Automatització Industrial: Control de Processos amb PLC

Què és l'Automatització Industrial?

L'automatització industrial consisteix a utilitzar sistemes informàtics i electromecànics per controlar processos industrials sense la intervenció humana. En la indústria química, aquesta automatització es tradueix en un control automàtic dels processos de producció amb la finalitat de controlar la qualitat del producte, augmentant l'eficiència i la seguretat de les instal·lacions i persones.

Components Clau en l'Automatització

• Contactor: Component electromecànic capaç d'obrir o tancar un circuit elèctric quan es dóna tensió a l'electroimant. És un simple interruptor automàtic.
• Temporitzadors: És un interruptor automàtic que es pot activar o desactivar en funció del temps.
• Mòdul lògic: És l'autòmat programable més senzill. Aquest permet que l'usuari el pugui configurar amb unes determinades instruccions per actuar en funció del valor dels senyals d'entrada.

Què és un PLC i per a què serveix?

Un PLC (Programmable Logic Controller) és un dispositiu electrònic amb memòria programable utilitzat per realitzar seqüències d'accions en processos industrials. Perquè un PLC pugui controlar un procés, és necessari programar-lo prèviament.

Funcions d'un PLC

• Detectar: A partir dels senyals analògics o digitals d'entrada.
• Actuar: Elaborar, en funció dels senyals d'entrada i de la programació, els senyals de sortida que posteriorment s'envien al sistema.
• Programar: Permet modificar el programa de funcionament pel personal autoritzat.

Avantatges i Desavantatges dels PLCs

Avantatges

• Robustesa mecànica.
• Resistència als camps electromagnètics.
• Major seguretat.
• Espai reduït.
• Modificacions en el procés sense necessitat de canviar el cablejat.

Desavantatges

• Els llenguatges de programació utilitzats són específics per a cada PLC (la Norma IEC 61131 per a la normalització de l'automatització industrial recull les bases dels llenguatges de programació dels PLC: Text estructurat (ST), Llista d'instruccions (IL)).
• Tenen una menor memòria.

Tipus de PLC

PLC Compacte

Format per un sol mòdul principal que inclou la font d'alimentació, la CPU i els mòduls d'entrada i sortida.

PLC Modular

Format per un conjunt d'elements que configuren l'equip final. Són els PLC més utilitzats en la indústria, ja que permeten afegir components o mòduls en funció de les necessitats futures del procés.

Parts d'un PLC

• Mòdul d'alimentació: Transmet energia a tots els elements del PLC. Transforma la tensió de la xarxa de 230V de corrent altern en 24V de corrent continu.
• Mòdul de bateries: Format per acumuladors que alimenten la memòria RAM mentre el PLC està sense alimentació.
• Targeta de memòria: Memòria ROM, on ve instal·lat el sistema operatiu i el programari. Memòria RAM, s'encarrega de carregar totes les instruccions que executa la unitat central de processament.
• Mòdul central CPU: És el cervell del PLC i, per tant, l'encarregat de realitzar totes les operacions lògiques.
• Mòduls d'entrada: Reben els senyals elèctrics dels sensors. Disposen de targetes per a senyals analògics i per a senyals digitals. Els senyals analògics necessiten un convertidor analògic digital (A/D) perquè el senyal analògic generat pel sensor pugui transformar-se en un senyal digital interpretable pel PLC.
• Mòduls de sortida: Envien els senyals als actuadors. També hi ha targetes analògiques i digitals (A/D) perquè el senyal digital generat pel PLC pugui ser enviada com a senyal analògic a l'actuador.

Mapa de Memòria d'un PLC

Relació de les direccions de tots els operadors del PLC.

• Byte: Conjunt de 8 bits.
• Paraula: Formada per 2 bytes.
• Doble paraula: Formada per dues paraules.

Instruccions Lògiques Bàsiques

• Contacte normalment obert (NO): Quan el contacte està tancat, el corrent passa a través del contacte i el resultat lògic és 1. Per contra, si l'estat del senyal en l'operador indica 0, el contacte està obert i el corrent no passa.
• Contacte normalment tancat (NC): S'activa quan la combinació que hi ha en la seva entrada dóna un 0 lògic. El seu comportament és complementari al NO.
• SET: Una vegada s'activa, no es pot desactivar si no és per la seva corresponent funció RESET. Serveix per memoritzar bits, i utilitzada amb la bobina RESET, donen una enorme potència en la programació.
• RESET: Permet desactivar una bobina que té una activació contínua. Quan s'ha activat una bobina mitjançant una funció SET, l'única forma de desactivar-la és mitjançant la funció RESET.