PLC: Introducción y conceptos básicos – Todo lo que necesitas saber.

En este post, encontrarás sin duda información clara, concisa y completa sobre los PLC.

Un PLC traduce lo siguiente:

Programmable Logic Control.

Control lógico programable.

Y básicamente es una caja que internamente contiene un microcontrolador pero con una particularidad:

Que dentro de su estructura interna posee una serie de salidas y entradas las cuales están conformadas por dispositivos electromecánicos.

¿Y cual es ese dispositivo electromecánico que dice contener el PLC?

¡Pues básicamente es un relé!

Un relevador o relé o relais o relevo es un dispositivo electromagnético.

Electromagnético porque es un interruptor controlado por un circuito eléctrico en el que a través de una bobina y un electroimán acciona uno o varios contactos que ayudan a abrir o cerrar circuitos independientes.

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Figura 1. Relé con sus partes

Con eso se facilita mucho el trabajo al conectar cargas eléctricas en corriente alterna y entre otras cosas se considera una interfaz de aislamiento entre la etapa de potencia y la etapa de control del PLC.

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Figura 2. Juego de relés.

Otra adaptación podría ser usando optoacopladores la cual ofrece una óptimo aislamiento ya que evita el ruido electromagnético y acorta la vida útil de las cargas de potencia conectadas a través del PLC.

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Figura 3. Optoacopladores para PLC.

El entorno de programación para los PLC es múltiple ya que se pueden implementar tres técnicas que son:

  1. Lista de instrucciones  IL o STL.
  2. Texto estructurado.
  3. Diagrama ladder, de escalera o de contactos
  4. diagrama de bloques SFD.
  5. diagrama de funciones secuenciales SFC.

El lenguaje de lista de instrucciones IL o STL es usado en aplicaciones muy simples, es muy complejo ya que es basado en assembler.

El lenguaje de texto estructurado tiene una sintaxis muy parecida a Pascal y con el es posible codificar expresiones aritméticas muy complejas que contengan valores de tipo analógico y digital.

Los lenguajes mencionados anteriormente, hacen parte de los lenguajes de bajo nivel.

Dentro de los lenguajes de alto nivel para programar PLCs se tiene el Ladder, o diagrama de contactos, ampliamente utilizado hasta los tiempos de hoy en aplicaciones de automatización de procesos industriales.

Su facilidad de uso hace que sea uno de los lenguajes más empleados para programar PLC’S.

El diagrama de bloques o SFD es utilizado mediante símbolos lógicos y su característica principal es los bloques de funciones que entre otras cosas facilitan la programación de PLC’S.

Los diagramas de funciones secuenciales es una representación básica de diagramas de secuencias de control en un programa donde es posible que se organicen un conjunto de subrutinas o etapas que de alguna u otra forma van afectando el producto de las funciones posteriores.

Una aplicación para este tipo de lenguajes es la construcción de acciones de control del PLC mediante grafcet.

Grafcet nos ayuda a analizar el comportamiento de una rutina de programación de un sistema neumático, electromecánico etc.

INTRODUCCIÓN A LOS PLC – ARQUITECTURA INTERNA Y PARTES.

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Figura 4. Arquitectura interna del PLC

Dentro de su arquitectura interna el PLC posee:

  • Una fuente de voltaje que envía suministro lógico a la unidad central de procesamiento o CPU, a la memoria de programa y de datos y a las interfases de comunicación.

 

  • A través de la interfase de comunicación, desde el PLC se programa el código fuente necesario para controlar la planta de procesos industriales, los protocolos de comunicación que permiten conectar sensores mediantes las tecnologías de comunicación profibus, modbus, profinet y ethernet IP, mediante la comunicación serial es posible conectar sistemas SCADA e interfases hombre máquina HMI.

 

  • Las salidas o módulos analógicos digital, permiten hacer control análogo de válvulas o VFD.

 

  • Mediante las salidas o módulos digitales, es posible controlar motores, válvulas y lámparas.

 

  • Las entradas del PLC podemos conectar sensores analógicos y digitales. Dentro de los sensores análogos se incluyen: los de temperatura, nivel, presión, vibración y sensores de flujo.  Dentro de la gama de sensores digitales se incluyen: Pulsadores, suiches limitadores, finales de carrera, sensores ópticos, sensores inductivos y capacitivos.

CONDICIONES ELÉCTRICAS DE UNA FUENTE DE ALIMENTACIÓN PARA PLC.

VOLTAJE DE ENTRADA 120-240 VAC
VOLTAJE DE SALIDA 12VDC -24VDC
CORRIENTE DE SALIDA 1-3A
FRECUENCIA DE OPERACIÓN 50-60Hz
PROTECCIONES SOBRECORRIENTES Y SOBREVOLTAJES.
POTENCIA DE CONSUMO 1.5-9W
PROTECCIONES A TIERRA OBLIGATORIA

Las memorias en el PLC permiten almacenar el programa de forma permanente así como datos temporales que necesite el programa escrito en PLC.

Los dos tipos de memorias del PLC son EEPROM y RAM.

INTRODUCCIÓN A LOS PLC – MÒDULOS ESPECIALES PARA LOS PLCS.

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Figura 5. Conexiones electroneumáticas en PLC

Para los módulos especiales de PLC se tienen:

Pantallas HMI.

 Pantalla HMI
Figura 6. Pantalla HMI

Variadores de velocidad para ajustar parámetros de movimiento de motores.

 Variador de frecuencia.
Figura 7. Variador de frecuencia.

 

Los modos de programación más comunes para programar PLCs sobre todo de la marca SIEMENS son el KOP, FUP y el AWL.

Lenguajes de programación para PLC
Figura 8. Lenguajes de programación para PLC

Yo en lo personal no daría tantas vueltas y programaría todo empleando el KOP por su facilidad de uso.

KOP: Diagrama de contactos Ladder o escalera.

FUP: Diagrama de funciones (bloques)

AWL: lista de instrucciones textuales.

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