Todo autómata programable (PLC) debe disponer de algún medio para recibir e interpretar las señales de los sensores del entorno de trabajo, como los switches y los encoders, y también debe ser capaz de controlar los elementos de control del entorno de trabajo, como los dispositivos electromagnéticos, las válvulas y los motores. Los módulos E/S cumplen estas funciones.
¿Qué son los modulos E/S?
Los módulos de entrada/salida (módulos E/S) actúan como intermediarios entre el procesador y los dispositivos de entrada/salida.
Por un lado, los módulos de entrada reciben señales de interruptores o sensores y las envían al procesador, y por otro los módulos de salida devuelven las señales del procesador a los dispositivos de control, como relés o arrancadores de motor.
Los PLC monolíticos (“brick”) tienen una cantidad fija e integrada de capacidad de E/S, mientras que los PLC modulares (“rack”) utilizan “tarjetas” de circuitos individuales para proporcionar una capacidad de E/S personalizada.
¿Cómo funcionan los modulos E/S?
El dispositivo de entrada proporciona una señal a un módulo de entrada. Este módulo de entrada está conectado con la CPU para los procesos automáticos iniciales. Por otro lado, la CPU procesa todos los datos de entrada.
Una vez procesados por la CPU, ésta da los datos de salida al módulo de salida. Entonces, el módulo de salida proporciona una señal al dispositivo de salida.
En concreto, la señal puede ser cualquier cosa como la activación o desactivación de los dispositivos de salida.
Hay dos tipos de PLC: compacto y modular.
En el PLC compacto, la capacidad del módulo de E/S es fija, mientras que en el PLC modular, la capacidad del módulo de E/S no es fija.
Ventajas de los módulos E/S
Las ventajas de utilizar tarjetas de E/S reemplazables en lugar de un diseño de PLC monolítico son numerosas.
La primera, y más obvia, es el hecho de que las tarjetas de E/S individuales pueden sustituirse fácilmente en caso de fallo sin tener que reemplazar todo el PLC.
Se pueden elegir tarjetas de E/S específicas para aplicaciones personalizadas, inclinándose hacia las tarjetas discretas para aplicaciones que utilizan muchas entradas y salidas on/off, o inclinándose hacia las tarjetas analógicas para aplicaciones que utilizan muchas señales de 4-20 mA y similares.
Algunos PLC tienen la capacidad de conectarse a racks remotos sin procesador llenos de tarjetas o módulos de E/S adicionales, proporcionando así una forma de aumentar el número de canales de E/S más allá de la capacidad de la unidad base.
Tipos de módulos de E/S:
1. Módulo digital de E/S
El módulo digital es también llamado módulo discreto.
En este módulo, la señal de E/S trabaja en el sistema binario, es decir, sólo 0 o 1 valor. Para el módulo de entrada digital, sólo se utiliza la señal de 1 bit.
Es útil en la condición ON o OFF.
Basado en la entrada y la salida, el módulo digital es de dos tipos.
Módulo de entrada digital
Módulo de salida digital
La señal de E/S digital da el estado en diferentes formas como:
Alto/Bajo, Verdadero/Falso y 1/0 para el estado general
ON/OFF para la condición de carga
Activado/Desactivado para el mecanismo de conmutación
Cierre/Apertura para el estado del contacto de conmutación
Ejemplos de la Señal de Entrada Digital: Interruptor pulsador, interruptor basculante, interruptor selector, interruptor de proximidad, final de carrera, etc.
Ejemplos de la Señal de Salida Digital: Lámpara, Bobina, Avisador acústico, Relé, Motor, Ventilador, Calentador, Actuador, Válvula Solenoide y etc.
2. Módulo de E/S analógico
En el módulo analógico, por lo general, el voltaje o la corriente se da al módulo de entrada en forma de una señal analógica. Para el módulo de entrada analógica se utiliza una señal de 12 o 13 bits.
Generalmente, las señales de entrada analógicas operan en el rango de 4-20 mA, 0-20 mA, 1-5 V
Esta señal analógica proporciona cualquier valor intermitente entre los dos límites extremos (rango inicial a final) para el módulo de entrada analógica.
De nuevo, los módulos de E/S analógicas son también de dos tipos.
Módulo de entrada analógica
Módulo de salida analógica
Ejemplos de la Señal de Entrada Analógica: Interruptor de detección de temperatura, Interruptor de detección de presión, Interruptor de detección de flujo, Interruptor de detección de nivel, Interruptor de detección de límite, Interruptor de detección de posición, Interruptor de detección de nivel de PH.
Ejemplos Señal de Salida Analógica: Transmisor de Temperatura, Termopares, Transmisor de Presión, Transmisor de Flujo, Transmisor de Nivel, etc.
Además de los módulos E/S mencionados con anterioridad existen los módulos de E/S especiales y los módulos de comunicación.
