Fundamentos del Autómata Programable (PLC): Arquitectura, Funciones y Criterios de Selección

Introducción al Autómata Programable

El Autómata Programable (PLC) realiza la siguiente acción: sus circuitos de control son programados y no cableados. Esto supone que se pueden reprogramar fácilmente, haciendo más sencillo modificar un proceso que recablear una línea de producción completa.

Algunas de las funciones clave que incorporan los autómatas son la corrección de errores, el cálculo de variables y el autochequeo. Además, el aparato en sí no tiene un tamaño excesivamente grande.

Características Fundamentales de un Autómata Programable

Con la propuesta de creación del primer autómata programable, se establecieron los siguientes requisitos esenciales:

• Debía usar componentes de estado sólido (transistores, TRIAC, diodos, etc.), para evitar el desgaste que ocasionaban los relés y contactores.
• Su configuración tenía que ser flexible, adaptándose a cualquier cambio o reutilización, principalmente mediante programación.
• Debía soportar ambientes de trabajo industriales (operación continua, ambientes tóxicos, temperaturas extremas, etc.).
• La instalación, manejo, reutilización y mantenimiento general debían ser internos, es decir, realizados por los propios operarios de la industria.
• Las funciones a gobernar eran binarias, basadas en 0 o 1.

Operaciones Esenciales de un Autómata Programable

Un PLC debe ser capaz de realizar una amplia gama de operaciones para gestionar procesos industriales:

• Operaciones lógicas (AND, OR, NOT, NOR, NAND, XOR).
• Operaciones con entradas digitales.
• Operaciones con entradas analógicas.
• Operaciones con salidas digitales.
• Operaciones con salidas analógicas.
• Operaciones con marcas internas.
• Funciones aritméticas (sumas, restas, multiplicaciones, divisiones, raíces cuadradas, trigonometría, logaritmos...).
• Transferencia de datos de diferente tipología.
• Conversión de datos entre sistemas de numeración (entero, binario, BCD, hexadecimal, entre otros).
• Funciones de tiempo: Temporizadores y relojes.

Criterios para la Elección del Autómata Programable

No todos los autómatas programables son iguales, ni siquiera los de una misma firma comercial. La diferencia fundamental radica en las funciones que cada uno puede realizar.

Estas funciones pueden llegar a ser complejas, aunque el grado de complejidad está determinado por el número de operaciones consecutivas que realice y la gestión de los datos de entradas y salidas (E/S). Cuantas más E/S tenga un PLC, más operaciones deberá realizar, pero esto no implica necesariamente que sean las más complejas. Por ello, los fabricantes desarrollan PLCs con características muy adaptables.

Micro PLCs: Definición y Aplicaciones

Se consideran Micro PLCs aquellos capaces de gobernar hasta 32 Entradas/Salidas (E/S). Esta limitación implica que la máquina es menos compleja que los modelos superiores en cuanto a programación, funcionalidad, conexión y otras características operativas.

Mini-Micro PLCs y Relés Lógicos

Aprovechando las capacidades de un microcontrolador, han aparecido recientemente en el mercado los mini-Micro PLCs. Estos dispositivos tienen un número reducido de E/S, pero poseen una capacidad operativa elevada (permitiendo realizar múltiples operaciones).

Aunque algunos los denominan “relés lógicos” o “cajas de relés”, son autómatas programables perfectamente operativos. Estos aparatos se han introducido de forma imparable en las instalaciones eléctricas por las siguientes razones:

• Tienen un coste reducido.
• No necesitan una unidad de programación externa, pues incluyen un mini teclado/pantalla integrado.
• Se pueden programar en un PC (guardar el programa) y transferirlo al aparato mediante un cable especial.
• Tienen un tamaño estándar fácilmente instalable en cuadros convencionales.
• Permiten realizar multitud de programaciones.

Arquitectura y Componentes de los Autómatas Programables

Los autómatas programables se componen de:

• Módulos de Entradas.
• Módulos de Salidas.
• Unidad Central de Proceso (CPU) y Memorias.
• Fuente de Alimentación.
• Unidad de Programación.
• Periféricos Varios:
  • Cartuchos de memoria.
  • Unidades de visualización.
  • Impresoras.
  • Dispositivos de conversión de protocolos, etc.