PLC se trata de una computadora, utilizada en la ingeniería automática o automatización industrial, para automatizar procesos electromecánicos, tales como el control de la maquinaria de la fábrica en líneas de montaje o atracciones mecánica; equipo electrónico, el cual realiza la ejecución de un programa de forma cíclica.

Según la Asociación Nacional de Fabricantes Eléctricos (NEMA)

Instrumento electrónico, que utiliza memoria programable para guardar instrucciones sobre la implementación de determinadas funciones, como operaciones lógicas, secuencias de acciones, especificaciones temporales, contadores y cálculos para el control mediante módulos de E/S analógicos o digitales sobre diferentes tipos de máquinas y de procesos”.

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Los PLCs  permiten, entre otras cosas, que ciertas tareas se realicen de forma más rápida y que el hombre evite su aparición en trabajos peligrosos tanto como para él, como para su entorno más próximo.

pueden encontrarse en semáforos; gestión de iluminación en parques, jardines y escaparates; control de puertas automáticas; e incluso en el control de dispositivos del hogar como ventanas, toldos, climatización, etc.

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fueron introducidos a fines de los años 60. La razón de su aparición fue la necesidad de eliminar los complicados y costosos sistemas de control de máquinas basados en relés

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Bedfor Associates propuso algo llamado Controlador Modular Digital (MODICON) a la General Motors. Al mismo tiempo, otras compañías propusieron esquemas basados en computadoras, uno de los cuales fue PKP-8. El MODICOM 084 llegó a ser el primer PLC en producción a escala comercial.

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A mediados de los años 70´s los PLC comenzaron a tener habilidades de comunicación. El primer sistema de comunicación fue el MODBUS de MODICON. Ahora los controladores se podían comunicar entre sí para coordinar el accionar de 42 un conjunto de máquinas. También se les agregaron capacidades de transmitir y recibir voltajes variables que le permitían recibir señales analógicas. Desdichadamente, la carencia de estandarización en estos sistemas, unido a los protocolos y redes físicas, originó la decadencia de su aplicación.

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También a un PLC se le puede definir como una “caja negra” en la que existen:

• Terminales de entrada a los que se conectan pulsadores, finales de carrera (los finales de carrera son sensores y están fabricados en diferentes materiales tales como metal, plástico o fibra de vidrio.), foto sensores, detectores, etc.

• Terminales de salida a los que se conectan bobinas de contactores, electroválvulas, lámparas, etc.

• Según el programa almacenado en el dispositivo se accionan cada uno de los sensores o actuadores sujetos al PLC. Eso quiere decir que efectivamente se logró reducir toda la circuitería voluminosa en el PLC, todo es interno

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Campos de aplicación

 su aplicación abarca desde procesos de fabricación industriales de cualquier tipo a transformaciones industriales, o control de instalaciones, entre otras,  Sus reducidas dimensiones, la extremada facilidad de su montaje, la posibilidad de almacenar los programas para su posterior y rápida utilización, la modificación o alteración de los mismos, hace que su eficacia se aprecie principalmente en procesos en que se producen necesidades tales como:

➢ Espacio reducido.

➢ Procesos de producción periódicamente cambiantes.

➢ Procesos secuenciales.

➢ Maquinaria de procesos variables.

➢ Instalaciones de procesos complejos y amplios.

➢ Chequeo de programación centralizada de las partes del proceso 

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A) El PLC en la automatización industrial

Otro punto a favor de los PLC en su uso industrial moderno es la conexión a Internet, en la figura 2.3 se muestra un esquema de un sistema automatizado. Debido a este aspecto, que puede parecer sencillo a priori y no tan importante, permite una monitorización del funcionamiento desde cualquier ordenador en múltiples ubicaciones, tanto dentro de una fábrica como fuera de ella.

