Funcionamiento básico del PLC

4.3Funcionamiento básico del PLC

1. Principios Básicos

Con la llegada de los autómatas programables, los llamados PLC, la industria sufrió un impulso importante, que ha facilitado de forma notable que los procesos de producción o control se hayan flexibilizado mucho. Encontramos PLC en la industria, pero también en nuestras casas, en los centros comerciales, hospitalarios, etc. También en nuestras escuelas de formación profesional encontramos frecuentemente autómatas programables. PLC son las siglas en inglés de Controlador Lógico Programable (Programmable Logic Controller). Cuando se inventaron, comenzaron llamándose PC (Controlador programable), pero con la llegada de los ordenadores personales de IBM, cambió su nombre a PLC (No hay nada que una buena campaña de marketing no pueda conseguir). En Europa les llamamos autómatas programables. Sin embargo, la definición más apropiada sería: Sistema Industrial de Control Automático que trabaja bajo una secuencia almacenada en memoria, de instrucciones lógicas.

1.1¿Qué es un PLC?

El PLC es un dispositivo de estado sólido, diseñado para controlar procesos secuenciales (una etapa después de la otra) que se ejecutan en un ambiente industrial. Es decir, que van asociados a la maquinaria que desarrolla procesos de producción y controlan su trabajo.

Como puedes deducir de la definición, el PLC es un sistema, porque contiene todo lo necesario para operar, y es industrial, por tener todos los registros necesarios para operar en los ambientes hostiles que se encuentran en la industria.

1.2 ¿Qué hace un PLC?

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.

Los PLC se distinguen de otros controladores automáticos, en que pueden ser programados para controlar cualquier tipo de máquina, a diferencia de otros controladores (como por ejemplo un programador o control de la llama de una caldera) que, solamente, pueden controlar un tipo específico de aparato.

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.

Puedes modificar las instrucciones almacenadas en memoria, además de monitorizarlas.

Una aplicación típica de estos sistemas utilizaba un panel de 300 a 500 relés y miles de conexiones por cable, lo que suponía un coste muy elevado en instalación y mantenimiento del sistema (aproximadamente de 25 a 45 euros por relé).

En aquella época, al entrar en una sala de control, era habitual oír el clic continuo de los relés al abrirse y cerrarse.

Hacia 1970 surgieron los sistemas lógicos digitales construidos mediante circuitos integrados, aunque eran productos diseñados para una aplicación específica y no eran controladores genéricos. ¡Un paso es un paso!

Muchos de ellos usaban microprocesadores, pero al programarse en un lenguaje extraño a los ingenieros de control (el assembler, observa la figura de la izquierda), el mantenimiento era muy complejo.

La existencia de ordenadores en el momento del desarrollo de los PLC fue lo que inspiró su concepto: Había que diseñar un artefacto que, como una computadora, pudiese efectuar el control y pudiese ser re-programada, pero pudiera soportar el ambiente industrial.

Los primeros controladores completamente programables fueron desarrollados en 1968 por una empresa de consultores en ingeniería (Bedford y Asociados), que luego se llamó MODICOM.

Con estos controladores primitivos era posible:

++Programar desarrollos de aplicaciones para su uso en ambientes industriales.

++Cambiar la lógica de control sin tener que cambiar la conexión de los cables.

++Diagnosticar y reparar fácilmente los problemas detectados.

Los primeros PLC incorporaban sólo un procesador para programas sencillos y algunos dispositivos de entrada / salida. Posteriormente han ido desarrollándose hasta los equipos actuales, que ya integran

Ventajas y desventajas de los PLC

Ventajas

Las ventajas de los PLC son las siguientes:

++Menor tiempo empleado en la elaboración de proyectos debido a que:

No es necesario dibujar el esquema de contactos.

No es necesario simplificar las ecuaciones lógicas ya que, por lo general, la capacidad de almacenamiento del modulo de memoria es lo suficientemente grande como para almacenarlas.

La lista de materiales a emplear es mas reducida y, al elaborar el presupuesto correspondiente, se elimina parte del problema que supone el contar con diferentes proveedores, distintos plazos de entrega, etc.

++Posibilidad de introducir modificaciones sin cambiar el cableado y añadir aparatos.

2. Mínimo espacio de ocupación

3.Menor coste de mano de obra de la instalación

3. Economía de mantenimiento. Además de aumentar la fiabilidad del sistema, al eliminar contactos móviles, los mismos autómatas pueden detectar e indicar posibles averías.

++Posibilidad de gobernar varias maquinas con un mismo autómata.

++Menor tiempo para la puesta en funcionamiento del proceso al quedar reducido el tiempo de cableado.

++Si por alguna razón la maquina queda fuera de servicio, el autómata sigue siendo útil para controlar otra maquina o sistema de producción.

Inconvenientes

++Hace falta un programador, lo que exige la preparación de los técnicos en su etapa de formación.

++La inversión inicial es mayor que en el caso de los relés, aunque ello es relativo en función del proceso que se desea controlar. Dado que el PLC cubre de forma correcta un amplio espectro de necesidades, desde los sistemas lógicos cableados hasta el microprocesador, el diseñador debe conocer a fondo las prestaciones y limitaciones del PLC. Por tanto, aunque el coste inicial debe ser tenido en cuenta a la hora de decidirnos por uno u otro sistema, conviene analizar todos los demás factores para asegurarnos una decisión acertada.

4.1Sensores y Transductores Eléctricos

¿Qué

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