Programación de PLC: una guía definitiva para principiantes 

Este artículo pretende proporcionar una hoja de ruta de comprensión estructurada y desde cero para principiantes, expertos en transición desde otros mercados y diseñadores que buscan sistematizar su comprensión.

Sin duda, analizaremos los conocimientos fundamentales necesarios para la programación de PLC, compararemos y evaluaremos los sistemas tradicionales. SOCIEDAD ANÓNIMA productos de automatización en el mercado y diseñar una ruta de comprensión eficaz desde el concepto hasta la práctica, ayudándole a obtener una ventaja en la era de la Industria 4.0.

¿Por qué el PLC es la “moneda fuerte” del futuro?

Cuando hablamos de "Industria 4.0", "Producción Inteligente" o "Internet de las Cosas (IdC)", nos imaginamos una planta de fabricación del futuro altamente automatizada y basada en datos. Tras esta gran historia, impulsando silenciosamente cada actividad específica en la línea de producción, se encuentra el Controlador de Razonamiento Programable (PLC).

Nacido en la década de 1960 para reemplazar los grandes y complejos armarios de control de relés, ha evolucionado hasta convertirse en un sistema informático comercial que incorpora control, computación y comunicación.

Desde las líneas de soldadura en la fabricación de vehículos hasta las líneas de envasado en el sector alimentario, desde los sistemas de agua urbanos hasta los modernos centros de organización logística, los PLC son omnipresentes.

Según un registro de MarketsandMarkets, se proyecta que el mercado mundial de PLC continuará su desarrollo estable, impulsado por la búsqueda incansable del sector manufacturero mundial de mayor rendimiento, calidad superior y flexibilidad.

Por esa razón, comprender los programas PLC significa que has adquirido la capacidad de “hablar” con dispositivos industriales modernos, lo que lo convierte en un “dinero en efectivo” indispensable en tu carrera profesional.

Sin embargo, muchos se desaniman al conocer por primera vez los PLC: "No tengo conocimientos de electricidad, ¿puedo aprender?". "El conocimiento es muy complejo, ¿por dónde empiezo?".

Este breve artículo eliminará estas preguntas y demostrará que con la técnica ideal, cualquier persona puede comprender sistemáticamente los programas de PLC.

I. Estructurar una base sólida: las tres piedras angulares de los programas PLC.

Así como para aprender cualquier idioma es necesario comprender primero el alfabeto y la gramática, para aprender lenguajes PLC es necesario empezar por sus partes más esenciales.

1. El lenguaje de las máquinas: equipos numéricos

El mundo interno de un PLC es un globo binario compuesto de "0" y "1". Todas las instrucciones y datos complejos se traducen inevitablemente en este tipo de señal eléctrica básica (ON/OFF).

Por lo tanto, reconocer diferentes sistemas numéricos y sus conversiones es el paso inicial para descubrir las funciones de PLC.

• Binario:El lenguaje operativo básico de un PLC, que incluye únicamente 0 y 1. A modo de ejemplo, la visibilidad o la ausencia de una señal de entrada o el estado de inicio/parada de un motor se pueden representar con 1 y 0.
• Decimal:El sistema de conteo más familiar para nosotros en la vida cotidiana, formado por los dígitos del 0 al 9.
• HexadecimalCreado para representar números binarios largos de forma mucho más compacta, compuestos del 0 al 9 y AF. Se utiliza habitualmente al gestionar direcciones de memoria e interacción de datos.

Truco para llevar: debe ser competente en la transformación entre decimal y binario, ya que los puntos de ajuste de los temporizadores y contadores del PLC (en decimal) se almacenan y refinan internamente en formato binario.

Tabla de conversión de sistemas numéricos.

2. Los contenedores de información: tipos de datos

Si los sistemas numéricos son las letras, entonces los tipos de datos son las reglas que definen exactamente cómo organizar estas letras en “palabras”.

En un PLC, la información se almacena en diferentes longitudes y estilos para adaptarse a las necesidades de cada aplicación. Tomando como ejemplo los PLC Siemens, ampliamente utilizados, los tipos de datos típicos consisten en:

• Poco:La unidad de datos más pequeña, con un valor de 0 o 1. Representa un botón o una señal de unidad de detección.
• Byte:Compuesto de 8 pequeños trozos.
• PalabraCompuesto por 2 bytes (16 bits pequeños). Generalmente se usa para guardar enteros (Int).
• Palabra dualCompuesto por 2 palabras (32 bits). Puede utilizarse para almacenar enteros mayores (DInt) o números reales.
• Real/FlotanteNúmero de punto flotante que representa valores específicos con decimales, como la temperatura o señales analógicas de tensión. Ocupa 32 bits de memoria.

Relaciones de tipo y tamaño de datos.

Reconocer estos tipos de información es crucial. El uso de un tipo de información incorrecto puede provocar errores de programa o un desbordamiento de datos.

Por ejemplo, mantener un valor de temperatura que requiere precisión decimal en una variable entera (Int) hará que se recorte el componente fraccionario.

3. La regulación de la lógica: álgebra de Boole

El álgebra booleana es la base de la programación de razonamiento en escalera. Especifica asociaciones racionales básicas, compuestas principalmente por "Y", "O" y "NO".

