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¿Qué es un PLC?

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Un PLC es una computadora utilizada en la ingeniería automática o automatización industrial, para automatizar procesos electromecánicos, electroneumáticos, electrohidráulicos, tales como el control de la maquinaria de la fábrica en líneas de montaje u otros procesos de producción así como atracciones mecánicas.

Los PLC son utilizados en muchas industrias y máquinas. A diferencia de las computadoras de propósito general, este tipo de computadora está diseñada para múltiples señales de entrada y de salida, rangos de temperatura ampliados, inmunidad al ruido eléctrico y resistencia a la vibración y al impacto.

Los programas para el control de funcionamiento de la máquina se suelen almacenar en baterías, copia de seguridad o en memorias no volátiles. Un PLC es un ejemplo de un sistema de tiempo real, donde los resultados de salida deben ser producidos en respuesta a las condiciones de entrada dentro de un tiempo limitado, de lo contrario no producirá el resultado deseado.

Historia del PLC

Su historia se remonta a finales de la década de 1960, cuando la industria buscó en las nuevas tecnologías electrónicas una solución más eficiente para reemplazar los sistemas de control basados en circuitos eléctricos con relés, interruptores y otros componentes comúnmente utilizados para el control de los sistemas de lógica combinacional.

En 1968 GM Hydramatic (la división de transmisión automática de General Motors) emitió una solicitud de propuestas para un reemplazo electrónico de los sistemas cableados de relés. La propuesta ganadora vino de Bedford Associates.

El resultado fue el primer PLC, designado 084 porque era el proyecto de Bedford Associates num.84, Bedford Associates comenzó una nueva empresa dedicada al desarrollo, fabricación, venta y mantenimiento de este nuevo producto: Modicon (Modular Digital Controler).

Una de las personas que trabajaron en ese proyecto fue Dick Morley, quien es considerado como el “padre” del PLC. La marca Modicon fue vendida en 1977 a Gould Electronics, y posteriormente adquirida por la compañía alemana AEG y luego por la francesa Schneider Electric, el actual propietario.

¿Para qué sirve un PLC?

La función básica y primordial del PLC ha evolucionado con los años para incluir el control del relé secuencial, control de movimiento, control de procesos, sistemas de control distribuido y comunicación por red. Las capacidades de manipulación, almacenamiento, potencia de procesamiento y de comunicación de algunos PLCs modernos son aproximadamente equivalentes a las computadoras de escritorio.

Principalmente son utilizados en los procesos relacionados a las maniobras de máquinas. El PLC puede abarcar distintos procesos y sistemas y ahora cuentan con conexión a Internet por lo que puede ser monitoreado remotamente tanto su funcionamiento como sus resultados a través de una computadora común.

El PLC puede ser empleado en distintos tipos de procesos, desde aquellos de menor envergadura como montacargas o dosificadores, hasta otros más complejos como manejos de lazos de control o sistemas de líneas de producción extensas. El modelo necesario para cada tarea dependerá precisamente de la complejidad del proceso a controlar, monitorear o supervisar.

Aplicaciones de los PLC

Debido a las ventajas que aportan en la modernización para el control de los procesos, se utilizan en varios sectores como los siguientes:

Maquinaria

  • Máquinas de procesado de gravas, cementos y arenas.
  • Máquinas industriales para la madera y los muebles.
  • Maquinaria industrial del plástico.
  • Máquinas de ensamblaje.
  • Maquinaria de transferencia.

Instalaciones

Se utilizan en las instalaciones de:

  • Seguridad.
  • Calefacción y aire acondicionado.
  • Plantas para el embotellado.
  • Transporte y almacenaje.
  • Tratamientos térmicos.
  • Industriales azucareras.

Industria automotriz

  • Aplicaciones en cadenas de montaje para soldaduras, cabinas de pintura y ensamblaje.
  • Uso en máquinas de herramientas como fresadoras, taladradoras y tornos.

Fabricación de neumáticos

  • Control de maquinaria para la extrusión de gomas y el armado de cubiertas.
  • Control de sistemas de refrigeración, calderas y prensas de vulcanizado.

Plantas químicas

  • Aplicación en oleoductos, refinados, baños electrolíticos, tratamientos de aguas residuales y fecales.
  • Control de procesos como el pesaje, la dosificación y la mezcla.

