs sólo pueden almacenar en la memoria un 0 o un 1. Esa es la belleza de nuestra era digital, o es "on" o que es "off". Los chips de memoria en las computadoras están hechas de filas y filas de circuitos que son ya sea en algún voltaje o bajar en alguna tensión. Por lo tanto un equipo en él es el nivel muy básico sólo puede contar con un 0 (off) o 1 (a).
Es por eso que se llama binario porque sólo hay dos números como hay sólo dos ruedas de una bicicleta. El sistema de los números que estamos acostumbrados a utilizar se llama decimal (diciembre = 10) y por lo tanto llega a utilizar diez números del 0 al 9. Cuando se piensa en ello, es realmente arbitrario lo contamos. También puede utilizar un sistema octal (un 8) o hexadecimal (por 16) sistema de numeración que hablaremos un poco más adelante.

Base 10: An Old Friend Familiar 

Vamos a empezar por mirar más de cerca a nuestra base de todo sistema decimal demasiado familiar 10 y luego compararlo con binario. Decimal, al igual que todos los otros sistemas de numeración, se basa en el sistema de valor posicional. Esto significa que el valor de un dígito depende tanto del propio dígito y su posición dentro del número. La siguiente figura muestra el peso de un número decimal dividido en columnas.


El valor del número se calcula multiplicando cada dígito por el peso de su posición y sumando los resultados.

Ya por Binary People: El aprendizaje de su 1s y 0s ">. Binary

Recuerde que para un sistema de 10 base de los pesos son 1, 10, 100, 1000 y así sucesivamente. Para un sistema binario los pesos son 1, 2, 4, 8, 16, 32, 64, etc

¿Cómo se llama un grupo de dígitos binarios? Los geeks que pensaron primero estas cosas decidieron llamar a un dígito binario bit ( b -nario dig- no ). Esto no debe ser confundido con Tim bits . Después de un tiempo, decidieron que sería bueno para llamar a un grupo de 8 bits de un byte . Divertido montón de geeks que eran la expresión nibble se acostumbró a 4 bits que son un subconjunto de byte. Por último, un grupo de 16 bits se conoce como una palabra . Aquí hay una foto de llevar a casa el punto.

Octal? Lo que el maleficio?

"No te preocupes por tus problemas con las matemáticas, les aseguro que las mías son mucho mayores." --- Albert Einstein
Estás palpitaba la cabeza es probablemente todo listo le dice que los números binarios que no son fáciles de leer. Como solución de compromiso entre los seres humanos y computadoras (base 16) se utilizan el octal (base 8) y hexadecimal.

Octal

Mientras octal no es tan común como su primo hexadecimal que todavía se utiliza en varios PLCs, así que es importante entender el concepto. Por ejemplo, si se programa un PLC AutomationDirect las direcciones de memoria están en octal. Octal, como un pulpo "ocho patas, significa ocho y por lo tanto hay ocho números de uso de cero a siete. Los pesos de las columnas son 1, 8, 64, 512, etc Los pesos se obtienen tomando el número de la base a la potencia de la columna, 8 ⁰ = 1, 8 ¹ = 8, 8 ² = 64, 8 ³ = 512, etc Ahora podemos hacer el mismo ejercicio que en el último capítulo para convertir un número octal en decimal.



Sé que esto no es útil hasta ahora. Donde realmente viene muy bien es coverting de binario a octal, porque todo lo que tienes que hacer es descomponer el número binario en trozos de tres. Esto se debe a 8 es 2 ³ .


Mayoría de los controladores programables tienen entradas y tarjetas de salida agrupadas en 8 o 16 (y de alta densidad de 32 y 64 años). La razón de esto es la forma en ordenadores gustaría tener cosas en potencias de 2, 4, 8, 16 y así sucesivamente. Entonces, si no es en octal es típicamente en hexadecimal.

Hexadecimal

Hexadecimal es un poco más complicado, ya que es base 16, por lo que necesitamos algo más allá del 0 al 9 para los símbolos y esto se hace mediante el uso de las letras 'A' a 'F'. Hexadecimal se utiliza para las mismas razones que octal para que podamos representar binarios en una forma condensada y hacer más fácil para la conversión. Cuando octal utiliza 3 bits del sistema hexadecimal utiliza 4 bits para representar un número.



