El avance triunfal del pequeño controlador

Durante mucho tiempo, los relés de control no se consideraron para su uso en proyectos de automatización; sus opciones eran demasiado limitadas. Sin embargo, los nuevos nano controladores ofrecen el uso de varios lenguajes de programación, conceptos de software modular y hardware potente. En muchos casos, esto los convierte en una alternativa al clásico PLC.

En el pasado, estos dispositivos solo eran adecuados para tareas de control simples. Por un lado, esto se debió a su limitada capacidad informática; por otro, a las inflexibles opciones de programación. El reducido número de entradas y salidas solía ser también un elemento limitante.

Sin embargo, los tiempos han cambiado, y los nuevos nano controladores han encontrado un lugar permanente en muchas áreas de la automatización. Debido a su hardware significativamente más potente, así como a su fácil manejo, las diversas posibilidades y la rápida familiarización con la tecnología, han contribuido a reducir costes, entre otros beneficios.

Además, también aprovechan la innovación en tecnología de redes, visualización y la capacidad de ampliación de los niveles físicos de entradas y salidas. Para ello, se encuentran disponibles módulos tecnológicos adicionales para admitir, entre otras cosas, métodos de medición especiales, controles y sistemas de accionamiento.

No obstante, estos módulos no pueden cubrir todos los requisitos del nano controlador. Los usuarios requieren de opciones flexibles para la programación individual de alto nivel, como el "texto estructurado" (ST). Dado que el desarrollo y mantenimiento de software por parte de especialistas en sistemas es un factor de coste significativo en los proyectos de automatización, la posibilidad de programación por parte del usuario representa un gran potencial de ahorro.

Capacidad de interrupción para aplicaciones exigentes

Para que un controlador sea efectivo, ha de basarse en estándares de programación modernos. Los contadores, los controles de velocidad, el seguimiento y el posicionamiento de piezas suelen requerir tiempos de respuesta muy cortos. En particular, la capacidad de interrupción es indispensable para los sistemas modernos, ya que permite al sistema reaccionar a señales externas, mensajes de error o similares sin demora y llevar a cabo las acciones correspondientes.

Métodos de programación del nano controlador.

Además del texto estructurado mencionado anteriormente, también existen las variantes de programación clásicas para el nano controlador, "diagrama de contactos" y "diagrama de bloques de función". El diagrama de contactos es un lenguaje de programación estandarizado para PLC, que se basa en los diagramas de circuitos de la ingeniería eléctrica. El diagrama de bloques de función utiliza símbolos del álgebra de Boole y muestra las funciones correspondientes del sistema en diagramas de bloques.

Ambos diagramas son fáciles de aprender, pero sus opciones son limitadas en comparación con el lenguaje de alto nivel. No obstante, la elección del método de programación utilizado depende no solo de las preferencias personales, sino también de la tarea en cuestión, e incluso pueden combinarse.

Modularidad y bloques de función de usuario

El texto estructurado es particularmente adecuado para programar aplicaciones exigentes, ya que permite combinar un alto rendimiento con un manejo sencillo, y para minimizar el coste y rendimiento de una solución de automatización, de ahí que sea básico que se optimice el rango del lenguaje ST para ajustarlo a los requisitos de un nano controlador.

Lo ideal es que haya una opción de acceso a punteros, que son indispensables para lenguajes modernos de alto nivel y código eficiente, así como admita condiciones como "if...then" y "case...of" y bucles como "while", "for-next" o "repeat".

La flexibilidad y la adaptabilidad a las nuevas circunstancias también juegan un papel decisivo en la eficiencia y la rentabilidad de la automatización. Para hacer frente a los cambios en el entorno de la máquina y la producción sin tener que reemplazar el hardware de control, la capacidad de crear bloques de función de usuario es fundamental. Estos deben gestionarse en una librería e integrarse de forma flexible.

La importación y exportación de bloques de función de usuario probados y comprobados acorta los tiempos de implementación y reduce los costes, ya que los bloques que se han creado una vez pueden volver a utilizarse en otros proyectos o proyectos modificados.

Así, la modularización del software en ingeniería mecánica y tecnología de sistemas contribuye de forma significativa a la reducción de costes y a acortar los tiempos de desarrollo y puesta en marcha. Se pueden utilizar elementos de maquinaria normalizados y similares para fabricar productos en cantidades mayores.

Simplifican la planificación y también reducen el esfuerzo de fabricación. Al mismo tiempo, existe un alto nivel de flexibilidad en la planta de producción para ampliaciones y modificaciones. La modularización de hardware y software generalmente contribuye a la seguridad de la inversión.

Simulación para una puesta en marcha segura

Para garantizar un proceso sin errores durante la primera puesta en marcha, la simulación se presenta como una base muy útil y cada vez más utilizada para descartar fallos antes de la puesta en marcha real.

Todas las funciones descritas, incluido el uso del ST y la capacidad de ampliación modular, otorgan a los modernos nano controladores como el easyE4 de Eaton el rendimiento y la flexibilidad que los convierten en una alternativa económica y fácil de usar al clásico PLC, incluso para aplicaciones de complejidad media.

Los tiempos de puesta en marcha comparativamente cortos son otra ventaja, al igual que muchas otras funciones como la interrupción y la sincronización de tiempos con alta precisión. El posible uso de diferentes lenguajes de programación en un sistema y la visualización integrada predestinan los nano controladores para su uso en la producción digital actual.

Autor: Román Cazorla, responsable del segmento MOEM en Eaton Iberia