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B) Aplicaciones del PLC en la industria moderna

➢ Maniobras de maquinaria Comenzamos con las maniobras de maquinaria. En este caso encontramos muchas aplicaciones interesantes:

• Máquinas de procesado de gravas, cementos y arenas

• Máquinas industriales para la madera y los muebles

• Maquinaria industrial del plástico

• Máquinas – herramientas complejas

• Máquinas de ensamblaje

• Maquinaria de transferencia

➢ Maniobras de instalaciones En el campo de la maniobra de instalaciones, también encontramos aplicaciones interesantes para el PLC: Máquinas:

• Instalaciones de seguridad

• Instalaciones de calefacción y aire acondicionado

• Instalaciones de plantas para el embotellado

• Instalaciones de transporte y almacenaje

• Instalaciones para tratamientos térmicos

• Instalaciones de la industria de la automoción

• Instalaciones industriales azucareras

➢ Industria del automóvil Hemos comentado la importancia de las aplicaciones de los PLC en la industria de la automoción. Y efectivamente, sus usos son muchos y muy variados e importantes:

• Aplicaciones en cadenas de montaje para soldaduras, cabinas de pintura, ensamblaje, etc

• Uso en máquinas de herramientas como fresadoras, taladradoras, tornos, etc

➢ Fabricación de neumáticos Muy emparentado con la industria automotriz, encontramos aplicaciones importantes para la fabricación de neumáticos:

• Control de maquinaria para la extrusión de gomas, el armado de cubiertas…

• Control de sistemas de refrigeración, calderas, prensas de vulcanizado…

➢ Plantas petroquímicas y químicas En el sector de la industria química también descubrimos una serie de usos importantes 46 para el PLC:

• Aplicación en oleoductos, refinados, baños electrolíticos, tratamientos de aguas residuales y fecales, etc

• Control de procesos como el pesaje, la dosificación, la mezcla, etc

➢ Otros sectores industriales Y por último, también observamos más aplicaciones en sectores diversos de la industria moderna:

• Metalurgia: control de hornos, fundiciones, laminado, grúas, forjas, soldadura, etc

• Alimentación: empaquetado, envasado, almacenaje, llenado de botellas, embotellado, etc

• Madereras y papeleras: serradoras, control de procesos, laminados, producción de conglomerados…

• Producción de energía: turbinas, transporte de combustibles, centrales eléctricas, energía solar…

• Tráfico: ferrocarriles, control y regulación del tráfico…

• Domótica: temperatura ambiente, sistemas anti robo, iluminación, etc

Ventajas de un PLC:

➢ Es una tecnología barata, pudiendo instalarse sin complicaciones y con poco esfuerzo.

➢ Es posible automatizar tareas o robotizarlas, depende de cómo se le quiera ver. Al hacerlo, se ahorra mano de obra y los costos finales del proyecto disminuyen.

➢ No requiere el uso de tarjetas de red para conectarse a la red.

➢ Es muy fácil programar un PLC porque la compañía del mismo ya te vende un software muy fácil de usar. En unas pocas horas ya se puede aprender ese lenguaje de programación específico.

➢ Posibilidad de crecimiento modular.

➢ No es necesario cambiar toda la estructura mecánica para cambiar de tarea. Lo ideal, es que la mecánica tenga un alto rango de dinamismo para que la programación sea la única que se cambie frente a lo material. Entonces, si se debe cambiar la automatización, que nada más se tenga que cambiar el código y que la mecánica se 48 adapte a ello sin hacer cambios en la misma.

➢ Se puede programar para que cuando haya una falla, que esto nos indique en donde está de acuerdo a lo que se detectó con los sensores de las entradas.

➢ Coste competitivo en relación con tecnologías alternativas.

➢ Suministro de múltiples servicios con la misma plataforma tecnológica IP. Un sólo módem PLC permite acceso a Internet, telefonía, domótica, televisión interactiva, seguridad, etc.

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Desventajas de un PLC:

➢ Antes de automatizar una tarea en la industria, es necesario tener en cuenta todos los detalles de lo que se debe hacer para que nada salga mal.

➢ La tarea o el proceso depende totalmente y enteramente del código de la programación. Esta no puede estar mal. Por ello, el programador debe ser muy bueno.

➢ El costo inicial de lo que implica automatizar una tarea con un PLC es muy elevado.

➢ Evolución de la actual tecnología y abaratamiento de los dispositivos PLC.

➢ Producción de equipos todavía limitada.

➢ Escasa competencia tecnológica.

➢ Mano de obra especializada.

➢ Estándares tecnológicos para interoperabilidad de equipos inmaduros.