Si usted va a ser algo así como una programación de Mitsubishi PLC entonces es mejor que se acostumbre a hexadecimal.

Conclusión 

Para envolver las cosas aquí es una tabla que muestra los equivalentes para cada sistema de numeración.

Decimal	Binary People: Aprendiendo el 1 y 0 ">.binarias	Octal	Maleficio
0	00000	0	0
1	00001	1	1
2	00010	2	2
3	00011	3	3
4	00100	4	4
5	00101	5	5
6	00110	6	6
7	00111	7	7
8	01000	10	8
9	01001	11	9
10	01010	12	La
11	01011	13	B
12	01100	14	C
13	01101	15	D
14	01110	16	E
15	01111	17	F
16	10000	20	10
17	10001	21	11
18	10010	22	12
19	10011	23	13

y así sucesivamente y así sucesivamente. . .

Al ser negativo es un complemento

Vamos a profundizar en PLC de programación teniendo en cuenta una vez más nuestra palabra común hecha de 16 bits. Si todo se llenó de una es el valor decimal sería 65535. Por lo tanto un rango desde 0 a 65535 puede ser representado. Adición de números binarios juntos sería muy similar a la adición en decimal. Por ejemplo, 0 + 1 = 1 y 1 + 1 = 10 (llevar el uno).
El problema viene cuando se necesita para restar. ¿Cómo se puede representar un número negativo cuando no se puede simplemente poner un signo menos delante de ella y decir que es bueno? Recuerde que la computadora sólo puede hacer un 0 o un 1. Para nuestro rescate viene un concepto llamado tomando el complemento.   Complemento 's son un truco muy bueno y usted puede aprender más sobre ellos en Wikipedia . Vamos a mantenerlo simple aquí y hablamos de complemento a dos , que es el más común en las computadoras y PLC.
Números binarios con signo se consiguen mediante el robo de bits 16a en una palabra (el bit más significativo) y el uso que como un bit de signo, donde 0 es positivo y 1 es negativo.




De esta manera hemos cambiado el rango de valores entre 0 y 65535 to -32.767 a 32.767. Así que la gran final de nuestro valor se reduce, pero lo hemos hecho todo mucho más fácil para indicar un número negativo y hacer la resta. He aquí cómo funciona. Vamos a tomar un número como 30 y realizar el complemento a dos para obtener -30.

El número 30 es	0000 0000 0001 1110
El primer paso es invertir (o flip) los bits	1111 1111 1110 0001
El segundo paso consiste en añadir una	1111 1111 1110 0010

En el PLC a continuación, el valor de -30 se respresented como 1111 1111 1110 0010. Tal vez no es lo que se puede esperar? La belleza de esto es que ahora todo el procesador tiene que preocuparse es de la adición de los dos números para obtener el valor correcto. Ver cómo funciona mágicamente en la siguiente tabla (sólo voy a usar 8 bits ahora para simplificar las cosas, pero funciona de la misma manera pero con muchas partes que usted quiera).

Decimal	Firmadobinarios Personas: Aprendiendo el 1 y 0 ">.binarias
57 + 30 = 87	0011 1001 + 0001 1110 0101 0111
57 + (-30) = 27	0011 1001 + 1110 0010 0001 1011
-57 + 30 = -27	1100 0111 + 0001 1110 1110 0101
-57 + (-30) = -87	1100 0111 + 1110 0010 1010 1001

En su mayor parte esto todo funcionará sin problemas en segundo plano mientras se programa fuera. Es sólo que de vez en cuando que necesitará este conocimiento para superar las limitaciones del sistema. Tratar con números negativos puede ser muy difícil, pero con complementos como este es mejor que no deje que se suba a la cabeza.

