Controlador lógico programable

PLC (CONTROLADOR LÓGICO PROGRAMABLE)

1.- Un PLC es un dispositivo electrónico de funcionamiento digital basado en un microprocesador que utiliza una memoria para el almacenamiento de las instrucciones de programa empleado para el control automático de máquinas y procesos, mediante la implementación de funciones específicas tales como operaciones lógicas, aritméticas, temporizaciones, cuentas y secuencias.

2.- 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.

AUTOMATA: Alguien o algo que obedece ordenes.

TIEMPO REAL:

COMPONENTES DE UN PLC

PROCESADOR: Es una computadora que ejecuta un programa para realizar operaciones específicas de un diagrama de escalera. Esta computadora solo puede realizar una operación a la vez, realiza la toma de decisiones y la transferencia de la información. En el procesador se distinguen 3 bloques principales como son la CPU, la memoria y la interfaz de comunicaciones.

I. CPU

• ALU

• REGISTROS: Se almacena temporalmente la información.

II. MEMORIA

• RAM

• ROM

• MEMORIA IMAGEN: Crear una imagen de las entradas ya que el usuario no debe acceder a dichas entradas.

PC (SECUENCIADOR): Recordar la última posición en la que se encontraba.

MICROPROCESADOR: Dispositivo electrónico que tiene una arquitectura abierta (puede aumentar), tiene un conjunto de instrucciones CISC (Instrucciones que puede desarrollar operaciones muy complejas).

MICROCONTROLADOR: Dispositivo electrónico de arquitectura cerrada (no puede aumentar, ni cambiar), tiene arquitectura RISC (las funciones que realiza son reducidas).

ACC-ACUMULADOR: Es un registro que almacena temporalmente la última operación que se hizo.

III. INTERFAZ DE COMUNICACIONES: Es un componente conversor de protocolos que permite la comunicación del PLC con una computadora, otros PLCs u otros dispositivos de campo.

MÓDULOS DE ENTRADAS: Realiza la interfaz entre el procesador y los dispositivos conectados como entrada, adapta las señales provenientes de los sensores.

MÓDULOS DE SALIDAS: Realiza la interfaz entre el procesador y los dispositivos conectados como salida, proporcionando señales a los actuadores.

FUENTE DE PODER: Convierte la energía eléctrica disponible (de tipo AC en muchos casos) a niveles de tensión continua necesarios para la operación de los circuitos del procesador y las selecciones de entrada y salida.

SOFTWARE DE PROGRAMACIÓN: El software de desarrollo de algoritmos es propio de cada fabricante pero generalmente se basa en el diagrama escalera.

OPERACIÓN DE UN PLC

La operación de un PLC puede ser considerada con 2 modelos, el modo de Escáner I/O y el modo de Ejecución:

MODO DE ESCÁNER I/O: Durante este modo, el procesador actualiza el estado de todas las entradas y salidas, y el estado de las entradas de un canal en un preciso momento. El tiempo requerido para esto depende de la rapidez del procesador.

MODO EJECUCIÓN: El procesador evalúa cada peldaño del diagrama escalera que puede empezarse a ejecutar secuencialmente, empezando por el primer peldaño y procediendo por el último peldaño.

TIEMPO DE ESCANER: Una importante característica del PC es que requiere determinado tiempo para realizar un ciclo ya sea de Escáner I/O o de modo ejecución.

BUSES:

a) Direcciones

Generalmente n>m:

• Timers

• Counters

• Memory

b) Datos

c) Instrucciones

COMUNICACIONES

La red de comunicaciones tiene una gran importancia pues permite una utilización más completa de las capacidades de un sistema de producción avanzado. Mediante el uso de redes de área local se pueden interconectar varios PLC y las diferentes componentes que forman el sistema total, logrando con ello su mejor administración y operación.

Las redes de área local son redes de datos que proporcionan las herramientas de comunicación, hardware y software, para realizar un control supervisor con computador, o bien para conectarse a niveles superiores de control, como seria por ejemplo un sistema de control distribuido.

CAN BUS: CAN (Controller Area Network) es un protocolo de comunicaciones basado en una topología bus para la transmisión de mensajes en entornos distribuidos. El protocolo de comunicaciones CAN proporciona los siguientes beneficios:

 Es un protocolo de comunicaciones normalizado, con lo que se simplifica y economiza la tarea de comunicar subsistemas de diferentes fabricantes sobre una red común o bus.

 El procesador anfitrión (host) delega la carga de comunicaciones a un periférico inteligente, por lo tanto el procesador anfitrión dispone de mayor tiempo para ejecutar sus propias tareas.

 Al ser una red multiplexada, reduce considerablemente el cableado y elimina las conexiones punto a punto, excepto en los enganches.

Modbus: Es un protocolo de comunicaciones situado en el nivel 7 del Modelo OSI, basado en la arquitectura maestro/esclavo o cliente/servidor, diseñado en 1979 por Modicon para su gama de controladores lógicos programables (PLCs). Las razones por las cuales el uso de Modbus es superior a otros protocolos de comunicaciones son:

1. es público

2. su implementación es fácil y requiere poco desarrollo

3. maneja bloques de datos sin suponer restricciones

Modbus permite el control de una red de dispositivos, por ejemplo un sistema de medida de temperatura y humedad, y comunicar los resultados a un ordenador. Modbus también se usa para la conexión de un ordenador de supervisión con una unidad remota (RTU) en sistemas de supervisión adquisición de datos (SCADA). Existen versiones del protocolo Modbus para puerto serie y Ethernet (Modbus/TCP).

Profibus: Es un estándar de comunicaciones para bus de campo. Deriva de las palabras PROcess FIeld BUS.

ControlNet: Es un protocolo de red abierto para aplicaciones de automatismos industriales, también es conocido como bus de campo. ControlNet define una única capa física basada en cable coaxial RG-6 con conectores BNC. Las características que distinguen a ControlNet de otros buses de campo

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