El Ciclo SCAN en un Autómata

El concepto de Ciclo de SCAN  "Cycle SCAN" en un autómata es muy importante ya que puede ser determinante para el funcionamiento de una automatización. En varios artículos vamos a ir explicando que es un Ciclo de SCAN, las interrupciones de ciclo de SCAN y el concepto de watchdog "perro guardián".

Ciclo de SCAN

El ciclo de SCAN de un autómata es una secuencia de operaciones que realiza el autómata de manera repetitiva una vez que entra en RUN.

Al tiempo total en que el autómata tarda en ejecutar todas estas operaciones se le llama Ciclo de SCAN.

Estas operaciones que realiza el autómata de forma cíclica son básicamente:

1. Lectura de estado de Entradas

El estado de las entradas físicas digitales y analógicas del autómata son leídas y procesadas guardándose su estado en un área llamada imagen de proceso. Esto asegura que los valores de la entradas serán coherentes cuando se ejecute el programa de usuario.

2. Ejecución de programa de usuario

El programa de usuario ejecuta de forma secuencial las líneas de programa con sus instrucciones escribiendo el resultado de esta lógica en las salidas de la imagen de proceso. Por ejemplo, en Siemens estaríamos hablando del bloque principal OB1 donde reside el programa principal.

3. Actualización del estado de las Salidas

Por último, el resultado de las salidas almacenadas en la imagen de proceso se escribe en las salidas físicas del autómata.

Tiempo de ciclo de SCAN

El tiempo total del ciclo de SCAN  se suele medir en mili-segundos ((1 mili-segundo = 1/1000 segundos) y dependerá de la capacidad de proceso de la CPU así como de lo grande que sea el programa.

Una característica de la capacidad de proceso que tienen las CPU es el tiempo que tarda en ejecutar diferentes instrucciones boleanas, de movimiento de datos o de operaciones matemáticas.

Estas son las características de Siemens S7-1200

Estas son las características de Omron CJ2M y CJ2H

Estas son las características del Modicon M251

Execution speed: 22 ns/boolean instructions

Marcas Especiales relacionadas con el ciclo de SCAN

Existen marcas especiales internas del autómata relacionadas con el ciclo de SCAN. Por ejemplo, si nos basamos en un autómata Omron disponemos de las siguientes:

Estas marcas especiales, por ejemplo, nos permiten ejecutar un bit (A200.11) cuando se ejecuta el primer ciclo de SCAN, monitorizar el valor actual del ciclo de SCAN (A264).

Donde A264 marca el tiempo de ciclo de SCAN actual y A262 el mayor tiempo de ciclo registrado (Unidades 0.1 ms).

Cuanto más grande sea el ciclo de SCAN de un autómata más se tardará en procesar las señales y actuar las salidas en función del código de programa.

Ejecución diferencial de Instrucciones

EL ciclo de SCAN es algo repetitivo que se ejecuta de forma periódica por lo que continuamente esta monitorizando el estado de las entradas. En ocasiones nos interesa que la ejecución de una entrada o de una instrucción solo se ejecute durante un ciclo de SCAN. A esto se le llama ejecución diferencial.

Si nos basamos en la manera de programar de Omron podemos ver el siguiente ejemplo:

Las entradas pueden ser flancos ascendentes o descendentes, es decir, que se ejecutan en un solo ciclo de SCAN al ponerse en ON o OFF.

Las instrucciones al ponerles la @ delante solo se ejecutan en un ciclo de SCAN aunque tengan a ON su entrada todo el tiempo. En el ejemplo se ve como el D100 solo ha incrementado un valor (el de un ciclo de SCAN) mientras que el D101 ha incrementado su valor cada ciclo de SCAN.