{"id":31726,"date":"2021-04-08T13:22:46","date_gmt":"2021-04-08T13:22:46","guid":{"rendered":"https:\/\/www.logicbus.com.mx\/blog\/?p=31726"},"modified":"2023-08-24T22:29:38","modified_gmt":"2023-08-24T22:29:38","slug":"contadores-y-temporizadores-de-alta-velocidad-con-plc-fatek-hsc-hst","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.logicbus.com.mx\/blog\/contadores-y-temporizadores-de-alta-velocidad-con-plc-fatek-hsc-hst\/","title":{"rendered":"Contadores y Temporizadores de alta Velocidad"},"content":{"rendered":"

La frecuencia m\u00e1xima que un contador ordinario de PLC puede alcanzar, es tan solo de decenas de Hz, dependiendo en gran medida del ciclo de scan. Si la frecuencia de entrada es superior a esta, es necesario utilizar contadores de alta velocidad (HSC), de lo contrario tendr\u00edamos perdidas de pulsos con el consecuente error. Por lo general, existen dos tipos de (HSC) implementados en el PLC. El hardware especial \u00f3 (HHSC), y el software \u00f3 (SHSC) encargado de interrumpir la CPU cuando su estado cambia.<\/p>\n

Los PLC FATEK, proporcionan contadores de alta velocidad (HHSC), con sus correspondientes (SHSC). Todos ellos, son contadores de 32-bit de alta velocidad. Como se muestra en la tabla siguiente, cada contador dispone de una serie de modalidades distintas de funcionamiento, que permiten adecuarlos a las necesidades de cada aplicaci\u00f3n.<\/p>\n

\"\"<\/p>\n

Arquitectura del sistema<\/h2>\n

Los siguientes diagramas muestran la arquitectura b\u00e1sica de los (HHSC) y (SHSC), donde se puede apreciar el uso de m\u00faltiples entradas y funciones de conteo. Alguna de las funciones, como el n\u00famero de registro (CV), el n\u00famero de registro (PV), etiqueta de interrupci\u00f3n, el n\u00famero de bit para la m\u00e1scara de software, es propia e inherente a cada contador, los cuales no tienen que ser asignados por el usuario para su configuraci\u00f3n. Sin embargo, las funciones marcadas con (*), deben ser configuradas por el usuario mediante la herramienta de programaci\u00f3n. Como por ejemplo, (selecci\u00f3n de aplicaciones HSC, modo de conteo, definici\u00f3n del uso de las entradas, polaridad inversa).<\/p>\n

NOTA: CV = Valor actual, PV = Valor de preselecci\u00f3n.<\/p>\n

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Todas las se\u00f1ales de control de HHSC y SHSC, act\u00faan por defecto, activando en estado ON y desactivando en OFF. Con el fin de cooperar con la polaridad del sensor, las entradas de contaje del HHSC (U, D, P, R, A y B) y las entradas de control (M y C), pueden ser seleccionadas para polaridad inversa.<\/p>\n

Por defecto, cuando la se\u00f1al de control MASK (M) se pone a ON, el HSC ser\u00e1 enmascarado y permanecer\u00e1 sin contar hasta que recupere el estado OFF. CV y PV se mantendr\u00e1n sin cambios.<\/p>\n

Cuando la se\u00f1al de control CLEAR (C) se pone a ON, el registro CV del contador tomar\u00e1 el valor 0 y quedar\u00e1 inhabilitado el contaje. El HSC comenzar\u00e1 a contar desde 0 cuando (C) regrese al estado OFF.<\/p>\n

\"\"<\/p>\n

Los HHSC y los SHSC pertenecen a dos circuitos de hardware diferentes, por lo tanto, para mantener la correspondencia entre ambos, sus registros CV y PV deben ser actualizados constantemente. El usuario solo puede acceder a la memoria interna de la CPU, registros CV (DR4096\/DR4110), por lo que ser\u00e1 necesaria la utilizaci\u00f3n de la (FUN93) para cargar estos registros. As\u00ed como la (FUN92) para leer el valor actual.<\/p>\n

Cuando la frecuencia de contaje, o la exigencia de precisi\u00f3n no es excesivamente alta, utilizando la FUN-92 en el programa principal para leer el valor actual de conteo y luego introducir la correspondiente instrucci\u00f3n de comparaci\u00f3n, es m\u00e1s que suficiente para realizar un sencillo control de posicionamiento.<\/p>\n

Cuando la demanda en el control de posicionamiento es m\u00e1s alta, se utilizar\u00e1 la FUN92 para leer el valor actual del contador, pero no en el programa principal, sino en la rutina de interrupci\u00f3n incorporada para tal efecto. Incorporar en dicha rutina la instrucci\u00f3n de comparaci\u00f3n necesaria para realizar el control de posicionamiento.<\/p>\n

