¿Qué frecuencia máxima puedo usar con una señal?

En algún momento puede que tengas que decidir si puedes usar una señal digital (un inductivo por ejemplo) a modo de encoder.

La cuestión es: ¿Qué frecuencia máxima puedo usar con una señal digital?

La problemática

Lo dicho. Queremos usar un detector digital para calcular la frecuencia de un eje, como ya vimos en esta entrada.

En ese caso, no había problemas porque la frecuencia rondaba los 40-50hz, que no es demasiado.

La cuestión es hasta dónde podemos llegar con una una entrada digital normal.

Hay que tener en mente, qué actores son los que intervienen:

• Velocidad de muestreo del PLC
• Tiempo de conmutación del detector
• Tiempo de conmutación de la entrada digital.

Frecuencia máxima del detector digital

Para hacer un ejemplo, he seleccionado un detector normal de P&F de su página.

En la web, no pone gran cosa, pero sí en el PDF que puedes descargar.

Como ves, la frecuencia de conmutación va hasta 1000hz, o lo que es lo mismo, 1ms por conmutación con una histéresis del 6%.

Entiendo, a la luz de los datos que se muestran, que en 1ms el detector es capaz de conmutar de 0 a 1, y de 1 a 0, ya que nos están dando la frecuencia de conmutación, y no los tiempos de conmutación de 0 a 1, y de 1 a 0 como veremos a continuación.

Lógicamente, dependerá de cada detector. Unos serán más rápidos conmutando, y otros menos.

Tendrás que tenerlo en cuenta.

Frecuencia máxima de la tarjeta de entradas.

Entrando en Industry Mall de Siemens, podemos descargarnos la hoja de características de las tarjetas. Yo he escogido una tarjeta de 32DI normal y corriente.

Concretamente la 6ES7321-1BL00-0AA0 que es super común.

Puedes descargar la hoja en PDF donde obtenemos el dato que buscamos:

— en transición «0» a «1», mín. 1,2 ms
— en transición «0» a «1», máx. 4,8 ms
— en transición «1» a «0», mín. 1,2 ms
— en transición «1» a «0», máx. 4,8 ms

Según estos datos,  el tiempo de ciclo estará entre 2,4ms y 9,6ms, o lo que es lo mismo, entre 104Hz y 416hz.

Por lo que podemos ver, es que de momento, es la tarjeta de entradas la limitante en este aspecto.

Tiempo de ciclo del OB ciclico

La cuestión ahora, es cada cuánto tiempo podemos poner el OB cíclico para estar sobrado y no ser el cuello de botella.

Como hemos visto, deberíamos limitar a 100hz la detección con un detector nomal y una tarjeta normal.

Esto hace que con un tiempo de ciclo de 10ms, obtendríamos estos 100Hz.

Pero para estar del lado de la seguridad, podríamos bajar hasta los 8ms, de tal forma que obtendríamos 125Hz.

Conclusiones

Como ves, más allá de los resultados que puedan salir de este ejemplo, lo que quiero que veas es que tienes que pensar si el hardware que conectas para realizar tus programas van a soportar lo que quieres medir/hacer.

Esto es aplicable, a por ejemplo, si conectaras un encóder incremental directamente a la tarjeta de entradas.

Tendrás que tener en cuenta la velocidad de giro del eje, el número de pulsos del encoder, y la tarjeta a la que lo conectas para ver si es factible, o no.

En este caso, y a la vista de la pequeña indagación realizada, no deberíamos pretender calcular frecuencias superiores a los 116hz, que sería la limitación más exigente de la tarjeta de entradas.

Es verdad que me he puesto en el peor de los casos, que es que tarde el máximo para detectar el flanco positivo, y el máximo para el flanco negativo.

Esto, en la vida real, no será así y tendremos tiempos intermedios.

Pero digamos que esta sería la forma en la que deberías pensar a la hora de conocer las limitaciones de tu hardware.

Por tanto, para frecuencias pequeñas, sí podríamos meter directamente las señales en una tarjeta de entradas normales, pero en cuanto los requerimientos suben, tienes que ir a tarjetas de contaje específicas.

Finalmente recordarte, que si quieres profundizar en la programación con Siemens, tienes todo el catálogo de cursos para seguir formándote.

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Iñigo Gútiez

Enseño a programar PLC de Siemens a través de mis cursos.
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