¿Qué es un módulo inteligente plc?

El módulo funcional o módulo inteligente es un sistema informático independiente con su propia CPU, programa de sistema, memoria e interfaz conectado al bus del sistema PLC. Como módulo del sistema PLC, está conectado al PLC a través del bus, intercambia datos y funciona de forma independiente bajo la coordinación y gestión del PLC.

El PLC tiene muchos tipos de módulos de funciones especiales, como módulos de conteo de alta velocidad, módulos de control PID, módulos de control de movimiento, módulos de control de interrupciones, etc.

Con la aplicación y el desarrollo generalizados del PLC en el control industrial, con el fin de mejorar sus funciones y ampliar su alcance de aplicación, los fabricantes han desarrollado muchos módulos de funciones especiales para que los usuarios elijan.

1) Módulo de entrada/salida analógica

Los módulos de entrada analógica se utilizan ampliamente en el control de procesos, como temperatura, presión, flujo, pH, desplazamiento, etc., se detectan todos los correspondientes. Las cantidades analógicas de voltaje y corriente luego se procesan a través de ciertas operaciones (como PID) para controlar el proceso de producción para lograr ciertos propósitos (como temperatura constante, voltaje constante, etc.). El sensor y el transmisor convierten la cantidad analógica en una señal estándar (el estándar IEC 4~20mA es una señal de corriente o una señal de voltaje CC de 1~5V, -10~10V, 0~10V). El módulo de entrada utiliza un convertidor A/D para convertirlas en cantidades digitales y las envía al módulo CPU para su procesamiento. Por lo tanto, el módulo de entrada analógica también se denomina módulo de entrada de conversión A/D.

El módulo de salida analógica convierte la señal digital binaria procesada por el módulo CPU en un voltaje o corriente analógica y luego la utiliza para controlar el actuador. Por lo tanto, el módulo de salida analógica también se denomina módulo de salida de conversión D/A.

En resumen, la tarea principal del módulo de E/S analógica es completar la conversión A/D (entrada analógica) y la conversión D/A (salida analógica).

Los PLC pequeños a menudo no tienen módulos de E/S analógicas, o solo tienen módulos A/D y D/A de 8 bits con un número limitado de canales. Los PLC de tamaño grande y mediano se pueden configurar con cientos o miles de canales analógicos. Sus convertidores D/A, A/D son de 12 bits. La señal de entrada/salida del módulo de E/S analógica puede ser de voltaje o corriente. Puede ser unipolar, como 0~5 V, 0~10 V, 1 ~ 5 V, 4 ~ 20 mA, o bipolar, como ±5 V, ±10 V. y ±20mA Generalmente, se pueden ingresar múltiples rangos de corriente o voltaje.

2) Módulo contador de alta velocidad

El módulo contador de alta velocidad es uno de los módulos inteligentes comúnmente utilizados en el control industrial. Puede enviar variables de control de proceso (como señal de posición, valor de velocidad, acumulación de valor de flujo, etc.) al PLC. La velocidad de cambio de estos parámetros es muy rápida y el ancho del pulso es menor que el período de escaneo del PLC. Si la señal de entrada/salida se procesa de acuerdo con el escaneo normal, se perderán algunos parámetros. Por lo tanto, para contar estos parámetros se utilizan contadores de alta velocidad que cuentan independientemente del PLC. El módulo de conteo de alta velocidad puede contar pulsos a decenas de miles de Hz o incluso megahercios. Cuando el valor actual del contador es igual o mayor que el valor preestablecido, se activa la salida (este proceso no tiene nada que ver con el proceso de escaneo del PLC y garantiza que la carga se controle a tiempo).

3) Módulo de control de procesos PID

El módulo de control proporcional/integral/derivativo (PID) es un módulo inteligente que realiza el control de bucle cerrado de cantidades analógicas que cambian continuamente, como se muestra en Figura 1-2-8 mostrada. El módulo PID puede verse como un regulador de procesos. Hay interfaces de entrada/salida y una CPU para cálculos de control de bucle cerrado en el módulo PID, que generalmente puede controlar múltiples bucles cerrados.

4) Módulo de entrada de interrupción y módulo de respuesta rápida

El módulo de entrada de interrupción es adecuado para sistemas de control de respuesta rápida. Después de que el control de proceso recibe la señal de entrada de interrupción, suspende el programa principal en ejecución y ejecuta el programa de interrupción. Una vez completada la ejecución, regresa y continúa ejecutando el programa principal.

La función del módulo de respuesta rápida es similar a la del módulo de E/S de conmutación general. La principal diferencia entre ellos es que, en las mismas condiciones, el módulo de respuesta rápida puede reflejar rápidamente los cambios en la cantidad de entrada a la cantidad de salida.

Hay un retraso entre la cantidad de entrada y la cantidad de salida del PLC causado por el método de trabajo de escaneo (los cambios en la cantidad de entrada generalmente no se pueden reflejar en la salida hasta un ciclo de escaneo).

Este retraso puede ser de hasta más de dos ciclos de escaneo. El uso de módulos de respuesta rápida permite un control rápido de entrada/salida. El retraso de la respuesta de salida del módulo solo se ve afectado por el hardware en el circuito y no se ve afectado por el ciclo de escaneo del PLC. Es decir, la salida del módulo está controlada directamente por la cantidad de entrada y también está controlada por el programa de usuario.

5) Módulo de control de movimiento

El módulo de control de movimiento controla la cantidad de movimiento de posición y la velocidad del movimiento mediante la emisión de pulsos, y se puede dividir en control de coordenadas únicas y control de coordenadas duales. El control de coordenadas duales puede realizar la coordinación del movimiento coordinado. En realidad, se trata de tecnología de control numérico (NC) implementada a través de módulos de control de movimiento PLC.

El control de posición generalmente adopta un control de circuito cerrado, utilizando servomotores como dispositivos de accionamiento. Si se utiliza un motor paso a paso como dispositivo de accionamiento, se puede utilizar control de bucle abierto o control de bucle cerrado. El módulo utiliza la memoria para almacenar una curva de movimiento determinada. El módulo obtiene el valor de posición actual del sensor de posición y lo compara con el valor dado. El resultado de la comparación se utiliza para controlar el dispositivo de accionamiento del servomotor o motor paso a paso.

6) Módulo de comunicación

El módulo de comunicación del PLC es equivalente a la interfaz de red en la red de área local. A través del bus del módulo de datos de comunicación y la conexión del host PLC, se utilizan hardware y software para implementar el protocolo de comunicación. El módulo de comunicación del PLC generalmente está equipado con varias interfaces, que se pueden seleccionar a través del interruptor de selección en el módulo de comunicación para lograr la comunicación con otros equipos u computadoras de control inteligente del PLC.