Control Lógico Programable (PLC): Estructura, Operación y Tipos de Señales

Fundamentos de Automatización Industrial y Control Lógico Programable (PLC)

Definiciones de Componentes Clave

Autómata (Controlador Lógico Programable - PLC)

Equipo electrónico que dispone de una CPU y que, en función del estado de las diferentes entradas al módulo de entrada y según el programa introducido, resultarán activadas una o varias salidas del módulo de salidas. Está compuesto por un procesador (CPU), módulos de entradas y de salidas, una fuente de alimentación, una memoria y un interfaz para otros dispositivos.

Fuente de Alimentación

Suministra la tensión eléctrica necesaria para el funcionamiento del sistema.

Módulo de Salidas

Donde se conectan los elementos de carga o receptores, como lámparas, motores o electroválvulas.

Procesador y Memoria

La función del procesador es la de tratar los datos que residen en las memorias (RAM, EPROM y EEPROM) y, en función del programa cargado y según el estado de las entradas, se activarán o desactivarán las salidas.

Estados de Funcionamiento del Autómata

El autómata puede operar en los siguientes modos:

• PROGRAM: El autómata no está en funcionamiento; se utiliza para la carga o edición del programa.
• RUN: Modo de funcionamiento normal. El PLC ejecuta el programa que tiene en memoria.
• MONITOR: Estado que permite la visualización del estado del autómata en el PC, generalmente mientras está en modo PROGRAM o RUN.

Tipos de Entradas y Salidas (I/O)

Entradas

Las entradas son los puntos de conexión para los sensores y dispositivos de campo:

• Digitales: Tienen dos estados (presencia o ausencia, 0 o 1). Su estado se visualiza típicamente mediante LEDs.
• Analógicas: Permiten la adquisición de magnitudes físicas que varían continuamente (ej. temperatura, presión).
• Especiales: Pueden ser:
  • Entradas para contaje de alta velocidad.
  • Entradas para procesos de regulación en los que se requiere una alta precisión.
  • Entradas para termopares.

Salidas

Las salidas son los puntos de conexión para los actuadores:

• Digitales: Se conectan a los receptores que realizan alguna función (actuadores).
• Tren de Impulsos: Se usan específicamente para controlar motores paso a paso (stepper motors).

Conceptos de Señales

Señal Analógica

Señal eléctrica que varía de forma continua y variable en el tiempo.

Señal Digital

Señal eléctrica que solo puede tomar valores discretos, típicamente 0 (ausencia) y 1 (presencia).

Tipos de Control

Control en Lazo Abierto (Open Loop)

La información o variables circulan en una sola dirección. Por lo tanto, el sistema de control no recibe confirmación de que las acciones se han ejecutado correctamente.

Control en Lazo Cerrado (Closed Loop)

Existe una realimentación (feedback) a través de los sensores desde el proceso hacia el sistema de control. Esto permite saber si las acciones se han realizado correctamente y ajustar la salida si es necesario.

Ventajas e Inconvenientes de la Automatización con PLC

Ventajas

• Menor tiempo empleado en la elaboración del proyecto.
• Posibilidad de hacer modificaciones sin modificar el cableado físico.
• Mínimo espacio que ocupa la instalación.
• Menor coste de instalación general.
• El mismo autómata detecta e indica averías (diagnóstico integrado).
• Posibilidad de gobernar varias máquinas con un mismo autómata.
• Menor tiempo en la puesta en marcha.
• Reutilización del autómata en caso de avería de la máquina controlada.

Inconvenientes

• Necesidad de personal cualificado (programador).
• Coste inicial elevado del equipo.