Cuando la demanda de precisi\u00f3n en el posicionamiento es muy alta, se debe utilizar la funci\u00f3n de pre ajuste de interrupci\u00f3n por hardware para contrarrestar el posible desbordamiento. El valor de preselecci\u00f3n se puede cargar mediante la FUN-93 en el registro PV de (HHSC). Cuando el valor de CV de (HHSC) alcanza este valor predeterminado, el valor del hardware en (HHSC) le enviar\u00e1 una interrupci\u00f3n a la CPU en el preciso momento en que CV = PV, y saltar\u00e1 en tiempo real a la subrutina donde se establece el control a realizar.<\/p>\n

Por otra parte, (SHSC) se utiliza como m\u00e9todo de solicitud de interrupci\u00f3n a la CPU, cada vez que aparece un flanco de subida en la entrada de se\u00f1al. De esta forma la CPU determina si debe aumentar o disminuir el valor del CV. Cada vez que aparece un nuevo pulso, CV es actualizado de forma inmediata. En cuanto la CPU detecta que CV = PV salta la correspondiente interrupci\u00f3n para su procesamiento inmediato. Siempre que se produzca un cambio en el conteo \u00f3 entradas de control de (SHSC), la CPU ser\u00e1 interrumpida. Cuanto mayor sea la frecuencia de conteo, m\u00e1s tiempo estar\u00e1 ocupada la CPU y por lo tanto, el tiempo de respuesta ser\u00e1 m\u00e1s largo, incluso podr\u00eda ocasionar que el (WATCHDOG) forzar\u00e1 la parada del PLC en casos extremos. Por lo tanto, es conveniente utilizar primero el (HHSC), si fuera necesaria la utilizaci\u00f3n del (SHSC), la suma de todas las frecuencias de entrada no debe exceder los 8KHz.<\/p>\n

Ninguno de los rel\u00e9s especiales de control, como la m\u00e1scara de software, o control de puesta a cero, funcionan en tiempo real. Esto significa, que aunque aparezca un cambio de estado en alguno de ellos durante el transcurso de la rutina, la se\u00f1al solo ser\u00e1 transmitida al (HSC), despu\u00e9s de completar el barrido de la misma y la actualizaci\u00f3n de entradas y salidas (I\/O). Por lo tanto, no es adecuado su uso en aplicaciones donde se precise una respuesta en tiempo real. En cambio su uso es perfectamente v\u00e1lido para realizar la configuraci\u00f3n inicial de este, antes de que entre en servicio. Para casos de control en tiempo real, se requiere utilizar las entradas de hardware, o aplicar las siguientes funciones.<\/p>\n

FUN-145(EN), FUN-146(DIS), FUN-92(HSCTR), FUN-93(HSCTW).<\/h3>\n

Cada HSC, puede ser habilitado o deshabilitado mediante el uso de (FUN-145) o (FUN-146). Cuando (SHSC) est\u00e1 desactivado, se deja de contar, pero la funci\u00f3n de interrupci\u00f3n permanece activa. Cuando (HHSC) est\u00e1 desactivado, la cuenta sigue funcionando pero la funci\u00f3n de interrupci\u00f3n queda desactivada.<\/p>\n

ENTRADAS DE PULSO UP\/DOWN. MODOS (MD0, MD1).<\/h3>\n

Los impulsos introducidos en la entrada (U), provocan un incremento del registro. Los impulsos introducidos en la entrada (D), provocan un decremento del registro. Ambas son entradas independientes sin ning\u00fan tipo de relaci\u00f3n de fase. Cada una de ellas, incrementa (+1) o disminuye (-1) respectivamente el valor de (CV), cuando el flanco ascendente de la entrada de impulso se produce. Cuando el flanco ascendente de (U) y (D), se producen simult\u00e1neamente, se compensaran entre s\u00ed. Ambos modos de funcionamiento, incorporan por software las funciones de (MASCARA) y (CLEAR). La funci\u00f3n (CLEAR), no est\u00e1 disponible para (SHSC).<\/p>\n

Tomando (HSC0) como ejemplo, los diagramas esquem\u00e1ticos de funci\u00f3n para MD0 y MD1, se muestran por separado a continuaci\u00f3n.<\/p>\n

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En el siguiente histograma podemos observar el comportamiento real de ambos modos de funcionamiento.<\/p>\n

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ENTRADAS DE PULSO\/DIRECCION. MODOS (MD2, MD3).<\/h3>\n

En este modo de funcionamiento, el contador tiene una sola entrada de conteo (P), por lo tanto, se precisa de otra entrada (R), para determinar si el contaje ser\u00e1 ascendente o descendente. (R=0) ascendente y (R=1) descendente. Para (MD2) se cuentan solo los flancos ascendentes, mientras que (MD3) realiza el contaje de ambos flancos. Los controles de enmascaramiento y puesta a cero, (MASK-CLEAR), se pueden realizar tanto por hardware como por software.<\/p>\n

