Objetivo del artículo
El ciclo de scan es el tiempo que tarda el PLC en leer entradas, ejecutar el programa, actualizar salidas y volver a empezar. Ese proceso ocurre de forma continua, normalmente tan rápido que parece instantáneo.
El problema aparece cuando el tiempo de ciclo crece. En una máquina parada quizá solo sea una cifra en diagnóstico, pero en una máquina con movimiento unos milisegundos pueden convertirse en centímetros recorridos después de una orden de parada.
En este artículo vamos a ordenar la idea completa: qué es el ciclo de scan, cómo lo vigila el watchdog, por qué afecta al comportamiento de una máquina y cómo podemos medirlo, simularlo y diseñar mejor alrededor de él.
Qué es el ciclo de scan
Un PLC trabaja por ciclos. De forma simplificada, en cada scan hace este recorrido:
- Lee el estado de las entradas.
- Ejecuta el programa de usuario.
- Actualiza las salidas.
- Vuelve a empezar el siguiente ciclo.
Si el programa es pequeño, el tiempo de scan será bajo. Si añadimos muchos bloques, cálculos pesados, comunicaciones, instrucciones repetitivas o bucles mal dimensionados, el tiempo de ciclo puede aumentar.
Ese aumento no siempre es dramático por sí mismo. Lo importante es entender si ese tiempo adicional afecta a una decisión crítica: parar una cinta, activar un rechazo, cerrar una válvula o reaccionar ante un sensor.
Watchdog y tiempo máximo de ciclo
Para impedir que el ciclo de scan crezca de forma incontrolada existe el watchdog. Su función es vigilar que el tiempo máximo de ciclo no exceda un valor configurado.
Si se supera ese tiempo, el PLC puede pasar a STOP o ejecutar la reacción configurada según la plataforma y el proyecto. En un S7-1500, por ejemplo, el tiempo máximo de ciclo se configura dentro de las propiedades de la CPU.
Idea clave: el watchdog protege contra ciclos excesivos, pero no convierte automáticamente una máquina en precisa. Que el PLC no falle por watchdog no significa que el tiempo de scan sea adecuado para la precisión de movimiento que necesita el proceso.
Cuando el scan se convierte en distancia
En una máquina con movimiento, el tiempo de scan no es solo un dato de diagnóstico. Es parte del tiempo que tarda el sistema en reaccionar.
Si el sensor cambia de estado justo después de que el PLC haya leído las entradas, la decisión no se ejecuta hasta el siguiente ciclo. Mientras tanto, la cinta, el eje o el actuador siguen avanzando.
La idea importante es sencilla: distancia adicional = velocidad de la máquina × tiempo de reacción. Por eso un scan aceptable para una lógica lenta puede ser demasiado alto para una parada precisa.
Cuando la posición importa, no basta con mirar que el PLC no falle por watchdog. Hay que medir el ciclo real y decidir si hace falta usar entradas rápidas, interrupciones, tecnología de movimiento, variadores, servos o seguridad dedicada.
Demostración con PLCSIM Advanced y Factory IO
Para visualizarlo montamos un ejemplo sencillo: una cinta transportadora mueve un palet y, al ser detectado por un sensor, debe parar. El PLC está simulado con PLCSIM Advanced y el entorno físico se representa con Factory IO.
En el PLC hay dos partes importantes: una función que permite aumentar el ciclo de scan de forma controlada y otro segmento donde se activa o detiene la cinta.
Probamos tres situaciones para ver el efecto de forma progresiva:
- Caso A: ciclo de scan bajo, 1 ms. La reacción parece prácticamente inmediata y la parada se produce cerca del punto esperado.
- Caso B: ciclo de scan elevado, 200 ms. La cinta sigue avanzando de forma visible después de que el sensor haya detectado el palet.
- Caso C: ciclo de scan muy elevado, 2000 ms. Es una exageración intencionada para que el efecto sea evidente: la distancia recorrida después de la orden ya no puede ignorarse.
Demostración: efecto del ciclo de scan en la parada de una cinta simulada.
Medir el efecto con Trace
Para medir estos tiempos con precisión podemos usar Trace en TIA Portal. El Trace permite registrar señales del PLC durante la ejecución y ver en qué instante cambian realmente.
En esta captura se puede medir la diferencia temporal entre la orden y la reacción observada. Es una forma muy práctica de pasar de la intuición a un dato medible.
Si quieres profundizar en esta herramienta, puedes leer también el artículo Trace en TIA Portal: cómo encontrar un fallo fantasma.
Simulador del ciclo de scan y movimiento
Para hacerse una idea de cómo el scan se transforma en distancia, dejo un simulador sencillo. El ejemplo representa un motor con reductora y una conversión a movimiento lineal. Modificando las rpm, la transmisión, el diámetro de la polea y el tiempo de scan se puede ver cómo cambia la distancia recorrida después de la orden de parada.
No siempre será exactamente la misma distancia en una máquina real, porque dependerá de en qué punto del ciclo se detecte la condición. Pero el simulador ayuda a entender la relación básica: velocidad por tiempo de reacción igual a distancia adicional.
Buenas prácticas de diseño
Cuando el tiempo de ciclo puede afectar a la máquina, conviene tratarlo como una variable de diseño y no como una curiosidad de diagnóstico.
- Medir el tiempo de ciclo real en condiciones normales y en condiciones de carga.
- Evitar bucles largos o cálculos innecesarios dentro del ciclo principal.
- Separar tareas rápidas y lentas cuando la plataforma lo permita.
- Usar entradas rápidas, interrupciones, hardware de movimiento o tecnología dedicada cuando la precisión lo requiera.
- Diseñar la parada según la distancia admisible, no solo según el tiempo de scan medio.
- Validar con Trace, pruebas reales o simulación antes de dar por buena una reacción crítica.
Conclusión
El ciclo de scan no solo afecta al rendimiento del PLC. En máquinas con movimiento puede afectar directamente a la reacción del sistema.
Si el PLC tarda más en procesar una condición de parada, la cinta sigue avanzando. Ese avance puede convertirse en error de posición, pérdida de precisión o fallo de proceso.
Por eso conviene medir el ciclo, entender cómo crece y diseñar la parada según la precisión que necesita la máquina. El ciclo de scan se controla optimizando el programa; la precisión de parada se consigue diseñando bien el movimiento.
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