Los sistemas digitales difieren sustancialmente de aquellos en los que las magnitudes varían de forma continua, sin saltos, a los que también se denominan "analógicos". Un ejemplo aplicado a la iluminación de un local pudiera consistir en un conjunto de lámparas cuya potencia se pueda variar con un potenciómetro, resultando un sistema analógico. Si en lugar de variar la potencia se recurre a encender o apagar más o menos lámparas, el efecto será muy parecido pero el control será digital. La diferencia fundamental es que en un control digital se consigue variar una magnitud (como la iluminación) en un número de saltos definidos, mientras que un control analógico permite, en teoría, ajustar infinitos valores.
En el control analógico, el procesamiento de las señales puede ser afectado por el calentamiento de los componentes, perturbaciones externas, etc., de forma que se acumulan errores en el proceso de control. El error máximo o resolución de un sistema digital puede ser muy pequeño y el procesado no sufre alteraciones, por ejemplo, la calidad de un sonido se mantiene indefinidamente. Razones como estas hacen que los dispositivos analógicos pierdan casi todo su interés, pero son necesarios en la conversión entre información analógica y digital, ya que los controladores digitales deben comunicarse con el mundo exterior, que es analógico. Mediante un conversor analógico-digital, una señal analógica se puede representar por un conjunto de informaciones binarias, cuyo valor numérico sea proporcional a la intensidad o tensión de la señal analógica. Inversamente, valores numéricos se pueden transformar en señales analógicas de salida. La precisión (o resolución) de la codificación depende del número de bits que se utilicen, por ejemplo, con 8 bits se pueden representar solo 256 valores distintos, pero asciende a 65536 valores si aumentamos a 16 bits.
En el álgebra lógica, el estado activo se designa con un 1 o verdadero y el inactivo con un 0 o falso. Por muy sofisticada que sea la electrónica interna de los detectores en un sistema, muchos de ellos funcionan como simples interruptores que transmiten información binaria hacia un sistema de control lógico. Dicho control puede ser programado o cableado con diferentes tecnologías y su función es tomar decisiones que dependen de las informaciones de los detectores, denominadas "entradas del sistema de control". Las decisiones consisten simplemente en activar o no activar los diversos accionadores del sistema como puedan ser motores, válvulas, calentadores y otros. Los accionadores se controlan con "salidas del sistema de control".
Según el párrafo anterior, cada salida de un control todo-nada se puede definir por una funcion lógica que no depende para nada de la tecnología empleada, es decir, podemos resolver la lógica del automatismo y decidir más tarde qué detectores, accionadores y tecnología de control serán utilizados. Recurrir a lógica de relés, electrónica digital, neumática o programación, es indiferente. A continuación podrá experimentar con una tarjeta controladora de muy facil construcción si se tienen unos conocimientos mínimos de lógica digital: La función lógica de cada salida está pensada para comprobar si la combinación de entradas corresponde a un valor numérico concreto y cuando se cumple transmite señal. La tarjeta es por lo tanto un traductor entre los sistemas binario y decimal que puede ser utilizado en numerosas aplicaciones, sin recurrir a programación ni cableado (excepto la conexión de salidas con los componentes a controlar).
REFRESCO GRATIS PARA TODOS
El jefe de una empresa ha decidido instalar una máquina de refresco para que sus empleados puedan soportar mejor el calor en los sofocantes meses de verano. La instalación corría a cargo de uno de los empleados que por desgracia fué despedido, dejando el dispositivo en la situación que se muestra más abajo. El controlador es una sencilla tarjeta con tres entradas y 8 salidas, pero falta la conexión entre salidas y los relés que accionan el motor de la máquina, por lo que se ha solicitado al instalador despedido qué salidas deben conectarse a cada uno de los relés. La respuesta del instalador ha sido la siguiente: Deben conectarse las salidas 1 y 5 al relé de la derecha y las salidas 0 y 2 al relé de la izquierda. Bien, debe ser usted el que ponga en servicio el sistema. Dese prisa porque el calor aprieta.
¿Necesita ayuda?
Si todavía no ha quemado el motor o provocado algún cortocircuito, el problema tiene solución, en caso contrario, ¡también! (solo se trata de una simulación). Lo que sí tendrá claro es la dudosa intención del instalador que fué despedido. Bueno, comience deshaciendo las conexiones pulsando en los bornes de los relés y trate de hacer de nuevo las conexiones correctas. Sepa que el controlador funciona simplemente activando la salida que identifica a la combinación de entradas activa, por ejemplo, si la combinación "cba" es "101" (accionados a y c, o lo que es lo mismo: vaso colocado y pistón abajo), la salida que estará activa será la 5, ya que 1012 = 510. Teniendo esto en cuenta, trate de hacer lo siguiente: Al colocar un vaso, hacer que el pistón baje y suba. Al retirar el vaso, quedará dispuesto para repetir el ciclo.
¿Sigue habiendo problemas?
En el siguiente recuadro se pueden seguir los pasos necesarios para conseguir el objetivo propuesto, donde se comprueba que la combinación 1 de entradas se repite y por lo tanto la salida 1 no se puede utilizar a la vez para bajar y subir el pistón. Cada vez que se repite una combinación de entradas, la tarjeta de control también repite el estado de sus salidas. Los sistemas que cumplen esta circunstancia se denominan sistemas combinacionales. Cuando un sistema combinacional no puede resolver un automatismo se hace necesario utilizar memorias y el sistema se convierte en secuencial.
Entonces, ¿no es posible resolver el problema con una tarjeta combinacional?: Muchas veces sí será posible, siempre y cuando se puedan aceptar cambios en el proceso o secuencia. Por ejemplo, en lugar de subir el pistón en cuanto termina su bajada, se puede esperar con el pistón abajo hasta que se retire el vaso, entonces se desconecta "a" y aparece una combinación nueva que resuelve el problema. Vea el siguiente recuadro que representa el proceso completo. Cuando el pistón termina la subida, la combinación de entradas vuelve a ser la inicial (la 2) y el ciclo podrá repetirse de nuevo si se coloca otro vaso.
