Arquitectura del PLC

Integrantes:Cadena AlexCangui VernicaChasi Iveth.Mallitasig MayraEgas Daniel

Universidad de las Fuerzas Armadas ESPEControl DigitalIng. Electrnica e InstrumentacinTema: Introduccin al Control Digital 2Seales analgicas: Son aquellas cuya variacin, tanto en amplitud como a lo largo del tiempo, es continua. Es decir, pueden tomar cualquier valor real, en cualquier instante de tiempo.Seales discretas: Son aquellas cuya evolucin se rige por un determinado conjunto finito de valores posibles. Segn dnde tome este conjunto de valores, podremos distinguir entre seales discretas en amplitud o discretas en tiempo.

Seales en tiempo discreto3 Sistema procesador diseado para que el sistema de control logre las especificaciones requeridas. Este sistema trabaja u opera en instantes de tiempo predeterminados, mltiplos del periodo de muestreo y es, por tanto, un sistema sncrono. La operatividad del sistema o su funcionamiento de procesado queda caracterizada plenamente mediante su ecuacin en diferencias.Control digital o discreto:

Diagrama de bloques de un sistema de control discreto4Por el tipo de retroalimentacin: Lazo abierto: La salida no tiene ningn efecto en la accin de control. La salida no se mide ni se retroalimenta para ser comparada con la entrada. Lazo cerrado: Conocidos como sistemas retroalimentados. La seal de error (diferencia entre la seal de referencia y la seal retroalimentada) es alimentada al controlador para reducir el error y llevar a la seal de salida a un valor deseado. 5 Importancia del control digitalLa ventaja del controlador analgico es que el sistema trabaja en tiempo real y puede tener un ancho de banda muy grande. Esto es equivalente a tener una frecuencia de muestreo infinita , de modo que el efecto del controlador siempre esta presente.Ventajas del control analgicoVentajas del control digitalLos componentes digitales tienen menor susceptibilidad al envejecimiento y a las variaciones de las condiciones ambientales.Los componentes digitales son menos sensibles al ruido y las perturbaciones.Los procesadores digitales tienen un tamao y peso menor .Un cambio en el control no requiere cambios en el hardware.Proporcionan una mayor sensibilidad a las variaciones en los parmetros.6Desventajas control digitalLimitaciones en la velocidad de calculo, en la resolucin de la seal debido a la longitud de la palabra finita del procesador digital en contraste los controladores analgicos que trabajan en tiempo real y tiene una resolucin tericamente infinita.

La limitacin en la velocidad de calculo provoca retrasos en el lazo de control, los cuales pueden provocar inestabilidad en el sistema.7 El muestreo o discretizacin transforma las seales de tiempo continuo en datos de tiempo discreto. Muestreador y retenedor(Sample-and-Hold, S/H). Es un circuito que recibe una seal analgica y la mantiene en un valor constante durante un tiempo especfico.

Convertidor analgico-digital (A/D). Conocido tambin como codificador, convierte una seal analgica en una seal digital, usualmente una seal codificada numricamente.Componentes del control digital8Componentes del control digital Convertidor digital-analgico (D/A). Tambin llamado decodificador, convierte una seal digital (datos codificados numricamente) en una seal analgica. Planta o proceso. Una planta es cualquier objeto fsico a ser controlado. Transductor. Dispositivo que convierte una seal de entrada en una seal de salida de naturaleza diferente a la de la entrada.

9El sistema numrico estndar usado para procesar seales digitales es el sistema binario. En este sistema el grupo de cdigos consiste en n pulsos donde cada uno indica encendido, (1) o apagado (0). La informacin transmitida digitalmente tiene la forma de bits (0 o 1). As, el valor numrico de una palabra digital representa la magnitud de la informacin en la variable que representa la palabra.

La longitud de palabra es una medida de la exactitud que tiene la computadora digital para guardar y manipular seales digitales.

Seales digitales y codificacin. 10 Para convertir una seal analgica en digital, el primer paso consiste en realizar un muestreo (sampling) de sta, o lo que es igual, tomar diferentes muestras de tensiones o voltajes en diferentes puntos de la onda senoidal. La frecuencia a la que se realiza el muestreo se denomina razn, tasa o tambin frecuencia de muestreo y se mide en kilo Hertz (kHz). Muestreo de la seal analgica

11Cuantizacin y codificacin Una vez realizado el muestreo, el siguiente paso es la cuantizacin de la seal analgica. Para esta parte del proceso los valores continuos de la sinusoide se convierten en series de valores numricos decimales discretos correspondientes a los diferentes niveles o variaciones de voltajes que contiene la seal analgica original.

Ventajas del procesado digital de seales frente al analgico

Primero, un sistema digital programable permite flexibilidad a la hora de reconfigurar las operaciones de procesado digital de seales sin ms que cambiar el programa. En algunos casos, la implementacin digital del sistema de procesado de seales es ms barato que su equivalente analgica. Disminucin de la sensibilidad al ruido.

12MUESTREO Y RETENCION DE DATOS

Un perodo de muestreo muy grande (submuestreo) tiene como consecuencia: Disminucin del rendimiento, debido a que el control se mantiene bloqueado mucho tiempo, y no reacciona cuando se presenta una perturbacin. Si la salida presenta ruido es conveniente aadir un filtro para mitigar el ruido antes del muestreo (antialiasing filter). Este filtro va a introducir un retraso en el lazo de control.

13Un perodo de muestreo muy pequeo (sobremuestreo) tiene como consecuencia:El control se acerca ms al de tiempo continuo, pero se requieren mucho ms clculos. Se pueden presentar problemas numricos de clculo fuera de lnea, as como en la recurrencia de la programacin de la funcin de transferencia en Z. Se presentan dificultades intrnsecas a los mtodos de clculo del control, los cuales pueden perder robustez cuando T- 0 puesto que es posible que la seal de control tienda a infinito.

14VENTAJAS E INCONVENIENTES DE LA CONVERSIN ANALGICO DIGITALVentajas:No introduce ruidos en la transmisin.Se guarda y procesa mucho ms fcilmente que la analgica.Posibilita almacenar grandes cantidades de datos en diferentes soportesPermite detectar y corregir errores con ms facilidad.No la afecta las interferencias atmosfricas (esttica) ni de otro tipo cuando se transmite por va inalmbrica, como ocurre con las transmisiones analgicas.

15Desventajas:Para su transmisin requiere un mayor ancho de banda en comparacin con la analgica.

La sincronizacin entre los relojes de un transmisor inalmbrico digital y el receptor requiere que sea precisa, como ocurre con el GPS (Global Positioning System - Sistema de Posicionamiento Global).

Las transmisiones de las seales digitales son incompatibles con las instalaciones existentes para transmisiones analgicas.

16Ejemplos de aquellos sistemas analgicos que ahora se han vuelto digitales.

FotografasGrabaciones de video. Grabaciones de audioCarburadores de automviles.El sistema telefnico.Semforos.

17Ejemplo de un sistema electrnico analgico vs digital18

CONCLUSIONESEl Control Digital nos permite procesar los datos de una manera ms precisa y con mayor dgitos de precisinEl muestro nos permite transformar las seales de tiempo continuo en datos de tiempo discreto.Al tener una seal digitaliza podemos transportarla sin introducir un margen de error significativo.

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