La guía completa de los controladores lógicos programables (PLC)
En el cambiante mundo de la automatización industrial, los controladores lógicos programables (PLC) han surgido como componentes cruciales para mejorar la eficiencia, la confiabilidad y la flexibilidad en la fabricación y el control de procesos. Desde las líneas de ensamblaje hasta los sistemas robóticos, los PLC son la columna vertebral de la automatización moderna.
Esta guía tiene como objetivo desmitificar los PLC, explorar sus aplicaciones y brindar información sobre su funcionalidad, garantizando que tanto los principiantes como los profesionales experimentados puedan aprovechar su poder de manera efectiva.
Tabla de contenido
¿Qué son los controladores lógicos programables (PLC)?
Controladores lógicos programables (PLC) Son computadoras digitales industriales diseñadas para controlar procesos de fabricación o maquinaria. Reciben señales de entrada de sensores y otros dispositivos, procesan estas señales de acuerdo con una lógica predefinida y luego envían comandos a actuadores y maquinaria. Esta capacidad de procesar múltiples entradas y salidas hace que los PLC sean indispensables en diversas industrias.
Términos comunes en PLC
- Entradas y salidas (E/S): Los PLC tienen módulos de entrada que reciben datos de varios sensores (por ejemplo, temperatura, presión) y módulos de salida que envían comandos a dispositivos (por ejemplo, motores, luces).
- Programación lógica: Los PLC utilizan lógica de escalera, diagramas de bloques de funciones o texto estructurado para la programación. Esto permite crear una lógica de control compleja de una manera que es más fácil de visualizar y comprender.
- Ciclo de escaneo: Los PLC funcionan en un bucle continuo, conocido como ciclo de escaneo, que incluye la lectura de entradas, la ejecución del programa de control y la actualización de salidas.
¿Cuáles son las características clave de un PLC?
Los sistemas PLC cuentan con varias características únicas que los hacen indispensables.
- Alta confiabilidad:La mayoría de los PLC utilizan microcomputadoras de un solo chip. Vienen equipados con circuitos de protección y funciones de autodiagnóstico, lo que mejora la confiabilidad del sistema.
- Flexibilidad:Antes de los PLC, los sistemas de control cableados eran la norma. La llegada de los PLC revolucionó esto al permitir programar tareas de control a través de software.
- Facilidad de instalación:No se necesitan salas de máquinas especiales ni medidas de protección estrictas. Siempre que los sensores y actuadores se conecten correctamente a los terminales de E/S del PLC, el sistema funcionará sin problemas.
- Escalabilidad:Se puede ampliar para acomodar dispositivos y procesos adicionales.
- Rentable:Reduce el tiempo de inactividad y los costos de mantenimiento mediante una operación eficiente.
Cómo funcionan los PLC
Comprender la funcionalidad de los PLC implica varios componentes y procesos:
1. Módulos de entrada/salida
- Módulos de entrada: Estos se conectan sensores y cambia al PLC, convirtiendo señales del mundo real en un formato que el PLC puede entender.
- Módulos de salida: Estos envían señales a los actuadores, que controlan dispositivos como motores, luces y válvulas.
2. La unidad central de procesamiento (CPU)
La CPU es el cerebro del PLC. Procesa las señales de entrada, ejecuta el programa de control y genera señales de salida. Realiza operaciones según una secuencia predefinida, lo que garantiza que el sistema funcione según lo previsto.
3. Programación de PLC
Los PLC se programan utilizando varios lenguajes, siendo el más común Lógica de escaleraEsta representación gráfica se asemeja a la lógica de un relé eléctrico, lo que la hace intuitiva para los ingenieros:
- Lenguaje de diagrama de escalera (LD): El lenguaje de diagrama de escalera es el primer lenguaje de programación utilizado por los PLC y también es el lenguaje de programación más utilizado para los PLC. Evolucionó a partir del diagrama esquemático del sistema de control de relés. Los sistemas son similares, pero existen ciertas diferencias en el uso de símbolos y expresiones.
- Lenguaje de texto estructurado (ST): El lenguaje de texto estructurado es un lenguaje de texto de alto nivel que se puede utilizar para describir el comportamiento de funciones, bloques de funciones y programas, y también puede describir el comportamiento de pasos, acciones y transiciones en diagramas de flujo de funciones secuenciales.
- Lenguaje de diagrama de flujo de funciones secuenciales (SFC): El diagrama de flujo de funciones secuenciales también se denomina diagrama de flujo o diagrama de transición de estados, que es un lenguaje de descripción funcional gráfica.
- Lenguaje de diagrama de bloques de funciones (FBD): El lenguaje del diagrama de bloques de funciones utiliza símbolos gráficos similares a los circuitos de puertas lógicas digitales, con una lógica intuitiva y fácil de usar.
