latencia

En la electrónica industrial, la latencia es el lapso de tiempo entre el envío de una señal o la emisión de una orden y el momento en que el sistema realmente responde o ejecuta esa orden. Para una máquina herramienta que recibe una instrucción de posicionamiento, la latencia podría ser de 5 a 50 milisegundos. Para un enclavamiento de seguridad que monitorea una prensa, podría ser de 10 a 200 milisegundos. Para la conversión analógica a digital en el control de procesos, puede ser tan solo de microsegundos. La fuente de la latencia rara vez es obvia; reside dentro de las colas de software, los protocolos de comunicación, los ciclos del procesador, los tiempos de respuesta del sensor y la inercia del actuador, a menudo todo a la vez.

La latencia importa porque muchos procesos industriales son sensibles al tiempo. Un sistema de clasificación de cinta transportadora que verifica 60 paquetes por minuto no puede permitirse 500 ms de retraso; la pieza ya se habrá ido. El control de velocidad del motor, la regulación de presión y la detección de llamas en los sistemas de combustión exigen latencia dentro de su rango operativo o el proceso no funcionará según lo diseñado. Cuanto más ajustado sea el bucle de control, más crítica se vuelve la latencia. Es por eso que los sistemas en tiempo real en la fabricación especifican la latencia máxima en sus requisitos técnicos, no solo el tiempo de respuesta promedio.

Fuentes y compensaciones

La latencia se acumula en cada etapa. Un PLC en red podría añadir 10 ms por la sobrecarga del protocolo de transmisión. El sensor mismo podría introducir 5 ms. El procesador podría necesitar 2 ms para evaluar la entrada contra los puntos de ajuste. El controlador de salida añade otro 1 ms antes de que el relé o el solenoide se muevan realmente. Cada capa es pequeña; el total a menudo sorprende a los ingenieros. Los sistemas industriales inalámbricos exhiben rutinariamente una latencia de 50 a 100 ms, lo que los hace inadecuados para el control de bucle cerrado pero aceptables para la supervisión.

Reducir la latencia cuesta dinero y esfuerzo de diseño. Los bucles de control analógicos cableados casi no tienen latencia; los sistemas digitales en red sí. El procesamiento local es más rápido que el procesamiento basado en la nube. Los sistemas operativos deterministas en tiempo real garantizan la latencia máxima; los sistemas de propósito general no. Muchos diseñadores de equipos aceptan la latencia como una restricción fija y construyen sus algoritmos de control en torno a ella, en lugar de intentar eliminarla.

El término latencia se toma de las telecomunicaciones y la informática, donde originalmente significaba el retardo de propagación a través de un cable o una red. En entornos industriales se ha ampliado para significar cualquier retardo no deseado en la cadena de señal, ya sea de origen eléctrico, mecánico o de software. Cuando la latencia se vuelve predecible y se incorpora a las especificaciones, deja de ser un problema y se convierte en un parámetro de diseño.