Conseguir el punto sobre los números de punto flotante

La libertad de punto flotante 

Números de punto flotante (también conocidos como "números reales") dan una cierta libertad en la capacidad de representación de los dos números muy grandes y muy pequeños en los confines de una palabra de 32 bits (que es una palabra doble en nuestros PLCs). Hasta este punto, el rango de números pudimos representar con una palabra doble sería de 0 a 4294967295. Punto flotante por otro lado permite una representación de ,0000000000000001 así como + / -1,000,000,000,000. Permite un número tan grande que incluso se puede hacer un seguimiento de la deuda nacional de EE.UU. .
Flotante nos da una manera fácil de tratar con fracciones. Antes, una palabra sólo podría representar un número entero, es decir, un número entero. Tendríamos que utilizar algunos trucos para tal implicaría un punto decimal. Por ejemplo, un número como 2300 en una palabra puede ser tomada para representar a 23.00 si el punto decimal está "implícito" para estar en el lugar 1/100o. Esto podría ser todo lo que necesitamos, sino que puede ser un poco complicado cuando se trata de matemáticas donde queremos mantener un residuo. El truco es conseguir algún tipo de formato en el punto decimal puede "flotar" en torno a la cantidad.

Números reales en el mundo real

En este punto vamos a tratar con un ejemplo. En este caso estamos usando una AUTOMATIONDIRECT DL250 PLC que convenientemente tiene la capacidad de manejar números reales (en coma flotante). El PLC está leyendo una entrada de transductor de presión cuya lectura máxima es de 250 psi. En nuestro PLC el número máximo está representado por 4.095 (FFF en hexadecimal). Así que, esencialmente para obtener la lectura real tendríamos que dividir 4.095 por 16.38 (4095 lecturas / 250 Presión max). Esto se hace fácilmente con números reales, pero la lectura es en decimal. Así que la instrucción BTOR se utiliza para convertir el número decimal a un formato de número real. Luego usamos la instrucción especial DIVR dividirla con un número real y obtener la lectura. La lógica de escalera resultante se parecería a continuación.


Si usted es un novato en esto y no entiende la lógica de escalera, no te preocupes por eso. Vamos a entrar en esta última escalera. Sólo entiende que cuando se necesita para hacer frente a las fracciones lo más probable desea convertir a los formatos de números reales en el conjunto de instrucciones PLC.

Hundiéndose cada vez más en números de punto flotante

Punto flotante es básicamente una representación de notación científica. Ah, sí? ¿Cuál es la notación científica? La notación científica representa números como un número de base y exponente. Por ejemplo, 123.456 sería 1,23456 x 10 ² . Ese 10 con un poco 2 anterior nos dice que mueva el punto decimal dos espacios a la derecha para obtener el número real. Otro ejemplo, sería 0,0123 1,23 x 10^-2 . Ese pequeño -2 indica movemos el punto decimal en la dirección opuesta a la izquierda. (Sólo una cabeza, en el PLC que puede ser capaz de utilizar la notación científica, pero en una forma diferente, como 1.23456E2 que es lo mismo que un primer ejemplo.) El número 10 significa aquí que estamos tratando en decimal. Podríamos hacer la misma facilidad notación científica en hexadecimal (123.ABC x 16 ² ) o incluso binario (1,0101 x 2 ² , este binario se convierte en importante más adelante).

El Formato

En algún momento en la historia de un grupo de geeks se reunió y acordó un determinado formato o el diseño de un número de punto flotante de 32 bits. Debido a la falta de originalidad, se convirtió oficialmente llamado "el estándar IEEE 754". Aquí está en toda su gloria.