- Lenguaje de lista de instrucciones (IL): El lenguaje de programación de listas de instrucciones es similar al lenguaje ensamblador mnemotécnico de las computadoras. Es el lenguaje de programación más básico para controladores programables.
4. El ciclo de escaneo del PLC
Un PLC funciona en un bucle continuo:
- Escaneo de entrada: Lee el estado de todos los dispositivos de entrada.
- Ejecución del programa: Procesa la lógica de control en función del estado de entrada.
- Escaneo de salida: Actualiza el estado de los dispositivos de salida en función de la ejecución del programa.
Este ciclo garantiza que los PLC puedan responder a los cambios en tiempo real, manteniendo el control del sistema.
Aplicaciones comunes de los PLC
Los PLC se utilizan en numerosos sectores. A continuación se muestran algunos ejemplos:
- Fabricación: En las líneas de montaje de automóviles, los PLC controlan brazos robóticos, cintas transportadoras y sistemas de inspección de calidad.
- Alimentos y bebidas: Los PLC gestionan procesos como mezcla, embotellado y envasado para garantizar la consistencia y la calidad.
- Tratamiento de agua: Los PLC regulan la dosificación de productos químicos, monitorean la calidad del agua y controlan las bombas en las instalaciones de tratamiento de aguas residuales.
- Energía: En las centrales eléctricas, los PLC monitorizan las condiciones de los equipos, gestionan las alarmas del sistema y controlan las turbinas.
Estas aplicaciones ilustran cómo los PLC mejoran la eficiencia operativa y garantizan la seguridad en diversas industrias.
Hardware del PLC
- Tipos de procesador: Los distintos PLC tienen distintas velocidades y capacidades de procesador. La elección del más adecuado depende de la complejidad de la aplicación.
- Fuente de alimentación: Los PLC requieren una fuente de alimentación estable, normalmente de fuentes de 24 V CC.
- Recintos: Los gabinetes robustos protegen los PLC de los riesgos ambientales, garantizando un funcionamiento confiable en condiciones adversas.
Software de PLC
- Software de programación: La mayoría de los PLC incluyen software propietario para programación y diagnóstico. Familiarícese con estas herramientas para configurar el sistema de manera eficaz.
- Software de simulación: Antes de implementar programas, utilice un software de simulación para probar la lógica sin arriesgar el equipo físico.
Tipos y clasificaciones de los PLC
Los PLC se pueden clasificar en diferentes tipos según el tamaño, la funcionalidad y la aplicación:
| Tipos de PLC | Descripción | Casos de uso |
| PLC compactos | Son soluciones más pequeñas y rentables, ideales para tareas de control básicas. | Adecuado para pequeños procesos de fabricación y automatización de edificios. |
| PLC modulares | Compuesto por módulos separados para entrada/salida, CPU y comunicación. | Ideal para sistemas complejos que requieren flexibilidad y expansión. |
| PLC de seguridad | Diseñado para manejar aplicaciones críticas de seguridad. | Se utiliza en industrias como la automotriz y la farmacéutica donde el cumplimiento de la seguridad es crucial. |
Fabricantes de PLC
La industria de los PLC está formada por varios actores clave, cada uno de los cuales contribuye al avance de las tecnologías de automatización:
Siemens
Conocidos por sus PLC de la serie S7, que se utilizan ampliamente en diversas aplicaciones industriales. Explorar todos los PLC>>
Automatización Rockwell
Sus PLC Allen-Bradley son conocidos por su robustez y facilidad de integración en los sistemas de fabricación. Explorar todos los PLC>>
Mitsubishi Eléctrico
Ofrece una gama de PLC adecuados para diversas aplicaciones, enfatizando la confiabilidad y el rendimiento. Explorar todos los PLC>>
Omrón
Sus PLC son muy valorados por su flexibilidad y opciones de control avanzadas y se utilizan ampliamente en la fabricación inteligente. Explorar todos los PLC>>
Consideraciones clave a la hora de seleccionar un PLC
Elegir el PLC adecuado es crucial. A continuación, se indican algunos principios que se deben tener en cuenta:
- Requisitos de E/S:Asegúrese de que el PLC pueda manejar las entradas y salidas necesarias para su aplicación.
- Poder de procesamiento:Evalúa la velocidad y la capacidad de la CPU.
- Condiciones ambientales:Elija un PLC que pueda soportar el entorno operativo.
- Soporte al usuario:Asegúrese de que el fabricante proporcione soporte técnico y recursos adecuados.
- Asegúrese de que cumpla con los requisitos funcionales ofreciendo al mismo tiempo la mejor relación precio-rendimiento.
- Evaluar el diseño estructural, los métodos de instalación, la funcionalidad, el tiempo de respuesta y la confiabilidad del sistema.
Conclusión
En resumen, comprender los PLC es esencial para la automatización moderna. Ofrecen confiabilidad, flexibilidad y facilidad de instalación, lo que los convierte en una piedra angular de los sistemas de control industrial.
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