Tomando (HSC1) como ejemplo, los diagramas esquem\u00e1ticos de funci\u00f3n para MD2 y MD3, se muestran por separado a continuaci\u00f3n.<\/p>\n

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\"\"<\/p>\n

En el siguiente histograma podemos observar el comportamiento real de ambos modos de funcionamiento.<\/p>\n

ENTRADAS A-B DESFASADAS. MODOS (MD4, MD5, MD6, MD7).<\/h3>\n

En este modo de funcionamiento, el contador ofrece dos entradas de contaje (A-B). Para determinar si el contaje ser\u00e1 ascendente o descendente, el contador controla el desfase entre ambas entradas. Es decir, si la entrada (A) es detectada antes que la (B), el contaje ser\u00e1 ascendente, de lo contrario ser\u00e1 descendente.<\/p>\n

Las diferencias existentes entre cada uno de ellos, se describen a continuaci\u00f3n.<\/p>\n

(MD4). El flanco ascendente de (A) incrementa (+1) o (-1) el valor de (CV).<\/p>\n

(MD5). El flanco ascendente y descendente de (A) incremente (+1) o (-1) el valor actual del contador. El doble de pulsos que en (MD4).<\/p>\n

(MD6). El flanco ascendente y descendente de (A) y el flanco ascendente de (B), incrementa (+1) o (-1) el valor actual del contador. El triple de pulsos que en (MD4).<\/p>\n

(MD7). El flanco ascendente y descendente de (A) y (B), incrementan (+1) o (-1) el valor actual del contador. El cu\u00e1druple de pulsos que en (MD4).<\/p>\n

Tomando (HSC2) como ejemplo, los diagramas esquem\u00e1ticos de funci\u00f3n para MD4, MD5, MD6 y MD7 se muestran a continuaci\u00f3n.<\/p>\n

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En el siguiente histograma, podemos observar el comportamiento real de estos modos de funcionamiento.<\/p>\n

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PROCEDIMIENTO PARA APLICACI\u00d3N DE UN (HSC. FB-PLC).<\/h2>\n

1\u00ba.- Configurar el modo de funcionamiento del (HSC) y su correspondiente entrada de se\u00f1al.<\/p>\n

2\u00ba.- Cableado de la entrada digital de acuerdo con la asignaci\u00f3n establecida mediante la configuraci\u00f3n del (HSC).<\/p>\n

3\u00ba.- Establecer el valor inicial de (CV) y el valor de salto a interrupci\u00f3n (PV), en el programa principal. (Main Unit).<\/p>\n

4\u00ba.- Escriba las acciones necesarias a realizar tras la interrupci\u00f3n y la situaci\u00f3n necesaria requerida para pr\u00f3ximas interrupciones en el \u00e1rea de subprograma.<\/p>\n

5\u00ba.- Inicie la operaci\u00f3n.<\/p>\n

CONFIGURACION. (HSC\/HST).<\/h3>\n

10.4.1 CONFIGURACION DE (HSC\/HST) USANDO WINPROLADDER.<\/p>\n

Para acceder a la ventana de configuraci\u00f3n, desde el \u00e1rbol del proyecto.<\/p>\n

Click (Sistem Configuration) > (I\/O Configuration) > (Timer\/Counter). Nos muestra la siguiente ventana, donde podremos realizar todas las selecciones que necesitemos.<\/p>\n

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En la siguiente tabla, podemos observar toda la informaci\u00f3n relativa al direccionamiento de los elementos auxiliares necesarios para la configuraci\u00f3n de estos dispositivos.<\/p>\n

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FBS-PLC. TEMPORIZADORES DE ALTA VELOCIDAD.<\/h3>\n

La unidad de temporizaci\u00f3n m\u00ednima de un PLC normal, (BASE DE TIEMPO), solo puede llegar a 1mS. Valor \u00e9ste, al que habr\u00e1 que a\u00f1adir el correspondiente a la desviaci\u00f3n producida por el tiempo de exploraci\u00f3n. Por lo tanto es necesaria la utilizaci\u00f3n de temporizadores de alta velocidad (HST), si necesitamos una sincronizaci\u00f3n m\u00e1s precisa. Por ejemplo la utilizaci\u00f3n de un (HSC) en cooperaci\u00f3n con un (HST) para la medici\u00f3n de frecuencia.<\/p>\n

La serie FBS-PLC, est\u00e1 constituida por un temporizador de alta velocidad (HSTA), con una base de tiempo de 0,1mS\/16bits y cuatro contadores de alta velocidad de 32-bits (HSC0\/HSC3), que pueden funcionar como temporizadores de alta velocidad (HST0\/HST3), con una base de tiempo de 0,1mS\/32bits. Por lo tanto la serie FBS-PLC puede tener hasta cinco temporizadores de alta velocidad.<\/p>\n