El exponente es el mismo que nuestro poco por encima del número 10 en notación científica. Nos dice qué manera el decimal debe ir por lo que debe ser positivo (vaya a la derecha) o negativa (ir a la izquierda). Aquí estamos otra vez tratando de hacer frente a los números negativos, pero en este caso los geeks decidió utilizar lo que se llama un sesgo o compensado de 127. Básicamente, esto significa que a un valor de 127 el exponente es 0. Cualquier número por debajo de 127 hará que un exponente negativo. Cualquier número por encima de 127 será un exponente positivo. Por lo tanto un valor almacenado de 200 indica un exponente de 73 (200-127).
La mantisa (o significando, si eso es más fácil decirlo) representan los bits de precisión de la serie. En nuestro ejemplo anterior que era la parte 1,23456 de la notación científica.
La nomenclatura final en notación científica sería:  (signo) mantisa x base de ^exponente 
Normalmente, la base de sería 10 pero en este caso va a ser 2, ya que sólo se trata en binario. Ya que está en la base 2 (o binario) hay un pequeño truco de optimización que se puede hacer para ahorrar un poco. No malgastes, no quiero, ya sabes. El truco se produce por darse cuenta de que la notación científica nos permite escribir números en muchas maneras diferentes. Considere cómo el número cinco puede ser
5,00 x 10 ⁰
0.05 x 10 ²
5000 x 10 ^-3
Estos son todos el mismo número. Números de punto flotante son típicamente en un normalizado formulario con un dígito a la izquierda del separador decimal (es decir, 5,00 x 10 ⁰ o 4.0 x 10 ³ ). El exponente siempre se ajusta para que esto suceda. En cuanto al uso de binarios siempre tendremos un 1 delante (es decir, 1,0 x 2 ³ ). No tendrías 0,1 x 2 ⁴ , ya que no se normaliza. Así que en este caso, siempre es seguro asumir que el dígito que lleva es un 1, por lo que no tiene que almacenarlo. Eso hace que la mantisa realidad 24 bits de largo, cuando todo lo que tenemos son 23 bits de almacenamiento.Ah, qué hacemos para ahorrar un poco.

ADVERTENCIA: No es un mundo perfecto

Con todo este poder con punto flotante que probablemente está pensando, "Yo voy a usar todo el tiempo". Hay un problema, ya que este método realmente puede perder algo de precisión. En muchos casos será insignificante, por lo que bien vale la pena utilizar los números reales. En otros casos, a pesar de que podría causar errores significativos. Así que ten cuidado.
Considere lo que sucedería si la parte mantisa del formato de punto flotante en realidad era ya entonces 24 bits? Algo tiene que dar y lo que pasa es el final se trunca, es decir, que se corta al final y perdió.
He aquí un ejemplo de un número de 32 bits
11110000 11001100 10101010 0000 1 mil ciento once que sería 4039944719 en decimal
En el punto flotante con 24 bits de sólo tendría que estar
1.1110000 11001100 10101010 x 2 ³¹ que cuando coverted atrás habría
11110000 11001100 10101010 0000 0000 y por lo tanto, 4039944704 en decimal.
Eso es una diferencia de 15. Durante matemáticas normales esto podría no ser motivo de preocupación, pero si usted está acumulando y totalizadora valores entonces que tipo de error realmente podría hacer que los contadores loco. Esto es simplemente un caso de conocer sus limitaciones.

Masoquista: Lecturas

Para más información sobre este tema en cosas como de doble precisión, el desbordamiento, cero y «no es un número", que se puede leer acerca de estos excelentes artículos.
Lo que todo Informático debe saber sobre aritmética de punto flotante
Estándar IEEE 754 números en coma flotante
Introducción a los cálculos de punto flotante y el estándar IEEE 754

ASCII ... y recibiréis

Tabla ASCII "> ASCII es un acrónimo de Código Estándar Americano para Intercambio de Información . Usted puede ver ahora por qué se acortan hacia abajo a ASCII que se pronuncia como 'Askey "por nosotros los geeks. Este es el código más común para el intercambio de cartas y caracteres de control entre ordenadores y sus dispositivos periféricos, como impresoras. Es un estándar que proporciona una manera fácil para las letras en nuestros monitores de conseguir en un formato binario que un ordenador pueda entender. Así también encuentra su camino en nuestras cotidianas PLC vive en forma de transmisión en serie a una pantalla o una impresora.
Todos los códigos ASCII asignada se pueden representar con 7 bits. Recuerde de nuestro capítulo binario que 7 bits binarios representan 128 en decimal. PLCs típicos aunque tienen 8 bits de datos y por lo tanto la izquierda más bits se utiliza para la comprobación de paridad sólo para asegurarse de que todo está transmitiendo correctamente. La siguiente tabla muestra todas las letras asignadas, números y caracteres de control con el número de equipo de la izquierda y el símbolo a la derecha. Algunos de estos se ven raro porque esto se remonta a los días en que había que controlar los teletipos y las líneas telefónicas. Estos días estoy normalmente sólo preocupado con 10 (salto de línea), 13 (retorno de carro) y 32 a 126.

