Fundamentos de los PLC: Arquitectura, Programación y Aplicaciones Industriales

¿Qué es un PLC?

Un PLC (Programmable Logic Controller) es un dispositivo electrónico programable diseñado para operar en entornos industriales. Su función principal es gestionar y controlar procesos en función del programa instalado. Su implementación requiere que el técnico posea conocimientos específicos en programación y técnicas de automatización.

Ventajas de los PLC

• Reducción significativa del cableado.
• Mejora en los tiempos de desarrollo de proyectos y gestión de la complejidad.
• Mantenimiento sencillo.
• Alta capacidad de ampliación.
• Mejor tiempo de respuesta.
• Capacidad de comunicación con el exterior.
• Control centralizado de múltiples procesos.
• Flexibilidad para cambiar la funcionalidad mediante reprogramación.

Inconvenientes

• Necesidad de formación técnica especializada en programación.
• Coste inicial más elevado, dependiendo de la complejidad del sistema.

Arquitectura del Autómata

• Fuente de alimentación: Proporciona energía a la electrónica del autómata. En algunos modelos está integrada y en otros es un módulo externo. Convierte la tensión de 230V AC a 12-24V DC.
• CPU: Es el cerebro del sistema; procesa la información proveniente del exterior y actúa sobre las salidas según la programación establecida.
• Interfaz de entrada: Sección donde se conectan sensores y pulsadores. Su función es informar al autómata. Pueden ser entradas analógicas o digitales (ej. detectores inductivos).
• Interfaz de salida: Activa o desactiva los actuadores mediante diferentes tecnologías:
  • Relés: Aptos para CC y CA; soportan mayor potencia de carga.
  • Triacs: Utilizados en CC y/o CA para aplicaciones con conmutación muy rápida.
  • Transistores: Exclusivos para CC, ofrecen una conmutación más rápida que los relés.
• Terminal o dispositivo de programación: Permite la comunicación con el autómata para configurarlo o cargar programas.
• Periféricos y elementos auxiliares: Incluyen memorias, paneles de operación, módulos de expansión, módulos de comunicación y visualizadores.

Tipos de Autómatas

• Autómatas compactos: Todos sus elementos están integrados en la misma envolvente. Son de gama baja y se utilizan habitualmente en domótica y pequeños automatismos.
• Autómatas modulares: Sus partes están separadas, lo que permite una capacidad de expansión muy alta. Se emplean en gamas media/alta y en la automatización de edificios.

Lenguajes de Programación

Lenguajes literales o textuales

Formados por instrucciones compuestas por letras, símbolos y números:

• IL (Instruction List): Lenguaje de lista de instrucciones (o lenguaje booleano).
• ST (Structured Text): Lenguaje de texto estructurado.

Lenguajes gráficos

Representan la lógica mediante esquemas y figuras geométricas:

• LD (Ladder Diagram): Lenguaje de contactos.
• FBD (Function Block Diagram): Lenguaje de diagrama de bloques de funciones.
• SFC (Sequential Function Chart): Coordina tanto los lenguajes gráficos como los textuales.