Como suced\u00eda con los (HSC) y sus correspondientes interrupciones, todo (HST) puede ser habilitado o no, mediante las instrucciones (FUN-145) y (FUN-146) como se describe a continuaci\u00f3n.<\/p>\n

La mejor base de tiempos que podemos obtener en la mayor\u00eda de los PLC, supera los 10mS. Aunque muchos de ellos incluyen temporizadores de 1mS, al sumarle el tiempo de exploraci\u00f3n obtenemos siempre bases de tiempo muy superiores. Por lo tanto este tipo de temporizadores convencionales, no pueden ser utilizados en aplicaciones de sincronizaci\u00f3n de alta precisi\u00f3n.<\/p>\n

Los temporizadores de alta velocidad de la serie FBS-PLC, tienen una base de tiempo de 0,1mS que no se ver\u00e1 afectada por el tiempo de exploraci\u00f3n, mediante el uso de sus correspondientes funciones de interrupci\u00f3n. Estas caracter\u00edsticas, pueden proporcionarnos una precisi\u00f3n 100 veces mejor que la de un temporizador convencional.<\/p>\n

(HSTA) TEMPORIZADOR DE ALTA VELOCIDAD.<\/h3>\n

(HSTA) es un temporizador de hardware integrado en el chip SOC. Como en el caso del (HHSC), debe utilizar la instrucci\u00f3n (FUN-93.HSCTW) para cargar el (PV), as\u00ed como la instrucci\u00f3n (FUN-92.HSCTR) para leer el valor actual (CV). HSTA puede utilizarse de dos modos de funcionamiento diferente. Como temporizador de retraso general de 16-bits, cuando (PV>=2). Como temporizador c\u00edclico de 32-bits, cuando (PV=0).<\/p>\n

A.(HSTA) COMO TEMPORIZADOR DE RETARDO 16-BITS.<\/h2>\n

Despu\u00e9s que (HSTA) sea iniciado, el temporizador de retardo se demora durante un tiempo (PV*0,1mS) antes de ejecutar su interrupci\u00f3n. Cuando (PV>0), HSTA funciona como un temporizador convencional de 16-bits y su valor (PV) puede estar comprendido entre (0002H\/FFFFH) en hexadecimal. Es decir, el tiempo de retardo se puede establecer entre (0,2mS\/6,5535Sg). Salvo que tiene una base de tiempo m\u00e1s precisa y su propia capacidad para ejecutar interrupciones, las aplicaciones de este temporizador son las mismas que las de un temporizador ordinario.<\/p>\n

El diagrama siguiente nos muestra la estructura de un (HSTA) siendo utilizado como un temporizador de retardo.<\/p>\n

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B.(HSTA) COMO TEMPORIZADOR CICLICO DE 32-BITS.<\/h2>\n

Cuando utilizamos (HSTA) como temporizador c\u00edclico, \u00e9ste funciona aumentando su valor en 1 cada (0,1mS). Su valor (CV) se desplazar\u00e1 entre (0, 1, 2,\u2026, 4294967295, 0, 1, 2,…). Este temporizador c\u00edclico, cuenta con una base de tiempo de (0,1mS) que incrementar\u00e1 el valor (CV) indefinidamente y retornar\u00e1 a 0 cuando el valor m\u00e1ximo de 32-bits sea superado. Puede ser utilizado para determinar el tiempo que transcurre entre la aparici\u00f3n de dos eventos.<\/p>\n

A continuaci\u00f3n, se muestra la estructura de un (HSTA) funcionando como temporizador c\u00edclico de 32-bits. Como se muestra en el diagrama, cuando (PV=0) no se produce ninguna interrupci\u00f3n. Para obtener el valor de la temporizaci\u00f3n, es necesario utilizar la instrucci\u00f3n (FUN-92) para leer el (CV) del chip SOC y guardarlo en el registro de 32-bits (DR4152) del PLC.<\/p>\n

La aplicaci\u00f3n t\u00edpica de este temporizador, es la obtenci\u00f3n de desviaciones muy precisas en las (RPM) revoluciones por minuto de un motor.<\/p>\n

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(HST0\/HST3). TEMPORIZADORES DE ALTA VALOCIDAD.<\/h3>\n

Los contadores de alta velocidad (HSC0\/HSC3), se pueden configurar como temporizadores de alta velocidad de (32 bits), obteni\u00e9ndose los referidos (HST0\/HST3). Tienen la misma funci\u00f3n y base de tiempos que el HSTA a excepci\u00f3n de su capacidad (32 bits en lugar de 16 bits). La configuraci\u00f3n de los mismos, se realiza entrando en la pesta\u00f1a (I\/O Configuration > Timer\/Counter > Hardware Timer).<\/p>\n

—<\/p>\n

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