Códigos Internacionales

En muchos sentidos ASCII es muy restrictiva porque la A significa Americana y por lo que básicamente sirve sólo Inglés. Hasta hace poco tiempo el mundo de la informática ha estado tratando de ponerse al día con los diferentes idiomas en el mundo y la necesidad de equipos para poder utilizarlos todos. Así, hay muchos diferentes juegos de caracteres de otros idiomas.  La sopa del alfabeto es un gran recurso para localizar un lenguaje y es el juego de caracteres correspondiente. El avance real, aunque ha llegado con la llegada de Unicode , que es una norma que representa a todos los idiomas del mundo. Unicode tiene y seguirá reemplazan todos los otros tipos de códigos alfanuméricos, ya que simplifica el uso de varios idiomas. La lista de posibilidades es interminable por lo que si alguna vez tiene que programar en ugarítico , entonces tienes.

El ABC de BCD

Decimal codificado en binario ( BCD ) es un número de código que hace que todos los 1s y 0s en el equipo sea más fácil para los seres humanos a leer. En BCD los dígitos del 0 al 9 se almacenan como 4 bits (también conocido como un mordisco). Así, en una palabra de 16 bits que puede tener cuatro dígitos (palabra de 16 bits / 4 bits BCD = 4 dígitos). Ã, Â En la figura siguiente se muestra cómo convertir un número binario en su equivalente BCD.



El estudiante astuto verá que esto es muy parecido a la conversión de binario a hexadecimal . Ã, Â En este caso, sin embargo no hay letras como la A a la F, que es parte de lo que es más fácil de leer. Ã, Â En un sentido binario puro de la palabra de 16 bits puede tener un valor de 0 a 65535, pero BCD nos limita entre 0 y 9999.

¿Qué es BCD bueno?

Más modernos componentes del sistema de control, como los PLC y HMI (por ejemplo AutomationDirect) que el uso de BCD seamless.Ã, Â Es decir, que se utilicen como lo haría números decimales sin conocer la difference.Ã, Â Llega un momento sin embargo cuando usted Tendrá que saber la diferencia (por ejemplo, cuando la creación de una tarjeta I / O).
El uso real de BCD se presenta en mayores tipos de controles como décadas de selección de datos, pantallas de 7 segmentos y absoluta encoders.Ã, Â Por ejemplo, el interruptor de ruedecilla tendrá (al menos) cuatro salidas de un dígito que representan los números binarios de que digit.Ã, Â Ganging la rueda cambia juntos y luego hace una palabra en formato BCD.

El Blanco y Negro de Código Gray

Código Gray (el nombre de su inventor Frank Gray ) es una secuencia de números binarios, donde sólo se cambia poco a poco. Marchando a través de la secuencia entera entonces sólo necesita tirar un poco a la vez que en ciertas aplicaciones reduce drásticamente los errores. En binario estándar de muchos dígitos pueden cambiar de una vez, para el instante al pasar de 7 a 8 (0.111-1.000), hay cuatro bits cambiantes estado.
Es un hecho de la vida que un PLC de entrada puede encender más rápido entonces se puede apagar. Estamos hablando de milésimas de segundo aquí, pero con tiempos de análisis igualmente rápido puede generar una lectura equivocada cuando se utilizan métodos binarios normales. Con el código Gray puede estar seguro de que sólo un poco va a cambiar. ANYMORE entonces que un bit cambia y hay algo mal.
El problema se muestra en la siguiente figura. Por ejemplo, digamos que se necesita una señal de entrada de 300 milisegundos para encenderse, pero se tarda 500 milisegundos se apaguen. En binario y luego cuando se va de 7 a 8 el el bit se encenderá primero, pero los bits que estén activados están en pie y por lo tanto el valor decimal es 15. Se necesita otros 200 milisegundos para los bits a seguir en el campo y lograr la lectura correcta de ocho. Por otro lado, con aviso código Gray que sólo un bit está cambiando de OFF a ON y por lo tanto no hay ningún error.



Así es como comienza la secuencia en código Gray y se puede comparar lo diferente que es de código binario estándar. He hecho más fácil, haciendo hincapié en los bits que están cambiando.

