Como realizar Escalamiento PLC S7-1200 ~ Bentz

En este artículos tendremos la misión de aclarar las principales Características de. escalamiento de señales Analógicas en PLC, Aplicados al control de procesos.
poseen dos tipos de señales básicas al utilizar un controlador, estas corresponde a señales digitales y analógicas. Una señal binaria o digital, puede aceptar solo dos valores con tensión +24V o un 1 Lógico y sin tensión 0V equivalente a un 0 lógico. Las señales analógicas pueden aceptar tantos valores como se deseen, dentro de ciertos rangos. Un ejemplo tipico de un transductor analógico es un potenciometro.
Dependiendo de la posición del mando, se proporciona un valor diferente de resistencia hasta un valor máximo, para ello existen distintos elementos que pueden transformar una variable física (Temperatura, Nivel, Caudal, Etc) a una señal análoga estandarizada (0-20mA, 4-20mA, 0-10V u otra).
Por ejemplo, al poseer un sensor capaz de medir la velocidad de un motor desde 500 a 1500 RPM y entregar una señal de tensión que variara de 0 a 10V. Cuando se midan 865 RPM el captador de medida emitirá un voltaje de 3.65 V.

Si esta señal analógica es enviada a un PLC, ya sea como tensión intensidad o valor de resistencia, debe ser convertido a información digital. Esta conversión se denomina conversión Análogo/Digital (A/D). Esto significa que, por ejemplo, el valor de tensión de 3.65V se almacena como información en un registro digital equivalente de unos y ceros.
Al momento de realizar un escalamiento se deben considerar distintos aspectos como son; alcance del sensor, resolución y registro A/D del PLC.
Alcance: Diferencia algebraica entre el limite máximo y limite mínimo del sensor utilizado.
Resolución: La menor diferencia de valor que el PLC puede distinguir. Este valor esta dado por el modulo de entrada analógica del PLC (ej: 11bits) y el tipo de señal analógica leída (0 a 10 V).

Registro A/D: Corresponde al rango del registro del PLC, por ejemplo para los PLC siemens este rango esta entre 0 y 27648.

Escalamiento
El escalado de los valores de entrada y salida se pueden tomar de los siguientes diagramas. Aqui se explican los conceptos "unipolar", "bipolar" y "20% de desviación".

Unipolar: Un escalamiento unipolar es utilizado cuando la señal enviada por el sensor es igual a la lectura del modulo analógico del PLC, Ejemplo, sensor de nivel con una señal de 0-20mA y el modulo analogico de entrada es de 0 a 20mA.

Osh: Limite Máximo del sensor.

Osl: Limite mínimo del sensor.
Lsh: Cuentas máximas del PLC (Siemens = 27648).

Lsl: Cuentas mínimas del PLC.

Unipolar Desviación 20%

Un escalado unipolar con una desviación del 20% el limite inferior del rango de valores esta al 20% del valor superior, (siemens 20% de 27648). Normalmente este fenómeno ocurre cuando se trabaja con un modulo de entrada analógicas de lectura de 0-20 mA y se utiliza un sensor que envía una señal de 4-20mA

Osh: Limite máximo del sensor.

Osl: Limite mínimo del sensor.

Lsh: Cuentas máximas del PLC (Siemens : 27648).

Lsl: Cuentas mínimas del PLC (Siemens = 5529,6).

Bipolar: Utilizado cuando un sensor y el modulo permiten lecturas bipolares, por ejemplo +/- 10V.

Osh: Limite máximo del sensor

Osl: Limite Mínimo del sensor

Lsh: Cuentas máximas del PLC

Lsl: Cuentas mínimas del PLC

El escalamiento tiene por finalidad relacionar la Señal analógica entregada por los sensores con el valor de la variable fisica medida. Los sensores normalmente vienen linealizados por el fabricante, por lo tanto esta relación se realiza a través de la ecuación de la recta.

y= m * x+ b

Donde:

Y:Salida escalada

M: Rate o pendiente

X: Valor analógico de entrada

B: offset

Esta lógica de escalamiento de una señal de entrada, es utilizada para el escalamiento de una señal de salida.

Esta aritmética puede ser programada en cualquier PLC, por lo tanto, es una solución general de escalamiento para cualquier PLC. Otra forma de escalar señales de entrada, se realiza utilizando bloques de escalamiento, el cual dependerá del modelo del PLC que se esté utilizando

Ejemplo de escalamiento:

Escalamiento desarrollado en PLC S7.1200 sensor de 0-250 mBar, señal analógica de 4-20mA, modulo de 12 bits y entrada analógica de 0-20mA.

nota:En los PLC siemens la cuenta máxima corresponde a 27648 de forma practica se observo que la cuenta máxima obtenida es de 27245, por ello se ajusta la cuenta máxima a este valor.