Controladores Lógicos Programables

Introducción

En este primer trabajo sobre el tema "Controladores lógicos programables", presentamos una introducción de los dispositivos que llevan el mismo nombre que la materia. Conoceremos dos definiciones, de los mejor conocidos como PLC, una de ellas es la que utilizamos normalmente y la otra nos la proporciona la NEMA; También nos pondremos al tanto de las ventajas de usar estos dispositivos en comparación con otros dispositivos similares.

También tendremos una breve descripción de su estructura y sus componentes de hardware; luego encontraremos los tipos de PLC (compactos, modulares, de montaje en rack, con OPLC, maestro-esclavo), así como una breve descripción de ellos y el tipo de señales con las que trabajan (binario, digital, analógico).

Finalmente, conoceremos el principio de funcionamiento de estos dispositivos y cada una de las etapas del ciclo que sigue.  

Controladores lógicos programables (PLC)

El controlador lógico programable (PLC) es una computadora utilizada para automatizar procesos electromecánicos. La Asociación Nacional de Fabricantes Eléctricos (NEMA) nos da una definición más precisa del PLC, afirma:

“Instrumento electrónico, que utiliza memoria programable para guardar instrucciones sobre la implementación de determinadas funciones, como operaciones lógicas, secuencias de acciones, especificaciones temporales, contadores y cálculos para el control mediante módulos de E/S analógicos o digitales sobre diferentes tipos de máquinas y de procesos”.

Estos dispositivos nos brindan ventajas como la realización de operaciones en tiempo real, gracias a su disminuido tiempo de reacción; debido a su flexibilidad a la hora de programarlos pueden adaptarse rápidamente a nuevas tareas, se pueden comunicar de manera inmediata con otro tipo de controladores y ordenadores, cuentan con una construcción sumamente estables, están diseñado para múltiples señales de entrada y de salida, amplios rangos de temperatura, inmunidad al ruido eléctrico y resistencia a la vibración y al impacto; como último punto son fáciles de programar por medio de lenguajes de programación comprensibles.

Estructura PLC

Suministro de potencia: su objetivo es garantizar la tensión de trabajo interna del controlador y sus unidades. Los valores comunes suelen ser 5 V, 12 V y 24 V.

Unidad Central de Procesamiento (CPU): esta es la parte principal porque contiene la parte del controlador. El procesador examina constantemente el PLC en busca de errores. Se utilizan cuatro tipos de buses para transferir datos y direcciones:

• Bus de datos, para la transferencia de datos de componentes individuales.
• Bus de direcciones para transferir datos entre celdas en las que están almacenados
• Bus de control, para señales de control de componentes internos.
• Bus del sistema para conectar puertos con módulos de E/S

Memoria: aquí se almacenan datos e instrucciones. La memoria permanente (PM) es donde el sistema operativo PLC puede funcionar y ser reemplazado; También tenemos RAM, aquí el programa se almacena y ejecuta. Las entradas y salidas de la imagen del proceso se almacenan en esta última, específicamente en las tablas PII y PIO, respectivamente.

Módulos de E / S: son módulos de señal (SM) que coordinan la entrada y salida de señales; Puede ser digital -DI, ​​DO- y analógico -AI, AO-. Los términos Sinking y Sourcing describen cómo se conecta el PLC a sensores y actuadores; Sinking nos indica una línea de tierra común (GND) mientras que Sourcing un suministro de potencia común (VCC)

Componentes del hardware

• Módulo de interfaz (IM), conecta diferentes casetes individuales con un PLC
• Módulo funcional (FM), procesamiento complicado de tiempo crítico de procesos independientes del procesador
• Controlador PID o control de posición
• Procesador de comunicación (CP), conecta el PLC a la red industrial
• Interfaz hombre-máquina (HMI). Cada módulo PLC tiene su propia interfaz HIM básica que se utiliza para mostrar fallas y condiciones de comunicación, baterías, entradas / salidas, operación de PLC, etc. Para la HMI, se utilizan pantallas pequeñas con cristal líquido (LCD) o LED (LED)
• Entradas / salidas remotas
• Módulos de señal de alta velocidad.

Tipos de PLC

PLC compactos: combina el CPU, PS, módulos de entrada y salida en una sola carcasa.

PLC modular: es el tipo más potente de PLC. Por lo general, las CPU, SM, CP y otros módulos están ubicados en una pista DIN en gabinetes separados y se comunican a través de un sistema de bus con la CPU. Estos PLC admiten programas grandes, almacenan más datos y realizan múltiples tareas.

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