Decimal	Binary People: Aprendiendo el 1 y 0 ">. binarias	Código Gray
0	0000	0000
1	0001	000 1
2	0010	00 1 1
3	0011	001 0
4	0100	0 1 10
5	0101	011 1
6	0110	01 0 1
7	0111	010 0
8	1000	1 100
9	1001	110 1
10	1010	11 1 1
11	1011	111 0
12	1100	1 0 10
13	1101	101 1
14	1110	10 0 1
15	1111	100 0

Otro truco es que te darás cuenta de que va 15-0 conserva nuestro código Gray de sólo cambiar un poco. Bastante limpio, eh? Es por eso que lo llaman un código cíclico, ya que puede dar la vuelta en círculos.

¿Qué es el Código Gray sirve? 

En la automatización es particularmente bueno para los transductores de posición se utilizan para medir el ángulo de un eje. Esta aplicación se beneficia de la naturaleza cíclica de los códigos de Gray, debido a que los valores primero y último de la secuencia son diferentes por sólo un bit. Es decir, si tienes ganas de dar vueltas y vueltas en círculos.
En un encoder absoluto óptica hay un disco con un patrón de código Gray como tal ...

Los tomadores de decisiones: AND, OR y NOT

La vida está llena de decisiones. Lo que es verdad para nosotros también es el caso de los PLC. Recopilamos información (input) y en base a eso tomamos decisiones que determinan nuestra salida.Todos, aunque siempre he encontrado las computadoras para ser un poco más lógico entonces los seres humanos.
Para un ejemplo de cómo usamos la lógica de la vida cotidiana en cuenta estas declaraciones:

• Si Tommy O Bob quieren jugar a baloncesto entonces voy a jugar también.
• Es 6:00 Y yo soy NO hambre por lo tanto, voy a seguir jugando.
• Si la mamá sale Y me ordena dentro O que llegar de noche a continuación, voy a dejar de jugar.

Ahora se trata de decisiones muy sencillas, especialmente si usted es un niño de diez años. Se dará cuenta de que todos ellos implican tres tipos de comparaciones: AND, OR y NOT. Ahora podríamos conseguir más complejo, pero todo lo que estaríamos haciendo es usar estos bloques de construcción simples.
En el mundo de la automatización de este tipo de condiciones VERDADERO o FALSO se reducen a un dispositivo es encendido o apagado, cerrado o abierto, presente o ausente, 24 voltios o 0 voltios.En el PLC que todo se reduce a nuestro ya conocido sistema binario de un 1 o un 0. Normalmente tiene un poco representa una condición verdadera mientras APAGADO es FALSO. Esto es abitrary embargo, ya que puede tener más sentido de utilizar lo que se llama lógica a prueba de fallos y tienen un poco en como condición FALSO.
Volvamos de nuevo a algunas afirmaciones simples, pero esta vez utilizando ejemplos de automatización.

• Cuando se presiona el botón Y la puerta está cerrada y encienda el motor.
• Si el proceso se realiza O la señal de parada de emergencia es NO en apague el motor. (Este es un ejemplo de una operación a prueba de fallos que el botón de parada de emergencia podría ser presionado o el cable está desconectado. En cualquier caso queremos comprobar esto por razones de seguridad. Basándose en una señal para encender cuando un cable se ha caído mucho hace puede provocar un momento incómodo cuando realmente tenemos que parar la máquina en caso de emergencia.)
• Si el tanque está lleno O se pulsa el botón Y no hay alarmas a continuación, iniciar el proceso.

Sería bueno para programa como este pero las computadoras gustaría ser un poco más estructurado. Una serie de objetos gráficos se han utilizado durante años para representar los elementos lógicos y que puede ser fácilmente convertida a una escalera común lógica equivalente. Estas funciones también son llamados puertas, ya que actúan como porteros de una lógica diferente.

La función NOT

El más simple de todas las funciones de la lógica es la puerta NOT.

Es la única función en la vida es invertir de flip el estado lógico. Así que una entrada de 1 saldrá como un 0 y viceversa. A continuación se muestra una tabla de verdad (no mentir) que muestra todas las posibles entradas y la salida lógica resultante.

La entrada A	Salida
0	1
1	0

La escalera equivalente lógico de una función no se ve como un contacto normal, pero con una barra a través de él.

La función Y

La puerta Y se asocia con el siguiente símbolo que puede tener cualquier número de entradas, pero sólo una salida.

