Contadores

1. Contador de alta velocidad
3. Contador preselector restador
4. Contador presel. Suma / resta
5. Cont. Sum. Reset autom

Un contador es un dispositivo capaz de medir (contar) el número de cambios de nivel en una señal de entrada, activando una señal de salida cuando se alcanza un valor prefijado.

Están definidos dos tipos de contadores:

• Contador incremental, que acumula el numero de impulsos recibidos por su entrada de pulses.
• Contador bidireccional (UP/DOWN), que acumula la diferencia entre los pulses recibidos por sus entradas de cuenta ascendente y cuenta descendente.

En estos últimos existen, a su vez, dos versiones:

• De entradas de pulsos separadas, UP (cuenta ascendente) y DOWN (cuenta descendente).
• De entrada de pulses común (PULSE), y señal adicional de dirección de cuenta (U/D).

La operación de contador reversible es cíclica (….. 9998.9999, 0.1,…..), mientras que el contador incremental se detiene una vez alcanzando el modulo de cuenta.

En los contadores bidireccionales la salida se activa cuando el valor contado es cero: no tiene sentido detectar un valor de preselección que puede ser forzado en cualquier momento con la orden <Preset>.

Además para evitar actuaciones prematuras del contador, este no actúa (no recoge impulsos y la salida esta en off) hasta que la señal <Preset> recorre al menos una vez la secuencia ON-OFF.

Los bloques funcionales contadores definidos sobre autómatas, disponibles en todos los tipos anteriores, necesitan para su programación de los siguientes campos:

• Nombre de función, que distingue entre contadores incrementales o bidireccionales
• Numero de elemento, que indica su dirección en variable interna. Puesto que los temporizadores y los contadores son conceptualmente muy semejantes (el valor de cuenta cambia en cada impulso externo, mientras que los temporizadores avanza según un reloj interno), muchos autómatas disponen de un área común para ubicarla, y la dirección o numero de elemento puede ser atribuida a uno u otro, aunque no a ambos simultáneamente en un mismo programa.
• Parámetros de preselección, que indican el valor a alcanzar por el contador antes de activar la salida (modulo de cuenta, en los contadores incrementales), o el valor de carga cuando se activa la señal de validación (preselección, en los contadores bidireccionales).

Además, el bloque contador necesita de algunas señales binarias asociadas, como son las entradas de pulsos para conteo, y las señales de habilitación o reset. Estas ultimas siempre son prioritarias sobre las entradas de pulses.

Si la programación se hace por lista de instrucciones, el fabricante puede imponer el orden de aparición de las sentencias, agrupando las señales correspondientes a un mismo contador en orden preestablecido de obligado cumplimiento (opción mas frecuente), o dar un nombre propio a las señales involucradas, que de seta forma pueden aparecer en cualquier parte y en cualquier orden dentro del programa.

El conteo de la señal de entrada se hace habitualmente por flanco o frente ascendente (si interesa al frente descendente, bastaría con complementar la señal de entrada), de forma que sea cual sea la duración del impulso, el contador solo cuenta con la transición o cambio de estado.

El modulo de cuenta o la preselección suelen estar limitados, como en los temporizadores, a un valor entre 0 y 9999 (16 dígitos binarios, en una palabra o registro interno), y pueden venir dados, al igual que en aquellos, por una constante en el programa o por lectura desde una variable interna o de entrada/salida.

Si fueran necesarias cuentas superiores a 9999, o subdividirlas según pesos arbitrarios, pueden colocarse contadores en serie de forma que la salida de cuenta alcanzada de cada uno actuara como impulso de entrada al siguiente, al tiempo que provoca un autoreset en el contador. En este caso el modulo total de cuenta será el producto de los módulos parciales.

Las aplicaciones típicas de los contadores son:

1. Conteo de sucesos, para ordenar acciones de mando o disparar alarmas.
2. Control de stocks
3. Divisores de frecuencia, con un factor de división igual al módulo de cuenta: frecuencia de salida = frecuencia de entrada/modulo de cuenta.
4. Estadísticas de producción (numero de piezas, paradas de maquina), etc.

Una aplicación particular consiste en utilizar los contadores como temporizadores a base de introducir a la entrada de pulsos una variable interna de reloj. Puesto que el valor de contador puede mantenerse con una batería en caso de perdida de tensión, la aplicación permite construir temporizadores que mantienen su estado incluso en caso de perdida de alimentación.

CONTADOR DE ALTA VELOCIDAD

El contador rápido es un modulo de hardware independiente de la CPU, capaz de contar impulsos exteriores de alta frecuencia procedentes de captadores como codificadores incrementales, detectores de proximidad, etc. El contador cuenta los impulsos de forma asíncrona con el resto del autómata utilizando sus propias entradas libremente filtradas y especificas para esta aplicación.

Una vez iniciada la cuenta, el contenido del contador puede ponerse a cero (Reset):

• Por software actuando el programa sobre un relé interno
• Por hardware, actuando sobre una entrada especial de cero (señal Z).

El contador rápido puede estar incluido en el propio autómata, en algunos modelos compactos de gama baja, o formar parte de módulos de expansión (caso de modelos compactos) o como tarjeta especial en los de tipo modular.

El acceso al contador rápido puede establecerse de dos formas:

• Por consultas desde el programa principal.
• Por activación de una interrupción al programa principal, cuando el contador alcanza el modulo de cuenta prefijado.

En el primer caso, el programa compara el contenido actual del contador con una o varias preselecciones en cada ciclo de ejecución. Estas comparaciones pueden realizarse en condiciones de igualdad superioridad o inferioridad respecto a una constante programada, formalmente 0000 y 9999 (10000 impulsos), en autómatas estándar de gama media. Aunque esta forma de operación asegura que no se pierde ningún impulso de entrada, que quedan acumulados en el contador, la consulta del contador rápido por comparación con preselecciones presenta dos problemas específicos:

1. Al utilizar para el proceso variables o relés internos la respuesta queda afectada por el retardo que introducen los tiempos del ciclo y de conmutación de salida:

2. T res ≤ 2T ciclo + T outputdelay

   Para reducir estos tiempos es frecuente utilizar como salidas del contador interfaces estáticas del transistor o triac.

3. La consulta por comparación permite el desbordamiento o superación del modulo de cuenta prefijado, si se alcanza el valor de preselección justo después de la consulta del programa. En este caso, el autómata deberá esperar todo un ciclo de ejecución antes de que la nueva consulta detecte la condición de preselección alcanzada (y superada si el contador sigue acumulando impulsos).

Para reducir este efecto la comparación con las preselecciones puede no realizarse una sola vez en cada ciclo de ejecución del programa, si no ordenarse varias veces de forma asíncrona con el programa mediante una señal exterior o interior periódica. Así, los errores por desbordamiento se reducen apreciablemente.

Además de la consulta desde el programa es muy frecuente que el contador rápido puede generar una señal de interrupción cuando alcance su valor de preselección, eliminando los errores del desbordamiento comentados. Esta interrupción obliga al procesador a ejecutar inmediatamente una rutina de atención al contador, lo que asegura la mayor rapidez de respuesta posible.