En este capítulo se explicarán los conceptos básicos de la
comunicación de un sistema SCADA con todo su entorno, para ello se estudiarán
los siguientes temas:
Adquisición de Datos para ordenadores, y en especial como
funcionan las tarjetas de adquisición de datos.
Redes LAN y el protocolo TCP/IP, aplicaciones servidor/cliente.
TARJETAS DE ADQUISICIÓN DE DATOS
Otra forma de medir
las señales y transferir los datos al ordenador es usando Tarjetas de
Adquisición de Datos, llamadas comercialmente tarjetas DAQ. Estas tarjetas
poseen Convertidores Analógico/Digitales (ADC) y Convertidores Digital/Analógicos (DAC) que
permiten la entrada/salida de señales analógicas y digitales. Como se muestra
en la Figura
Sampling (Muestreo)
Los datos son
capturados mediante un ADC usando un proceso de muestreo. Muestrear una señal
analógica requiere la toma de muestras de dicha señal en tiempos determinados,
tiempos discretos. La frecuencia en que la señal es muestreada es conocida como Frecuencia de
Muestreo. El proceso de muestreo genera valores de la señal a intervalos de
tiempo conocidos, como se muestra en la figura
La frecuencia de Muestreo determina la calidad de
la señal analógica que se convierte. Cuanto más alta sea la Frecuencia de
muestreo mejor será la conversión de la señal analógica, tendrá mayor parecido con la señal real. La frecuencia mínima de
muestreo requerida para representar la
señal adecuadamente debe ser como mínimo dos veces la frecuencia máxima de la
señal analógica que se desea convertir (Principio de Nyquist). En la siguiente figura se muestra un ejemplo de cómo se ve alterada la señal convertida en función de
la Frecuencia de Muestreo. Puede observarse también que si la señal es
muestreada a una Frecuencia de Muestreo menor que dos veces la frecuencia
máxima de la señal, se produce el efecto de Aliasing.
Convertidores Analógico/Digitales (ADC )
Una vez la señal ha sido muestreda, sus muestras necesitan ser convertidas a código digital. Este proceso se llama conversión Analógico/Digital. En la. se muestra un ejemplo de conversión:
La precisión de la señal analógica de entrada convertida en
formato digital depende del número de bits que el ADC usa. La resolución de la
señal convertida esta en función del número de bits que el ADC usa para
representar el dato digital. El rango de voltaje entre voltaje máximo y voltaje
mínimo con el que la señal real puede ser representada analógicamente se
subdivide en función del numero de bits de resolución digital. Por ejemplo un
ADC de 8 bits puede dar hasta 256 niveles de representación digital (2^8 =
256). Esto quiere decir que el rango de voltaje de la señal real se dividirá en
256 niveles, en el que cada uno de ellos tomará un valor digital determinado.
Dependiendo de la
precisión del ADC, puede ocurrir que los cambios más pequeños de voltaje de la
señal analógica no puedan ser representados digitalmente. Por ello la
resolución es una característica muy importante en las tarjetas ADQ.
muestra la resolución para un ADC de 3 bits
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