La tabla de verdad siguiente muestra que la salida sólo se activa cuando todas las entradas son verdaderas (1). Una manera fácil de recordar esto es y funciona como la multiplicación.

La entrada A	Entrada B	Salida
0	0	0
1	0	0
0	1	0
1	1	1

La escalera equivalente lógico de una función y se ve como dos contactos normal de lado a lado.

La función OR

Por último, pero no menos importante la puerta O se asocia con el siguiente símbolo que también puede tener cualquier número de entradas, pero sólo una salida.

La tabla de verdad siguiente muestra que la salida está activada (1) cuando cualquiera de las entradas son verdaderas (1). Una manera fácil de recordar esto es O funciona como complemento.

La entrada A	Entrada B	Salida
0	0	0
1	0	1
0	1	1
1	1	1

La escalera equivalente lógico de una función o se ve como dos contactos normales en la parte superior de uno al otro.

Combinación AND u OR con NOT 

La puerta NO puede que no parezca mucho ayudar si usted no ha programado mucho pero te encontrarás de utilizarlo con frecuencia. Es muy común el uso en combinación con AND y OR. Así que los dioses de ingeniería decidió hacer algunos símbolos de estas combinaciones.
Poner las puertas NOT y AND juntos forman la puerta NAND. La tabla de verdad siguiente muestra que se trata simplemente de una salida invertida de la puerta AND.

La entrada A	Entrada B	Salida
0	0	1
1	0	1
0	1	1
1	1	0

Un pequeño círculo (o si se quiere, una burbuja) al final de una puerta AND se utiliza para indicar la función NAND. Es símbolo y la lógica de escalera correspondiente se muestran abajo. Ahora preste mucha atención a la lógica de escalera, ya que los contactos están en paralelo y no en serie como la función AND.

Poner el NOT y OR juntos forma ... lo tienes ... la puerta NOR. La tabla de verdad siguiente muestra que se trata simplemente de una salida invertida de la puerta OR.

La entrada A	Entrada B	Salida
0	0	1
1	0	0
0	1	0
1	1	0

Una vez más un pequeño círculo se coloca en el extremo de una puerta O para significar la función de NI. Es símbolo y la lógica de escalera correspondiente se muestran abajo. La lógica de escalera es muy diferente de la normal puerta OR.

¡Pero espera! No pidas aún ... la puerta XOR.

Hasta ahora, con nuestras puertas lógicas que hemos cubierto casi todas las combinaciones posibles a excepción de una muestra en la tabla de verdad de abajo.

La entrada A	Entrada B	Salida
0	0	0
1	0	1
0	1	1
1	1	0

La lógica para producir este resultado se le llama la puerta O exclusiva conocida como la puerta XOR. Es una forma especializada de la puerta OR. Así que si cualquiera de las entradas están en entonces la salida es verdadera, si no estás de suerte. El símbolo de la puerta XOR se muestra por una línea curva añadió a la puerta OR símbolo.

La lógica de escalera para implementar una puerta XOR es un poco más complejo que los otros.

¿Qué tan útil es la lógica XOR? Es probable que el uso de la puerta XOR todos los días sin pensar en ello, si usted tiene una habitación con una luz que funciona con dos interruptores. Si los dos interruptores están en la misma posición después la luz se apagará. Por lo tanto sólo mover de un tirón un interruptor se encienda la luz. En el programa de PLC que puede ser extremadamente útil para la programación de acciones alternas o códigos de color gris .
Ok, hay una más puerta lógica pero prometo que es la última. Tiene sentido que hay una puerta XNOR que es la combinación de la lógica NOT y XOR. Es simplemente invierte la salida de la función XOR.

La entrada A	Entrada B	Salida
0	0	1
1	0	0
0	1	0
1	1	1

El símbolo de la puerta XNOR se muestra a continuación junto con su lógica de escalera equivalente.

Esperanza para el Futuro

Si bien estos términos y símbolos pueden parecer un poco esotérico para el principiante PLC son importantes en el largo plazo. Una buena comprensión de estos elementos esenciales hará más fácil la programación de PLC, simplier y ahorrar memoria. La siguiente lección hará esto más claro cuando consideramos Boolean algebra.