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octubre 26, 2016

Conocimiento Básico de un Controlador Lógico Programable (PLC)

Un controlador lógico programable (PLC), es un dispositivo electrónico capaz de controlar diversos procesos de manera secuencial mediante la incorporación a su memoria de un programa de control. 

Según su estructura podemos encontrar controladores lógicos programables compactos, semi-modulares y modulares.  En la actualidad los principales mercados en donde son empleados los PLC son: máquinas –herramientas, maquinarias de envasado y el sector de la automoción, aunque se encuentra en aumento su uso dentro del sector de la robótica como componentes básicos de robots.

El controlador lógico programable (PLC) inventado en la década de los 70, nació como solución al control de circuitos complejos de automatización, además de buscar minimizar el gran costo que se producía al reemplazarse el complejo sistema de control basado en relés y contactores que existía para la época.  

Su principal función es la detección, mando, dialogo humano-máquina y programación, además entre las nuevas funciones se encuentran: las redes de comunicación, sistemas de supervisión y buses de campo.

Ilustración 1. Controladores Lógicos Programables

Como se dijo anteriormente existen 3 tipos de estructura de PLC’s, vamos a definirlas:
  • PLC’s de estructura compacta: se distinguen por presentar en un solo bloque todos sus elementos, esto es, fuente de alimentación, CPU, memoria, entradas/salidas (I/O). Suelen estar dentro de los PLC’s de gama baja o nano-autómatas dado a que se dedican a controlar principalmente máquinas pequeñas o cuadros de mando. 
  • PLC’s de estructura semi-modular (Americana): se caracterizan por separar las entradas/salidas del resto del controlador lógico programable, de tal forma que en un bloque compacto están reunidas la CPU, memoria de usuario o de programa y fuente de alimentación y en otro bloque separado las unidades I/O. Están dentro de los controladores denominados de gama media.
  • PLC’s de estructura Modular (Estructura Europea): en este tipos de estructuras existe un módulo para cada uno de los diferentes elementos que componen el PLC como lo pueden ser una fuente de alimentación, CPU, I/O. Estos utilizan como método de sujeción en espacios el riel DIN, placas perforadas o rack, en donde va alojado el BUS externo de unión de los distintos módulos que lo componen. Están dentro de los PLC’s de gama alta, porque permiten una gran flexibilidad en su constitución. 
Los elementos internos básicos que constituyen a un PLC son: CPU, entradas/Salidas (I/O), unidad de memoria.

Ilustración 2. Elementos básicos de Controlador Lógico Programable (PLC)

Además de estos elementos internos también necesita de otros que le permitan funcionar, entre estos encontramos: la fuente de alimentación, interfaces, la unidad de programación y dispositivos periféricos.
  • Fuente de alimentación: encargada de proporcionar energía al PLC para su funcionamiento. La alimentación a la CPU puede ser de corriente continua a 24 VCC, o de corriente alterna a 110/220 VCA. Esto dependerá del tipo de controlador que se esté utilizando, en cualquier caso es la propia CPU la que alimenta las interfaces conectadas a través del bus interno.
  • Interfaces: existen diferentes tipos de interfaces que permiten un dialogo entre el operador y la máquina junto con una comunicación entre la máquina y el autómata, y se establecen por medio de un conjunto de entradas y salidas.
  • Unidad de programación: es el conjunto de medios hardware y software mediante los cuales el programador introduce y depura las secuencias de instrucciones mediante algún lenguaje de programación de ejecución, para el caso de los PLC se utilizan el GRAFCET y el esquema de contactos o Ladder (LD) como los más empleados, aunque el tipo de lenguaje de programación también puede depender del utilizado por el fabricante. 

Hablando de los lenguajes de programación a los que se hace referencia en la unidad de programación, el GRAFCET es una vía sencilla y universal para esquematizar el funcionamiento de un proceso a automatizar. Por su parte el esquema de contactos o Ladder (LD), es un lenguaje gráfico, derivado del lenguaje de relés, que mediante símbolos representa contactos, solenoides. Su principal ventaja es que los símbolos básicos están normalizados según normas NEMA y están reguladas bajo Estándar Internacional IEC 61131-3: 2013 (Programmable Controllers – Part 3: Programming Languages) por lo que son empleados por la mayoría de los fabricantes.  


Ilustración 3 Lenguajes de Programación para PLC más utilizados

En la actualidad existen diversos fabricantes de PLC, entre los más importantes encontramos:
OmRon – STI Safety Technology & Innovation - Honeywell - Sick Sensor Intelligence – Siemens – Schneider Electric -  ABB – Phoenix Contact – Mitsubishi – Rockwell Automation – Wenglor – Telemecanique  - entre otros.




Fuentes:
InfoPLC.net - Enlace: https://goo.gl/xfIejp
Controlador Lógico Programable (PLC) - Enlace: https://goo.gl/t3EhQ1
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