Qué es un sistema PLC - Diferentes tipos de PLC con sus aplicaciones

El controlador lógico programable (PLC), también conocido como ordenador industrial, es el principal componente del sector de la automatización industrial. Con su diseño robusto, sus excelentes características funcionales, como los controladores PID, el control secuencial, los temporizadores y los contadores, su facilidad de programación, su capacidad de control fiable y su hardware fácil de usar, el PLC es más que un ordenador digital para usos especiales en industrias y otros sectores de sistemas de control. En el mercado actual existen diferentes tipos de PLC de numerosos fabricantes. Por lo tanto, en los siguientes párrafos, veremos los PLC y sus tipos.

¿Qué es un sistema PLC?

El PLC se inventó para sustituir a los paneles de control tradicionales, cuyas operaciones dependen de relés lógicos electromagnéticos basados en temporizadores en los sistemas de control industrial. Los autómatas programables son capaces de controlar continuamente las entradas de los sensores y producir decisiones de salida para accionar los actuadores según el programa. Todo sistema PLC necesita al menos estos tres módulos:

• Módulo CPU
• Módulo de alimentación
• Uno o varios módulos de E/S

Módulo CPU

El módulo de la CPU está formado por un procesador central y su memoria. El procesador se encarga de realizar todos los cálculos y el procesamiento de datos necesarios, aceptando las entradas y produciendo las salidas adecuadas. La memoria incluye tanto la ROM como la RAM. La memoria ROM contiene el sistema operativo, el controlador y los programas de aplicación, mientras que la RAM almacena los programas escritos por el usuario y los datos de trabajo. Estos PLCs utilizan una memoria retentiva para guardar los programas y datos del usuario cuando se interrumpe o falla la alimentación, y para reanudar la ejecución de un programa de usuario una vez que se restablece la alimentación. De este modo, estos PLC no requieren el uso de un teclado o un monitor para reprogramar el procesador cada vez. La memoria retentiva puede implementarse con el uso de baterías de larga duración, módulos EEPROM y métodos de memoria flash.

BUS o Rack

En algunos PLC modulares, hay un bus o bastidor en el backplane del circuito en el que todos los módulos, como la CPU y otros módulos de E/S, se enchufan en las ranuras correspondientes. Este bus permite la comunicación entre la CPU y los módulos de E/S para enviar o recibir datos. Esta comunicación se establece direccionando los módulos de E/S según su posición respecto al módulo de la CPU a lo largo del bus. Por ejemplo, si el módulo de entrada se encuentra en la segunda ranura, la dirección debe ser I2:1.0 (sólo el primer canal de la segunda ranura). Algunos buses proporcionan la energía necesaria a los circuitos de los módulos de E/S, pero no proporcionan energía a los sensores y actuadores conectados a los módulos de E/S.

Módulo de alimentación

Estos módulos proporcionan la energía necesaria para todo el sistema, convirtiendo la corriente alterna disponible en la corriente continua necesaria para la CPU y los módulos de E/S. La salida de 5 V CC alimenta los circuitos del ordenador y, en algunos PLC, los 24 V CC del bus de rack alimentan algunos sensores y actuadores.

Módulos de E/S

Los módulos de entrada y salida del PLC permiten conectar al sistema sensores y actuadores para detectar o controlar variables en tiempo real como la temperatura, la presión, el caudal, etc. Estos módulos de E/S varían en cuanto a tipo, gama y capacidad y algunos de ellos son los siguientes

Módulo de E/S digital: Se utilizan para conectar sensores y actuadores de naturaleza digital, es decir, sólo para encender y apagar. Estos módulos están disponibles para tensiones y corrientes de CA y CC con un número variable de entradas y salidas digitales.

Módulos de E/S analógicos: Se utilizan para conectar sensores y actuadores que proporcionan señales eléctricas analógicas. Dentro de estos módulos, el convertidor analógico-digital se utiliza para convertir los datos analógicos en datos que pueda entender el procesador, es decir, en datos digitales. El número de canales disponibles para este módulo puede variar según la aplicación,

Módulos de interfaz de comunicación: Son módulos de E/S inteligentes que intercambian información entre una CPU y una red de comunicación. Se utilizan para comunicarse con otros PLC y con ordenadores situados a distancia.

