Definición de PLC y Características

Definición de PLC y Características

Un contador lógico programable se define como un dispositivo electrónico digital que una memoria programable para guardar instrucciones y llevar a cabo funciones lógicas de configuración de secuencia, de sincronización, de conteo y aritméticas, para el control de maquinaria y procesos. Los PLC tienen la gran ventaja de que permiten modificar un sistema de control sin tener que volver a alambrar las conexiones de los dispositivos de entrada y salida; basta con que el operador digite en un teclado las instrucciones correspondientes.

Los PLC cuentan con características específicas que los diferencian de las computadoras y micro controladores:

- Son robustos y están diseñados para resistir vibraciones, temperaturas, humedad y ruido.

- La interfaz para las entradas y las salidas esta dentro del controlador.

- Es muy sencilla tanto la programación como el entendimiento del lenguaje de programación que implementan, el cual se basa en operaciones de lógica y conmutación.

Un PLC realiza, entre otras, las siguientes funciones:

- Recoger datos de las fuentes de entrada a través de las fuentes digitales y analógicas.

- Tomar decisiones en base a criterios preprogramados.

- Almacenar datos en la memoria.

- Generar ciclos de tiempo.

- Realizar cálculos matemáticos.

- Actuar sobre los dispositivos externos mediante las salidas analógicas y digitales.

- Comunicarse con otros sistemas externos.

Además de poder ser programados, son automáticos, es decir son aparatos que comparan las señales emitidas por la máquina controlada y toman decisiones en base a las instrucciones programadas, para mantener estable la operación de dicha máquina.

Los PLC pueden clasificarse, en función de sus características en:

• PLC Nano:

Generalmente es un PLC de tipo compacto (es decir, que integra la fuente de alimentación, la CPU y las entradas y salidas) que puede manejar un conjunto reducido de entradas y salidas, generalmente en un número inferior a 100. Este PLC permite manejar entradas y salidas digitales y algunos módulos especiales.

• PLC Compacto

Estos PLC tienen incorporada la fuente de alimentación, su CPU y los módulos de entrada y salida en un solo módulo principal y permiten manejar desde unas pocas entradas y salidas hasta varios cientos (alrededor de 500 entradas y salidas), su tamaño es superior a los PLC tipo Nano y soportan una gran variedad de módulos especiales, tales como:

- entradas y salidas análogas

- módulos contadores rápidos

- módulos de comunicaciones

- interfaces de operador

- expansiones de entrada y salida

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Un controlador lógico programable se compone de cuatro unidades funcionales:

- La unidad de entradas

- La unidad de salidas

- La unidad lógica

- La unidad de memoria

ESTRUCTURA DEL PLC

Tipos de Entrada / Salida a los PLC

Las entradas y salidas a un PLC le sirven para controlar y monitorear las máquinas y procesos. Existen básicamente dos tipos de entradas / salidas a los PLCs: Entradas-Salidas discretas, y Entradas-Salidas analógicas. Las entradas discretas, también conocidas como entradas digitales, son las que poseen dos estados: ON u OFF. Provienen de Pushbottons, detectores de proximidad, interruptores de posición, etc. En la condición de ON, una entrada discreta puede ser llamada como un 1 o como un ALTO, mientras que en la condición de OFF se conoce como un 0 o como un BAJO.

Las salidas discretas tienen también dos condiciones posibles: ON u OFF. Ellas van a servir a las bobinas de los contactores, a válvulas selenoides, a luces pilotos, etc. Por su parte las entradas analógicas son voltajes o corrientes continuas que provienen de procesos de control de temperatura, presión, flujo, nivel, etc. Típicamente son señales cuyo rango es de 4 a 20 mA DC, o señales de rango de 0 a 10 voltios DC.

Las salidas analógicas son señales de corriente o voltaje continuo. Pueden ser tan simples como un nivel de 0 a 10 voltios que maneje un voltímetro analógico, o un poco más complejas como señales de corriente que manejen convertidores corriente- presión de aire que a su vez sirvan a actuadores como lo son Servo válvulas para el control de flujo. Igualmente, con la interface adecuada, servirían a otros tipos de actuadores dentro de esos mismos procesos como lo son: servomotores, controlesde potencia de hornos, etc.

Entradas al PLC

Las entradas a los PLC’s son poco variadas. Las más populares son las DC (Fuente o Sumidero) y las AC. Los rangos típicos de voltajes de entrada listados en orden de popularidad son los siguientes:

- 12 – 24 Vdc

- 100-120 Vac

- 5 Vdc(TTL)

- 200-240 Vac

- 48 Vdc

- 24 Vac

El PLC debe convertir esta variedad de niveles lógicos de voltaje a niveles de voltaje de lógica TTL (5 Vdc). Para lograr esto utiliza dos interfaces circuitales típicas: DC a TTL, y AC a TTL.

Una primera vista comparativa del uso de entradas DC o AC se da a continuación:

• Los voltajes DC usualmente son más bajos (12 – 24 V) y por lo tanto es menos riesgoso operar con ellos.

• Las entradas DC son muy rápidas. Las entradas AC requieren de un tiempo mayor para ser reconocida.

• Los voltajes DC pueden ser conectados a una gran variedad de equipos y sistemas eléctricos.

• Las señales AC son más inmunes al ruido que las señales DC, por eso pueden cubrir mayor distancia y ambientes ruidosos.

• El suministro AC es más fácil y menos costoso al momento de alimentar equipos eléctricos.

• Las señales AC son muy comunes en muchos equipos de automatización

Entradas DC

Los módulos de entradas DC permiten conectar sensores transistorizados del tipo PNP (fuente) o NPN (sumidero). Si se está usando un switch convencional (interruptores o pushbutton) no hay cuidado si las entradas son NPN o PNP. Sin embargo, si se está usando un sensor electrónico (fotoeléctricos, de proximidad, etc.) se debe tener cuidado que su configuración de salida sea compatible con el tipo de entrada (NPN oPNP) del PLC. La diferencia entre los dos tipos es que la carga (en este caso el PLC) es conmutada a tierra o es conectado a un voltaje positivo. Un sensor tipo NPN conmuta la carga a tierra, mientas que un sensor tipo PNP suministra a la carga un voltaje positivo.

Entradas AC

Un voltaje AC es uno que no posee polaridad, es decir, no hay positivo o negativo por el cual preocuparse

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