Estructura general de un autómata programablе

CONTROLADORES LÓGICOS PROGRAMABLES

RESUMEN

Un Controlador Lógico Programable es un dispositivo utilizado para controlar operaciones de procesos o máquinas, está compuesto por la Unidad de Procesamiento Central (CPU) y Las Interfases de Entradas y Salidas (E/S).

Las Interfases de Entrada/Salida reciben una señales de los aparatos de campo (elementos sensores), las cuales indican al CPU el programa que se debe ejecutar, luego el CPU ordena (por medio de la interfase de salida) conectar o desconectar los aparatos activados.

Los programas introducidos por el usuario a más tardar a la hora de poner en marcha el sistema donde funcionara el PLC son denominados programas de aplicación, estos programas son almacenados dentro de la memoria y son mantenidos por una tensión suministrada por la fuente de poder, tanto la memoria como la fuente de poder y el sistema procesador que se encarga de ejecutar los

programas, son partes del CPU.

Por lo tanto a la hora de adquirir un PLC se debe tomar en cuenta la capacidad de memoria, la velocidad de procesamiento, el número de interfases de entrada/salida, que posee éste y por supuesto el costo.

INTRODUCCIÓN

El continuo avance de las ciencias y el desarrollo tecnológico en el campo industrial se acelera cada día más, el Área de Control es de vital importancia en todo proceso.

Con el creciente uso de controladores electrónicos el avance de la automatización y las exigencias de control a nivel industrial, nace la idea de la creación de los Controladores Lógicos Programables (PLC).

Los Empresarios ven en los PLC un medio para aumentar la productividad a un bajo costo, ya que realizan una maximización de todos los equipos y un control total de todas las operaciones donde son utilizados, minimizando los errores de los operarios.

Un PLC sencillo que realiza pocas operaciones es un equipo muy sofisticado, por esta y muchas otras razones se puede observar la gran importancia del conocimiento del funcionamiento de estos, en beneficio de las personas e instituciones que los utilizan.

1.- DEFINICIÓN.

Un Controlador o Autómata programable es un dispositivo de estado sólido usado para controlar operaciones de procesos y/o máquinas mediante un programa almacenado dentro de si, a través de realimentaciones eléctricas desde unos elementos de entrada y salida.

2.- ESTRUCTURA GENERAL DE UN AUTÓMATA PROGRAMABLE.

Actualmente existe una gran variedad de Autómatas Programables en el mercado; sin embargo, la estructura básica de todos ellos es la misma.

Un Autómata Programable esta constituido en su forma más simple, por:

- Unidad Central de Procesamiento ( CPU ).

- Unidades de Entradas y Salidas ( E/S ).

3.- UNIDAD CENTRAL DE PROCESAMIENTO ( CPU ).

El CPU es el encargado de procesar los datos de acuerdo a una lógica preestablecida y ejerce control sobre el flujo de información. El CPU esta constituido básicamente por:

- El Sistema Procesador.

- El Sistema de Memoria.

- La Fuente de Poder.

Las relaciones entre las secciones que forman CPU:

El sistema procesador interactúa continuamente con el Sistema de Memoria para interpretar y ejecutar el programa de aplicación que controla a la máquina o proceso, mientras que la fuente de poder provee todos los niveles de voltaje necesario para asegurar una operación apropiada de todos los componentes del CPU.

3.1.- Sistema Procesador.

El término Sistema Procesador no solamente abarca al Procesador, el cual es la parte central del sistema, sino a todos los procedimientos y procesos (diagnóstico, supervisión, etc.) que se realizan mediante programas internos almacenados en la memoria del PLC.

Procesador: La inteligencia de los Autómatas Programables de hoy está formada por el Microprocesador (Procesador), el cual es un circuito integrado con altísimas capacidades de computación y control.

El Procesador realiza todas las operaciones matemáticas, manejo de datos y rutinas de diagnóstico que no serían posibles hacerlas con relés. La función principal del procesador es la de comandar y gobernar todas las actividades del PLC.

Proceso explorador: Cuando el Autómata Programable está funcionando en modo RUN (Marcha), el Procesador lee el estado lógico de todas las entradas físicas y los almacena como imagen de las entradas en un lugar de la memoria. Con estos datos y de acuerdo al programa de aplicación va obteniendo los valores lógicos que deben tener las salidas, hasta que termine de ejecutar el programa, procediendo luego a reajustar las salidas físicas.

El proceso de leer las entradas, ejecutar el programa, y reajustar las salidas es conocido como Scan. El cual es un proceso continuo y secuencial que tiene un tiempo de ejecución desde 1 mseg hasta 100 mseg dependiendo del fabricante y del tamaño del programa.

La especificación del tiempo del Scan es una consideración importante en la selección de un PLC, ya que establece la rapidez con la cual el Autómata puede leer las entradas y corregir las salidas de acuerdo a la lógica de control.

Proceso de Diagnóstico: El proceso es responsable de detectar fallas que puedan ocurrir durante la operación del sistema. El debe alertar al operario o al sistema en caso de un mal funcionamiento. Para poder realizar esta labor, el Procesador realiza chequeos continuos de errores durante cada ciclo Scan, enviando la información a indicadores que están al frente del CPU.

3.2.- Unidad de Memoria.

La unidad de Memoria tiene la función de almacenar programas y datos.

3.2.1.- Estructura Básica de la Memoria.

La memoria de un Autómata o Controlador Programable puede ser visualizada como un arreglo bidimensional de celdas de almacenamiento donde cada una guarda una simple pieza de información en la forma de un cero o de un uno. El nombre que recibe la información almacenada en cada celda se le llama BIT.

El funcionamiento del Procesador será más eficiente si maneja un grupo de bits cuando transfiere datos a y desde la memoria. Un grupo de bits manejados simultáneamente reciben el nombre de Byte.

3.2.2.- Organización de la Memoria.

El mapa de memoria muestra no solamente lo que se guarda en ella, sino cosas que de acuerdo con su nombre están almacenadas allí.

Es muy difícil que dos PLC de diferentes marcas tengan el mismo mapa, se puede generalizar ya que todos los Autómatas Programables tienen los mismos requerimientos de almacenamiento.

Las memorias del Ejecutivo, son una colección permanente

...