Tipos de PLC

Los autómatas programables (PLC) se integran en unidades individuales o modulares.

Un PLC integrado o compacto consta de varios módulos dentro de una misma caja. Por tanto, las capacidades de E/S las decide el fabricante, pero no el usuario. Algunos PLC integrados permiten conectar E/S adicionales para hacerlos algo modulares.

Un PLC modular se construye a partir de varios componentes que se insertan en un bastidor o bus común con capacidades de E/S ampliables. Contiene un módulo de alimentación, una CPU y otros módulos de E/S que se colocan en el mismo bastidor y son del mismo fabricante o de otros. Estos PLC modulares están disponibles en diferentes tamaños con alimentación variable, capacidad de cálculo, conectividad de E/S, etc.

Los PLC modulares se subdividen en pequeños, medianos y grandes según el tamaño de la memoria de programa y el número de funcionalidades de E/S.

Pequeño PLC es un PLC pequeño, diseñado como una unidad compacta y robusta para ser montada o colocada junto al equipo a controlar. Este tipo de PLC se utiliza para sustituir a los relés lógicos cableados, contadores, temporizadores, etc. La capacidad de ampliación del módulo de E/S de este PLC está limitada a uno o dos módulos y utiliza la lista de instrucciones lógicas o el lenguaje de escalera de relés como lenguaje de programación.

PLC de tamaño medio es el PLC más utilizado en las industrias que permite montar muchos módulos enchufables en la placa base del sistema. Se puede disponer de varios cientos de puntos de entrada/salida añadiendo placas de E/S adicionales y, además de éstas, este PLC dispone de módulos de comunicación.

Gran PLC se utilizan cuando se requieren funciones complejas de control de procesos. Las capacidades de estos PLCs son mucho mayores que las de los PLCs medios en cuanto a memoria, lenguajes de programación, puntos de E/S, módulos de comunicación, etc. Estos PLC se utilizan principalmente en sistemas de control de supervisión y adquisición de datos (SCADA), en plantas de mayor tamaño, en sistemas de control distribuido, etc.

A continuación se indican algunos fabricantes o tipos de PLC:

• PLC Allen Bradley (AB)
• PLC ABB (Asea Brown Boveri)
• PLC de Siemens
• Omron PLC
• Mitsubishi PLC
• Hitachi PLC
• PLC Delta
• PLC General Electric (GE)
• Honeywell PLC
• PLC Modicon
• PLC Schneider Electric
• PLC de Bosch

Aplicaciones del PLC

La siguiente figura muestra el funcionamiento de un PLC para una aplicación sencilla de control de procesos en la que el PLC realiza el funcionamiento de la cinta transportadora, la medición del número de caja y otras operaciones de control. En este caso, el sensor de posición y otras salidas de sensores se conectan al módulo de entrada del PLC y se controla un motor desde los módulos de salida. Cuando se activan los sensores, la CPU del PLC lee las entradas, las procesa según el programa y produce salidas para accionar el motor con el fin de controlar la cinta transportadora.

La combinación de PLC y SCADA se utiliza principalmente en la automatización industrial y también en los sistemas de servicios eléctricos, como los sistemas de transmisión y distribución de energía. La conmutación secuencial programable es otra importante área de aplicación del PLC.

Por lo tanto, la elección de un PLC para una aplicación determinada requiere diferentes consideraciones de los distintos tipos de PLC. Por eso creemos que la información contenida en este documento te permitirá comprender mejor el tema, con el apoyo de imágenes adecuadas y eficaces. Escríbenos si tienes dudas técnicas sobre este tema y sobre los proyectos basados en PLC para estudiantes e industria.

Créditos de las fotos:

• Controlador lógico programable (PLC) de blogspot
• Módulo CPU del PLC de aotewell
• Fuente de alimentación del PLC ABB de tlauk
• Módulos de E/S del PLC de thomasnet
• PLCs integrados o compactos de bse-tech
• Tipos de PLC modulares de delta
• Tipos de PLC pequeños, medianos y grandes por ecogate
• Fabricantes o tipos de PLC de amci
• Aplicaciones de PLC de ytimg