Diseño de una interfase genérica para un módulo PLC: Mediador de nivel

Abstract

[spa] Una de las características más importantes de los procesos de fabricación de la industria actual es su alto nivel de automatización. Una parte importante de los equipos industriales lo constituye el sistema de medición que entrega de forma continua información precisa y actualizada del proceso al sistema de control. Lo mismo ocurre en relación a la información concerniente a las variables de control. Existen diversas soluciones para asegurar una comunicación sin dificultades entre los equipos de medición y el control de proceso: los datos de interés se transmiten mediante cables o tecnología inalámbrica. El establecimiento de un estándar analógico 4-20 mA supuso un gran avance para la tecnología de equipos de campo: por primera vez los sistemas de distintos fabricantes podían intercambiarse y combinarse de forma que la conexión punto a punto permitiera realizar un mantenimiento y diagnóstico con recursos simples. En esta memoria se presenta el diseño, desarrollo y montaje de un sistema genérico para la transmisión de una magnitud analógica a través del estándar analógico 4-20 mA. En la concepción del sistema se ha dado una gran importancia a la obtención de una aplicación genérica por lo que se contempla una conversión inicial analógico-digital específica de la magnitud a transmitir, y una segunda conversión digital a 4-20 mA genérica e independiente de la magnitud en cuestión. En este sentido, durante la memoria se diferencia claramente lo que se ha denominado como front-end encargado de la realización de la primera conversión analógico digital, y por tanto específico de la magnitud que se mide, del back-end encargado de la conversión del valor digital a 4 – 20 mA, constituyendo el módulo genérico. Dado el carácter industrial de la aplicación, el valor 4 – 20 mA se transmite a un PLC, encargado de realizar la conversión de corriente a la magnitud original para su integración en el proceso industrial. El front-end elegido en el proyecto se trata de un sistema de medición de distancias basado en ultrasonido para la determinación del nivel de llenado de un tanque, que se ha diseñado y construido completamente. Este medidor analógico está controlado por un sistema digital encargado de generar el pulso y medir el tiempo de vuelo, obteniendo un valor digital que posteriormente se convierte a señal 4 – 20 mA y se recibe en un PLC LOGO! 0BA8 de Siemens. El sistema digital se ha implementado sobre una FPGA del fabricante Altera utilizando una la placa de desarrollo de la empresa TerasIC Altera DE0. Palabras clave: Comunicación industrial, ultrasonido, FPGA, PLC, 4-20mA