• YEl resultado es 1 solo si todas las condiciones son reales al mismo tiempo (1). En razonamiento de escalera, esto se representa mediante llamadas en serie. Circunstancia de aplicación: Una máquina solo puede arrancar si no se pulsa el botón de parada de emergencia (problema A = 1) y se pulsa el botón de arranque (condición B = 1).
• OEl resultado es 1 si se cumple al menos un problema (1). En lógica de escalera, esto se representa mediante llamadas en paralelo. Circunstancia de aplicación: Se activa una luz de alarma si «El nivel de temperatura es elevado» (Problema A = 1) o «La presión es anormal» (Condición B = 1).
• NOEl resultado es el inverso del problema. En el razonamiento en escalera, esto se representa mediante una llamada de cierre general (NC). Escenario de aplicación: Cuando el nivel del tanque no está completo (Condición A = 0), la bomba debe funcionar (Salida Y = 1). Este problema se aplica en el programa mediante una llamada NC que representa el nivel no completo.

Al comprender estas tres operaciones sensibles estándar, podrá leer y crear la mayor parte de los programas PLC esenciales.

II. Comparación de los principales productos de automatización PLC

Después de dominar los fundamentos, el siguiente paso importante es seleccionar una marca de PLC ideal para un estudio exhaustivo.

Distintas marcas tienen distintos posicionamientos en el mercado, programas de software y aplicaciones sectoriales. A continuación, se presenta un análisis comparativo de varias marcas internacionales importantes de PLC.

Recomendación para principiantes:

• Si su objetivo son plantas masivas o herramientas de fabricación europea, empezar con Siemens S7-1200 y TIA Portal es la mejor opción debido a su alta cuota de mercado y liderazgo técnico.
• Si se centra en dispositivos pequeños o tiene un presupuesto limitado, la serie Mitsubishi FX es un excelente factor de partida, con abundantes recursos de aprendizaje y costos de hardware bastante reducidos.

III. Del concepto a la práctica: Un camino de aprendizaje de alta eficiencia en cuatro pasos

El conocimiento académico es la base, pero sólo el método puede construir el rascacielos. 

Paso 1: Simulación de software para familiarizarse con la atmósfera

Descargue e instale el software de la marca seleccionada (p. ej., TIA Site, GX Works3). Sin necesidad de adquirir hardware, utilice la función de simulación integrada para crear su primer trabajo "Hola Mundo": un sencillo circuito de arranque-parada-enclavamiento.

Familiarícese con la interfaz de usuario del programa de software, cómo crear etiquetas (variables), cómo escribir razonamiento de escalera y cómo descargar y realizar un seguimiento de un programa.

Acción 2: Dominar las instrucciones básicas 

Descubra y practique sistemáticamente el cumplimiento de las funciones principales:

• Pautas de Little Bit Logic:Y, O, NO, bobinas de salida, etc.
• Temporizadores:On-Delay (BUNCH), Off-Delay (TOF) para implementar funciones como inicio retrasado y salida pospuesta.
• Contadores:Conteo ascendente (CTU), conteo descendente (CTD) para recopilar recuentos de artículos, grabar en video los tiempos de ciclo, etc.
• Guía de movimiento (MOV):Para reubicar datos de una dirección de memoria a una adicional.

Paso 3: Abordar los estudios de situación estándar

Una vez que hayas comprendido las instrucciones básicas, intenta completar algunas tareas tradicionales de nivel inicial, como:

• Control de avance/retroceso de motor trifásico.
• Inicio con tensión reducida estrella-triángulo.
• Control de tráfico .
• Control automático de carro alternativo.

Estos estudios de caso sin duda le ayudarán a vincular instrucciones específicas en un marco lógico para resolver problemas del mundo real.

Acción 4: Explorar funciones avanzadas y método práctico

Cuando te sientas cómodo con los programas fundamentales, podrás progresar a áreas más avanzadas:

• Procesamiento de señales analógicas:Descubra cómo verificar señales de unidades de detección analógicas (nivel de temperatura, presión) y realizar el control PID.
• Conteo de alta velocidad y salida de pulsos:Se utiliza para vincular codificadores y gestionar motores eléctricos paso a paso/servo.
• Comunicación y redes: Descubra el intercambio de información entre PLC o entre un PLC y un Interfaz hombre-máquina (IHM) (Interfaz Hombre-Máquina) o una computadora gerencial.
• Busque oportunidades prácticasSi es posible, adquiera un paquete de inicio de PLC para realizar cableado eléctrico y depuración de forma práctica. Nada proporciona mayor sensación de logro y una comprensión más profunda que encender una luz o accionar un motor directamente. Además, puede consultar los requisitos y las mejores prácticas de empresas reconocidas como International Culture of Automation (ISA) para mejorar su competencia profesional.

Conclusión

Conocer PLC no es una tecnología moderna inalcanzable y pesada, es un viaje de avance de habilidades con un camino y un razonamiento claros.

Los principios básicos son: Inicialmente, desarrollar una sólida comprensión de los tres pilares teóricos: sistemas numéricos, tipos de datos y procedimientos lógicos. Segundo, elegir con sensatez una marca de PLC convencional como plataforma de conocimiento, en función de los objetivos de su trabajo y las demandas del mercado. Finalmente, seguir una ruta estructurada desde la simulación hasta la aplicación práctica, y de lo sencillo a lo complejo, internalizando el conocimiento académico en una capacidad analítica práctica con práctica continua y desafíos basados en proyectos.

La ola de automatización industrial ha llegado y, como presión central en esta revolución, no se puede exagerar la importancia del PLC.

Comenzar tu aprendizaje hoy no es solo invertir en una habilidad, sino también en un futuro lleno de oportunidades. Esperamos que esta guía te sirva como un buen punto de partida y un compañero confiable en tu camino hacia la excelencia en las competencias profesionales.