3.2.1 Entradas digitales

La sección de entrada puede ser rectificada u optoaislada [1], para este proyecto se usará la optoaislada mediante el uso de optoacopladores. La gran variedad de estos dispositivos en el mercado brinda seguridad en aplicaciones industriales de proceso o tecnología eléctrica [32].

El uso de optoacopladores en los PLC les brinda robustez en cuanto a protección del procesador y sus circuitos [10]. El funcionamiento de un optoacoplador en esencia es el mismo para todos los dispositivos que se encuentran en el mercado; está formado por una fuente emisora de luz y un fotosensor de silicio, la radiación luminosa emite señales de un circuito a otro sin necesidad de conexión eléctrica [14].

Existen muchos tipos de optoacopladores y la diferencia entre ellos radica en los dispositivos de salida que se ocupen. Para este proyecto se usa la configuración básica con un transistor como se observa a continuación:

                                            Figura 3.1 Optoacoplador 4n25.

 Los PLC comerciales llegan a soportar tensiones de 24V_DC a la entrada [5], para regular esta tensión a 5V_DC se propone el uso de un diodo zener de 5.1V a 1/2W y un selector de resistencias, el cuál permita elegir la óptima dependiendo de la tensión suministrada a la entrada.

El uso del zener como regulador de voltaje se muestra en el diagrama siguiente [14].

                                   Figura 3.2 Circuito regulador con diodo zener.

Donde:

·         V_AA es una fuente de alimentación DC.

·         R es la resistencia limitadora.

·         I_T es la corriente total suministrada.

·         I_Z es la corriente que corre por el zener.

·         I_L es la corriente de carga.

·         R_L es la resistencia de carga.

La resistencia R debe ser escogida de forma que el zener permanezca en el modo de tensión constante, por lo que el cálculo para seleccionar los dispositivos convenientes viene dado por las siguientes ecuaciones [33].

 Donde surgen dos incógnitas I_{Z min} e I_{Z max}. Una regla práctica que es aceptable para el cálculo de las mismas es:

 La ecuación para el cálculo de la potencia máxima estimada para la resistencia es:

 

Y el cálculo de la potencia máxima del zener está dada por:

 

En la Figura 3.3 se puede observar el diagrama esquemático que se elaboró para este proyecto, el cual solo muestra una entrada digital implementada en esta propuesta de PLC. El diseño que se propone cuenta con cinco entradas iguales a la que se muestra.

Figura 3.3 Diagrama esquemático de entrada digital.