Representación del sistema de control

Para realizar la representación, puede utilizarse el lenguaje vulgar (descripción literal) para describir lo que el automatismo hace en todo momento. En las etapas previas del diseño este será el camino por el que el programador empiece a conocer el sistema. Sin embargo, debido a la creciente complejidad de los automatismos a desarrollar, obligan a utilizar útiles simbólicos de representación que permitan obtener toda la información posible acerca del sistema de control.

Combinados entre sí los símbolos forman un modelo intermedio del sistema indispensable para analizar exhaustivamente el comportamiento y sintetizar las soluciones. Según los símbolos utilizados la representación puede ser: 

-         Proporcional: descripciones literarias

-         Algebraica: funciones booleanas y aritméticas

-         Gráfica: esquemas de relés, diagramas lógicos, ordinogramas  o técnicas GRAFCET.

Descripciones literarias

La descripción del proceso y su control puede hacerse con la enumeración literal de las acciones a desarrollar por el mismo, expuestas secuencialmente y con indicación de las condiciones de habilitación o validación en cada caso. La ventaja de estas descripciones, que a la vez es su mayor inconveniente, es la ausencia de rigor en la exposición: cualquier persona es capaz de explicar la que debe hacer un proceso que conozca. En contra esta que esta explicación no tendrá especificaciones en los procesos, en las variables y en las relaciones entre ellos.

La conclusión que se obtiene es que este tipo de representación o se hace exhaustiva, con lo cual será de difícil comprensión en su conjunto, o no es totalmente unívoca con el proceso que se quiere controlar.

Funciones algebraicas

La función algebraica del sistema puede obtenerse bien a partir de las descripciones literarias antes mencionadas, o bien derivadas de ellas aplicando los métodos de síntesis basados en el álgebra de Boole, sistema matemático que regula las relaciones entre señales binarias todo o nada.

Esta representación puede ser tan compleja como sea necesario, siempre y cuando se respeten las reglas del álgebra. Por ejemplo, la alarma S debe activarse cuando el contacto C este cerrado, y los estados A y B en estados opuestos.

Si abierto®0 y cerrado®1, entonces la función será:                        S = (A`B +`A  B) C.

Esquemas de relés

El esquema de relés es la representación gráfica de las tareas de automatización mediante símbolos de contactos abierto-cerrado. La función obtenida dependerá de las conexiones entre los distintos contactos de los relés que intervienen.

Este modelo presenta algunas deficiencias gráficas  en la representación de funciones secuenciales complejas, y sobre todo en la manipulación de señales digitales de varios bits. Por lo que se suele utilizar en la representación de sistemas sencillos en los que solo intervienen señales todo-nada.

Diagramas lógicos

La representación del sistema de control por diagramas lógicos se basa en el empleo de símbolos que representan funciones lógicas directas del álgebra de Boole (AND, OR, etc) o sistemas lógicos más complejos (biestables, registros, contadores, etc).

La figura siguiente muestra el modelo de diagrama lógico del sistema de alarma descrito en el apartado de las funciones algebraicas. El conjunto de todos los símbolos con sus interrelaciones forman el logigrama.

Ordinogramas

Extensamente utilizado por los diseñadores de software para ordenador, el modelo emplea una simbología de bloques, convenientemente entrelazados, que representan la evolución temporal o condicional de las acciones a ejecutar. En la siguiente figura aparece un ejemplo de representación por diagrama de flujo:

Ciertamente claro para describir el funcionamiento general, puede no serlo tanto cuando se intenten representar las variables y señales que intervienen y las relaciones entre ellas, a no ser que el modelo se complete con expresiones algebraicas. Esta solución, sin embargo, afecta entonces a la claridad de la representación gráfica inicial.

Representación GRAFCET

Una evolución del diagrama de flujos, que combina las ventajas de la representación secuencial gráfica con la integración de los modelos preexistentes, es la representación por los diagramas de GRAFCET. Este modelo se reconoce como el mejor adaptado a la parte secuencial de los autómatas. Para ello, el GRAFCET representa directamente la sucesión de las etapas dentro de un ciclo de producción, separadas por transiciones o condiciones de salto entre unas y otras como se ve en la figura.

El ciclo se desarrolla etapa por etapa desde la que se define como etapa inicial, que se activa al comienzo del funcionamiento. Mientras una etapa esta activa, el control ejecuta la función de mando correspondiente a la etapa y consulta las condiciones de transición para el salto a la siguiente.

La posibilidad de programación directa en GRAFCET de algunos autómatas de gama alta, permite el empleo de esta herramienta en todas las fases del diseño:

-         Especificaciones funcionales o GRAFCET del pliego de condiciones

-         Especificaciones tecnológicas, o GRAFCET de movimientos.

-         Programación del autómata, o GRAFCET de mando.