(PLC) Controladores Lógicos Programables

src="//pagead2.googlesyndication.com/pagead/js/adsbygoogle.js">

HISTORIA DE LOS CONTROLADORES LÓGICOS PROGRAMABLES

“Su historia se remonta a finales de la década de 1960,cuando la industria buscó en las nuevas tecnologías electrónicas una solución más eficiente para reemplazar los sistemas de control basados en circuitos eléctricos con relés, interruptores y otros componentes comúnmente utilizados para el control de los sistemas de lógica combinacional” (Mandado E., 2006, p. 112).

src="//pagead2.googlesyndication.com/pagead/js/adsbygoogle.js">

En 1968 GM Hydramatic (la división de transmisión automática de General Motors) emitió una solicitud de propuestas para un reemplazo electrónico de los sistemas cableados de relés. La propuesta ganadora vino de Bedfor d Associates. El resultado fue el primer PLC (Controlador Lógico Programable), designado 084 por que era el proyecto de Bedford Associatesn º84. Bedford Associates comenzó una nueva empresa dedicada al desarrollo, fabricación, venta y mantenimiento de este nuevo producto: Modicon (MOdular DIgital CONtroler).Una de las personas que trabajaron en ese proyecto fue Dick Morley, quienes considerado como el “padre”

Del  PLC (Controlador Lógico Programable). La marca Modicon fue vendida en 1977 a Goul d Electronics, y posteriormente adquirida por la compañía alemana AEG y luego por la francesa Schneider Electric, el actual propietario.

Desarrollo

Los primeros PLC (Controlador Lógico Programable) fueron diseñados para reemplazar los sistemas de relés lógicos. Estos PLC (Controlador Lógico Programable) fueron programados en lenguaje Ladder, que se parece mucho aun diagrama esquemático de la lógica de relés. Este sistema fue elegido para reducir las demandas de formación de los técnicos existentes. Otros autómatas primarios utilizaron un formulario de listas de instrucciones de programación.

“Los Controladores Lógicos Programables modernos pueden ser programados de diversas maneras, desde la lógica de escalera de relés, a los lenguajes de programación tales como dialectos especialmente adaptados de BASIC y C. Otro método es la lógica de estado, un lenguaje de programación de alto nivel diseñado para programar un PLC basados en diagramas de estado” (Depert, W., 2005, p. 87).

Funciones

La función básica y primordial del Controlador Lógico Programable ha evolucionado con los años para incluir el control del relés secuencial, control de movimiento, control de procesos, sistemas de control distribuido y comunicación por red. Las capacidades de manipulación, almacenamiento, potencia de procesamiento y de comunicación de algunos Controladores Lógicos Programables modernos son aproximadamente equivalentes a las computadoras de escritorio. Un enlace PLC combinado con hardware de E/S remoto, permite utilizar un ordenador de sobremesa de uso general para suplantar algunos Controladores Lógicos Programables en algunas aplicaciones.

En cuanto a la viabilidad de estos controladores de ordenadores de sobremesa basados en la lógica, es importante tener en cuenta que no se han aceptado generalmente en la industria pesada debido a que los ordenadores de sobremesa ejecutan sistemas operativos menos estables que los Controladores Lógicos Programables ,y porque el hardware del ordenador de escritorio está típicamente no diseñado a los mismos niveles de tolerancia a la temperatura, humedad, vibraciones, y la longevidad como los procesadores utilizados en los Controladores Lógicos Programables. Además de las limitaciones de hardware de lógica basada en escritorio; sistemas operativos tales como Windows no se prestan a la ejecución de la lógica determinista, con el resultado de que la lógica no siempre puede responder a los cambios en el estado de la lógica o de los estado de entrada con la consistencia extrema en el tiempo como se espera de los Controladores Lógicos Programables.

Relé lógico programable (PLR)

En los últimos años, unos pequeños productos llamados relés lógicos programables (PLR),y también por otros nombres similares, se han vuelto más comunes y aceptados. Estos son muy similares a los Controladores Lógicos Programables, y se utilizan en la industria ligera, donde sólo unos pocos puntos de entrada/salida (es decir, unas pocas señales que llegan desde el mundo real ya algunas que salen) están involucrados, y el bajo costo es deseado. Estos pequeños dispositivos se hacen típicamente en un tamaño físico y forma común por varios fabricantes, y con la marca de los fabricantes más grandes de Controladores Lógicos Programables para completar su gama baja de producto final. La mayoría de él los tienen entre 8 y 12 entradas digitales, 4 y 8 salidas discretas, y hasta 2 entradas analógicas. El tamaño es por lo general alrededor de 10cm de ancho y 7,5cm de alto y 7,5cm de profundidad.

Ventajas

Dentro de las ventajas que estos equipos poseen se encuentra que, gracias a él los, es posible ahorrar tiempo en la elaboración de proyectos, pudiendo realizar modificaciones sin costos adicionales. Por otra parte, son de tamaño reducido y mantenimiento debajo costo, además permiten ahorrar dinero en mano de obra y la posibilidad de controlar más de una máquina con el mismo equipo. Sin embargo, y como sucede en todos los casos, los controladores lógicos programables, Controlador Lógico Programable, presentan ciertas desventajas como es la necesidad de contar con técnicos calificados y adiestrados específicamente para ocuparse de su buen funcionamiento.

Otros usos

“Hoy en día, los Controlador Lógico Programable no sólo controlan la lógica de funcionamiento de máquinas, plantas y procesos industriales, sino que también pueden realizar operaciones aritméticas, manejar señales analógicas para realizar estrategias de control, tales como controladores PID Proporcional, Integral y Derivativo”  (Mandado E., 2006, p. 217).