➢ Estabilidad frente a interferencias electromagnéticas y ruido eléctrico de la red. Afectan a la llegada de datos en perfecto estado a los receptores

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2.5. Clasificación de los controladores lógicos programables

PLC tipo Nano:

Generalmente PLC de tipo compacto (Fuente, CPU e I/O integradas) que puede manejar un conjunto reducido de I/O, generalmente en un número inferior a 100. Permiten manejar entradas y salidas digitales y algunos módulos especiales

suele emplearse en procesos industriales que tengan una o varias de las siguientes necesidades: ➢ Espacio reducido.

➢ Procesos de producción periódicamente cambiantes.

➢ Procesos secuenciales.

➢ Maquinaria de procesos variables.

➢ Instalaciones de procesos complejos y amplios.

➢ Chequeo de programación centralizada de las partes del proceso.

Actualmente, son dos las estructuras más significativas que existen en el mercado:

❖ Estructura compacta.

❖ Estructura modular

PLC tipo Compactos:

soportan una gran variedad de módulos especiales, tales como:

– entradas y salidas análogas.

– módulos contadores rápidos.

– módulos de comunicaciones. 50

– interfaces de operador. – expansiones de I/O

PLC tipo Modular:

Este tipo de PLC´s se distingue por tener la posibilidad de fijar los distintos módulos en rieles o racks normalizados, para que el conjunto sea compacto y resistente. Los micro-autómatas suelen venir sin caja en formato kit ya que su empleo no es determinado y se suele incluir dentro de un conjunto más grande de control o dentro de la maquinaria que se debe controlar. Estos PLC se componen de un conjunto de elementos que conforman el controlador final, estos son:

– Rack

– Fuente de Alimentación

– CPU

– Módulos de I/O

Estructura Americana

Se caracteriza por separar las E/S del resto del PLC, de tal forma que en un bloque compacto están reunidas las CPU, memoria de usuario o de programa y fuente de alimentación, y separadamente las unidades de E/S en los bloques o tarjetas necesarias

Estructura Europea

Su carácterística principal es la de que existe un módulo para cada función (ver figura 2.9): o Fuente de alimentación, CPU, entradas/salidas, etc. La unidad de programación se une mediante cable y conector. La sujeción de los mismos se hace bien sobre carril DIN o placa perforada, bien sobre RACK, en donde va alojado el BUS externo de uníón de los distintos módulos que lo componen

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Un autómata programable propiamente dicho está constituido como se observa en la figura ; por:

❖ Un dispositivo de alimentación: que proporciona la transformación de la energía 52 eléctrica suministrada por la red de alimentación en las tensiones continuas exigidas por los componentes electrónicos.

❖ Una tarjeta procesadora: es el cerebro del autómata programable que interpreta las instrucciones que constituyen el programa grabado en la memoria y deduce las operaciones a realizar.

❖ Una tarjeta de memoria: contiene los componentes electrónicos que permiten memorizar el programa, los datos (señales de entrada) y los accionadores (señales de salida)

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Estructura física del controlador lógico

el PLC dispone de los siguientes módulos que, aunque en este tipo no puede ser intercambiada, esto sí es posible para PLC´s de otras compañías. Los módulos más importantes son:

• Módulo de interfaz (IM), conecta diferentes casetes individuales con un único PLC.

• Módulo funcional (FM), procesamiento complejo en tiempo-crítico de procesos independientes de la CPU, por ejemplo, conteo rápido.

• Regulador PID o control de la posición.

• Procesador de la comunicación (CP), conecta el PLC en una red de trabajo industrial, por ejemplo. Industrial Ethernet, PROFIBUS, AS.

• Interfaz, conexión serie punto-a-punto.

• Interfaz hombre-máquina (panel de operaciones HMI).

• Entradas/salidas remotas.

• Módulos de señal de alta-velocidad.

• Cada módulo de PLC, tiene su propia interfaz-HIM básica, (utilizada para la visualización de los errores y las condiciones de comunicación, la batería, entradas/salidas, operación de los PLC, etc. Pequeños displays con cristal líquido (LCD) o diodos emisores de luz (LED) se utilizan para la interfaz-HMI)