Controladores Logicos Programables

CONTROLADORES LOGICOS PROGRAMABLES

INTRODUCCIÓN

En los sistemas de control discreto realizados con relés se tenía una lógica de control fija, alambrada en un panel. Hoy en día, mediante los controladores programables, se consigue una lógica de control configurable por programa que es fácil de modificar.

Los primeros controladores programables fueron introducidos a partir del año 1969, en los cuales las funciones de relé fueron reemplazadas por una lógica de estado sólido, manteniendo la notación lógica de diagrama de escalera, usada para especificar y documentar lógica de relés. Estos primeros controladores operaban en base a un programa fijo, definido por las conexiones entre dispositivos.

Los PLC's se introdujeron por primera vez en la industria en 1960 aproximadamente. La razón principal de tal hecho fue la necesidad de eliminar el gran costo que se producía al reemplazar el complejo sistema de control basado en relés y contactores. Bedford Associates propuso algo denominado Controlador Digital Modular (MODICON, MOdular DIgital CONtroler) a un gran fabricante de coches. Otras compañías propusieron a la vez esquemas basados en ordenador, uno de cuales estaba basado en el PDP-8. El MODICON 084 resultó ser el primer PLC del mundo en ser producido comercialmente.

El problema de los relés era que cuando los requerimientos de producción cambiaban también lo hacía el sistema de control. Esto comenzó a resultar bastante caro cuando los cambios fueron frecuentes. Dado que los relés son dispositivos mecánicos y poseen una vida limitada se requería una estricta manutención planificada. Por otra parte, a veces se debían realizar conexiones entre cientos o miles de relés, lo que implicaba un enorme esfuerzo de diseño y mantenimiento.

Los "nuevos controladores" debían ser fácilmente programables por ingenieros de planta o personal de mantenimiento. El tiempo de vida debía ser largo y los cambios en el programa tenían que realizarse de forma sencilla. Finalmente se imponía que trabajaran sin problemas en entornos industriales adversos. La solución fue el empleo de una técnica de programación familiar y reemplazar los relés mecánicos por relés de estado sólido.

A mediados de los 70 las tecnologías dominantes de los PLC eran máquinas de estado secuenciales y CPU basadas en desplazamiento de bit.

Las habilidades de comunicación comenzaron a aparecer en 1973 aproximadamente. El primer sistema fue el bus Modicon (Modbus). El PLC podía ahora dialogar con otros PLC's y en conjunto podían estar aislados de las máquinas que controlaban. También podían enviar y recibir señales de tensión variables, entrando en el mundo analógico. Desafortunadamente, la falta de un estándar acompañado con un continuo cambio tecnológico ha hecho que la comunicación de PLC's sea un maremagnum de sistemas físicos y protocolos incompatibles entre si. No obstante fue una gran década para los PLC'S.

Los 90 han mostrado una gradual reducción en el número de nuevos protocolos, y en la modernización de las capas físicas de los protocolos más populares que sobrevivieron a los 80. El último estándar (IEC 1131-3) intenta unificar el sistema de programación de todos los PLC en un único estándar internacional. Ahora disponemos de PLC's que pueden ser programados en diagramas de bloques, lista de instrucciones, C y texto estructurado al mismo tiempo.

Los PC están comenzando a reemplazar al PLC en algunas aplicaciones, incluso la compañía que introdujo el Modicon 084 ha cambiado al control basado en PC. Por lo cual, no sería de extrañar que en un futuro no muy lejano el PLC desaparezca frente al cada vez más potente PC, debido a las posibilidades que éste último puede proporcionar.

DESARROLLO

DEFINICIÓN DE PLC.

Un Controlador Lógico Programable (PLC) es un dispositivo de estado sólido, basado en microprocesadores, que permite el control secuencial en tiempo real de una maquina o proceso. Un PLC incluye módulos de entrada/salida de tipo digital y análogo, y memoria para el almacenamiento de instrucciones, destinadas a realizar funciones especificas tales como lógica secuencial, procesamiento aritmético y control análogo.

VENTAJAS E INCONVENIENTES.

Entre la ventajas tenemos:

• Menor tiempo de elaboración de proyectos.

• Posibilidad de añadir modificaciones sin costo añadido en otros componentes.

• Mínimo espacio de ocupación.

• Menor costo de mano de obra.

• Mantenimiento económico.

• Posibilidad de gobernar varias máquinas con el mismo programador.

• Menor tiempo de puesta en funcionamiento.

• Si el programador queda pequeño para el proceso industrial puede seguir siendo de utilidad en otras máquinas o sistemas de producción.

Y entre los inconvenientes:

• Adiestramiento de técnicos.

• Costo.

A día de hoy los inconvenientes se han hecho nulos, ya que todas la carreras de ingeniería incluyen la automatización como una de sus asignaturas. En cuanto al costo tampoco hay problema, ya que hay controladores PLC para todas las necesidades y a precios ajustados.

ESTRUCTURA BÁSICA DE UN PLC.

ESTRUCTURA EXTERNA.

Todos los controladores programables, poseen una de las siguientes estructuras:

• Compacta: en un solo bloque están todos lo elementos.

• Modular:

Estructura americana: separa las E/S del resto del programador.

Estructura europea: cada módulo es una función (fuente de alimentación, CPU, E/S, etc.).

Exteriormente nos encontraremos con cajas que contienen una de estas estructuras, las cuales poseen indicadores y conectores en función del modelo y fabricante.

Para el caso de una estructura modular se dispone de la posibilidad de fijar los distintos módulos en relés normalizados, para que el conjunto sea compacto y resistente.

Los micro-controladores suelen venir sin caja, en formato kit, ya que su empleo no es determinado y se suele incluir dentro de un conjunto más grande de control o dentro de la misma maquinaria que se debe controlar.

ESTRUCTURA INTERNA.

Básicamente un controlador programable esta construido en forma modular, teniendo usualmente un procesador central, módulos de entrada/salida (E/S, input / output), fuentes de poder y otros accesorios.

Debido a la estructura modular de los PLC, en general pueden distinguirse en él los siguientes subsistemas:

• Procesador central

• Módulo de E/S

• Interfaz con el operador y otros periféricos

• Comunicaciones

Procesador central:

Es la unidad central del proceso del sistema. En la actualidad casi todos los PLC usan varias

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