Digital preprocessors. The door open to the free design.Digitale Preprozessoren. Die Tür öffnet sich zum freien Design.
En el estudio de automatismos, siempre se pone énfasis en los microprocesadores como los elementos que permiten todo tipo de logros de control de procesos. No es toda la realidad, pero sobre todo hay algo que impide realizaciones. El control por parte de empresas y corporaciones, de dichos dispositivos, orienta de alguna manera a adquirir los productos por ellos desarrollados y al costo que proponen.
La ventana que dejan abierta es la de usuario, con todos los costos previos que ello implica.
No obstante, no son necesarios los microprocesadores para todos los procesos de control que existen.
Una buena parte se resuelve con simple electrónica analógica.
Por otra parte los microprocesadores solo pueden conectarse a la realidad física por medio de la electrónica análoga.
Pero muchos problemas se pueden resolver con un híbrido entre analógico y digital.
En base a compuertas lógicas, desplazadores de shift, contadores digitales, latchs , temporizadores, etc. se puede resolver prácticamente todo.
Tipos de problemas y soluciones
Los problemas pueden ser tipo lógicos, lógicos analógicos , de conversión de frecuencias, de temporización, de guardado de valores en memoria,etc.
Siempre que hay que verificar entradas provenientes de la realidad física, es necesario una iteración , es el trabajo que realizan los PLC, que son microprocesadores dedicados al control de procesos.
La iteración se logra con contadores digitales que se obtienen como circuitos integrados. Es posible pensar en procesos más complejos donde puede haber varios contadores trabajando en distinto momento en la secuencia general. Siempre un dispositivo habilita un paso posterior deteniendo la secuencia general gobernada por un contador. El mismo es detenido momentáneamente hasta que se le indica retomar su ciclo general de supervisión de los procesos.
Una búsqueda en memoria de un valor implica un contador trabajando para mostrar cada elemento de la memoria de manera de compararlo en su salida. Al terminar la comparación , el contador se bloquea y se activa el contador de secuencia general, siguiendo el proceso completo.
Todos estos problemas se resuelven con: latchs , generador de onda cuadrada, contadores , memorias, compuertas lógicas.
Esto sería la parte digital, porque la parte análoga que siempre debe estar, compuesta de comparadores, amplificadores, adaptadores de impedancia, conversores analógico - digital, etc. se hacen especialmente con amplificadores operacionales, también con mezcla de contadores , lógica y elementos análogos,
Un controlador PID, se puede realizar de forma análoga, pero también digital , con la ventaja de prescindir del envejecimiento de componentes. El algoritmo digital realiza siempre las mismas operaciones sobre la señal de salida retroalimentada, generando el típico error para el control.
Un controlador PID requiere un lado integrador que actúa sobre el error remanente, integrando dicho error. Esto se logra almacenando valores del error en una memoria que permita actualización, limitando la cantidad de información en forma permanente en el sistema. La parte derivativa implica guardar dos valores del error, para resolver en el tiempo actual una estimación de la derivada. Ello también se resuelve con simple memoria volátil.
Un problema es multiplicar los valores binarios por las constantes correspondientes. Para evitar todo el complejo matemático requerido para ello se puede utilizar memoria ROM que tenga alojado los valores del error multiplicado por las constantes. De esta manera se ingresa con el error y se busca en la tabla de la memoria ROM el valor correspondiente de ese error multiplicado por la constante previamente determinada.
Un inconveniente es que las constantes deben estar determinadas y alojados los valores en la memoria ROM, sirviendo para una configuración de control. Si es necesario cambiar los parámetros se requiere actualizar la ROM. Ese proceso también se realiza en un microprocesador, solamente que parece más sencillo al tener el sistema acceso simple y lenguaje de alto nivel.
Los preprocesadores
Referencias:
( artículo en edición...)
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