¿Cómo funciona un PLC?

Recibe información de los sensores o dispositivos de entrada conectados, procesa los datos y activa las salidas basándose en parámetros programados. Dependiendo de las entradas y salidas, un PLC puede monitorear y registrar datos de tiempo de ejecución como la productividad de la máquina o la temperatura de funcionamiento, iniciar y detener automáticamente los procesos, generar alarmas si una máquina no funciona correctamente, y más.

Partes que componen un PLC

Fuente de alimentación

Esta parte lleva energía contínua a cada uno de los circuitos electrónicos que conforman el controlador. Usualmente se le conoce como fuente de poder. Se encarga de suministrar la corriente y la tensión necesarias a las tarjetas y al CPU.

Unidad de procesamiento central (CPU)

Se trata de la Unidad Central de Proceso, se encarga de mantener bien controlada la secuencia en la cual el programa se ejecuta, también se encarga de coordinar la comunicación entre los distintos elementos que componen el PLC, y a la vez ejecuta todas las operaciones lógicas y a la vez aritméticas.

Se presenta como un elemento inteligente que tiene una gran capacidad para interpretar y leer todas las instrucciones que son cargadas en la memoria, donde llega a tomar decisiones con base a los estados de entrada sobre las salidas.

Módulos de entradas/salidas

Es una de las partes que más caracteriza a los PLC, ya que, es a través de estos módulos que se llega a diferenciar un computador, los cuales se presentan como módulos especiales para hacer posible la conexión física entre la unidad de procesamiento y el mundo exterior.

Los módulos de entrada se encargan de acaparar toda señal eléctrica procedente de los equipos de instalación, lo cual llega a controlar el proceso. Y en los módulos de salida las señales eléctricas son enviadas a los equipos de la instalación que llegan a ser controlados.

Módulo de memoria

Se encarga del componente del PLC encargado de guardar el programa en una memoria y la conforman distintos tipos de memorias.

Tipos de memorias

RAM

Es una memoria de acceso aleatorio de lectoescritura. A través de esta se pueden ejecutar diversos procesos de lectoescritura usando procedimientos eléctricos. Estas por ser volátiles pueden perder fácilmente su contenido al momento de cortarse la energía eléctrica, por ello necesitan de un sistema que les respalde como una batería eléctrica.

ROM

Se trata de una memoria de solo lectura, donde su contenido puede ser leído fácilmente pero nunca se puede escribir en él. La información que contienen al igual que sus datos son grabados por el fabricante, lo cual nunca podrá ser alterado.

Esta memoria mantiene su contenido intacto aun cuando se genera una falta de energía eléctrica, ya que, es del tipo no volátil. No requiere de batería para respaldar la información cuando no hay energía eléctrica.

PROM

Esta memoria puede ser programada en destino, siempre mediante un sistema de programación por corrientes eléctricas. Sin embargo, una vez efectuada esta operación es imposible su borrado.

EAROM

Este tipo de memoria es solo de lectura y necesita de un voltaje eléctrico para poder borrar su contenido.

NVRAM

Es una memoria de acceso aleatorio que es capaz de almacenar información y no perderla al retirar la alimentación eléctrica del componente.

Unidad de programación

Es el medio de comunicación entre el hombre y la máquina: estos aparatos están constituidos por teclados y dispositivos de visualización existen 3 tipos de programadores, los manuales (hand,held) tipo de calculadora, los vídeos tipo pc y la computadora.

Gracias a la terminal de programación van ingresando las instrucciones que se van generando de manera constante cuando el usuario realiza el control de lo programado. Gracias a este componente se puede corregir y volver a programar todas las operaciones que puede hacer un PLC.

Tipos de PLC´s

Nano

Integran el CPU, la fuente de alimentación y sus entradas y salidas, las cuales son limitadas. Se utiliza para el control y automatización de módulos especiales, así como también de secciones digitales de un proceso industrial.

Modular

Este modelo se puede configurar según los requerimientos de la industria. Esta ventaja se debe a su estructura de módulos separados, pudiendo armar el PLC según las necesidades del proceso.

Compacto

Al igual que el nano, integra en un solo módulo todos sus componentes. Sin embargo, este modelo es de tamaño superior y puede utilizarse para una variedad alta de módulos en comparación.

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