Empresas donde se utilizan

Las empresas en las cuales se utilizan los Controladores Lógicos Programables son diversas, pudiéndose asegurar, que su uso en la mayoría de los procesos industriales es generalizado, esto se debe  a las ventajas que ofrecen entre las cuales se hallan la flexibilidad de programación y la facilidad de su implementación. Su uso se dirige principalmente a los departamentos de ingeniería y producción de las empresas.

Lo que se busca con el uso de los Controladores Lógicos Programables

A través de la implementación de los Controladores Lógicos Programables se esperan obtener no sólo mejoras en el proceso en sí, sino además en los siguientes aspectos:

  • Gran versatilidad.
  • Facilidad en la programación.
  • Simplificación en el diseño de las instalaciones.
  • Mayor rapidez en el desarrollo del proceso.
  • Capacidad para detección y corrección rápida de averías.

El Controlador Lógico Programable por sus especiales características de diseño tiene un campo de aplicación muy extenso. La constante evolución del hardware y software amplía constantemente este campo para poder satisfacer las necesidades que se detectan en el espectro de sus posibilidades reales.

Su utilización se da fundamentalmente en aquellas instalaciones en donde es necesario un proceso de maniobra, control, señalización, etc. , por tanto, su aplicación abarca desde procesos de fabricación industriales de cualquier tipo a transformaciones industriales, control de instalaciones, etc.

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, etc., hace que su eficacia se aprecie fundamentalmente en procesos industriales que producen 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.

Ejemplos de aplicaciones generales:

  • Maquinaria industrial de plástico.
  • Maquinaria de embalajes.
  • Maniobra de instalaciones: Aire acondicionado, calefacción, seguridad.
  • Señalización y control: Chequeo de programas, señalización del estado de procesos.

Tal y como dijimos anteriormente, esto se refiere a los autómatas programables industriales, dejando de lado los pequeños autómatas para uso más personal (que se pueden emplear, incluso, para automatizar procesos en el hogar, como la puerta de un cochera o las luces de la casa).

Módulos Inteligentes

Con el objeto de descargar a la CPU de tareas que le insumen un tiempo que no es aceptable, o para las que ésta no está preparada, se dispone de módulos inteligentes. Algunos de estos módulos cuentan con sus propias E/S, mientras que otros aprovechan la estructura de E/S que ofrece el Controlador Lógico Programable. Una característica de estos módulos es que su funcionamiento es independiente de la CPU, por lo que, en caso de falla de ésta, los módulos siguen operando.

Los módulos inteligentes poseen un procesador propio que funciona en forma asincrónica con el de la CPU. Ambos procesadores intercambian datos a través de la capacidad del módulo inteligente de leer y escribir ciertas posiciones de la memoria de la CPU principal. En algunos casos, la cantidad de datos que un módulo inteligente puede intercambiar con la CPU principal está limitada por el diseño del módulo.

Algunos de estos módulos inteligentes son:

Módulo BASIC: Programable en lenguaje BASIC, posee uno o varios ports de comunicación RS232 ó RS422. Se puede utilizar para resolver ecuaciones complejas, para estadística, para adquisición de datos, como ingreso de datos desde lectores de código de barras, para ingreso de datos manuales, para almacenamiento de recetas, impresión de reportes, etc. También se utilizan para la implementacion de protocolos de comunicaciones que permiten la comunicación del Controlador Lógico Programable con otros equipos digitales. Esta aplicación es útil en aquellos casos en que el Controlador Lógico Programable no disponga en forma estándar del software de comunicaciones requerido, resultando una opción razonable­mente económica. En estos casos se programa el protocolo en este módulo utilizando el lenguaje BASIC. En general, el módulo no cuenta con canales de E/S propios, excepto los ports de comunicaciones. Por otra parte, en algunos casos incluye un modem o módem-fax para comunicarse con otros equipos digitales remotos.

Módulo PID: Este módulo resuelve uno o varios lazos PID en forma separada de la CPU principal. La configuración de los lazos se efectúa desde la CPU principal, o directamente a través de un port RS232 ó RS422 que el módulo posee. A este port se conecta una PC con el software adecuado, permitiendo la configuración con indepen­dencia de la CPU principal. Este módulo descarga a la CPU principal del cálculo del algoritmo PID, que insume un tiempo importante, haciendo más lento el tiempo de barrido de la CPU. Adicionalmente, la distribución de varios lazos PID en varios módulos disminuye la posibilidad de falla de varios lazos. Algunos módulos cuentan con canales de E/S analógicos y discretos propios, haciéndolo totalmente independiente del resto del Controlador Lógico Programable. Otros módulos PID utilizan la estructura de E/S del Controlador Lógico Programable.

Módulo ASCII: Almacena mensajes que pueden emitirse a través de sus ports de comunicaciones por orden del programa de la CPU principal. Ante determinados eventos como alarmas o simplemente a requerimiento del usuario, el programa de la CPU principal le ordena a este módulo emitir uno de los mensajes pre almacenados en su memoria. Estos mensajes pueden contener texto fijo, datos variables tomados de la memoria de la CPU, hora y fecha, etc., y pueden emitirse en displays alfanuméricos, impresoras, terminales, etc.

Módulo de posicionamiento: Es una combinación de un módulo contador de alta velocidad con salida para motores. Se utilizan para resolver lazos de posicionamiento en aplicaciones de control numérico o robótico.

Módulo Computador Integrado: Son verdaderas computadoras, con teclado, pan­talla, impresoras, conexión en red y almacenamiento masivo (ya sea en los clásicos discos rígidos, o en discos RAM que emulan un disco rígido utilizando memoria RAM).

src="//pagead2.googlesyndication.com/pagead/js/adsbygoogle.js">