Automatizacin con PLC(Controladores lgicos programables)Automatizacin Industrial .-Una de las principales caractersticas del desarrollo tecnolgico, es el de buscar un funcionamiento cada vez ms automatizado en los procesos industriales. Esto incide sobre tres aspectos fundamentales : Regularidad en la realizacin de los procesos. Velocidad de fabricacin. Contratacin de la mano de obra.Grado de automatizacin .-La primera fase de automatizacin se logra con el uso individual y combinado de los accionamientos mecnicos, elctricos, hidrulicos, neumticos. En las fases siguientes, se optimiza el desempeo agregando caractersticas que beneficien el proceso y la seguridad de los operadores. El siguiente ejemplo nos mostrara que los grados de automatizacin aplicados a una troqueladora accionada con cilindro hidrulico no solo beneficiara al operario, sino que tambin la calidad y el nivel de produccin.Funcin del operario de troqueladora simple :1. Asegurarse del estado del sistema2. Colocar la pieza y alinear el troquel3. No asumir conductas laborales riesgosas que afecten su integridad fsica4. Activar el cilindro5. Retirar la pieza6. Iniciar de nuevo el ciclo del troquelado

El Operario debe :1. Asegurarse del estado del sistema2. Colocar la pieza y alinear el troquel3. Activar el cilindro4. Retirar la pieza5. Iniciar de nuevo el ciclo de troquelado.

Funcin del operario de troqueladora con proteccin para el operario y alimentacin automtica de piezas, el operario debe abastecer a la mquina e iniciar un nuevo ciclo de troquelado.

Accionamientos .-Los accionamientos enriquecen las posibilidades de la automatizacin, pues no slo permiten que la maquinaria se opere con menor esfuerzo, sino que tambin hacen que est funcione bajo cierta lgica. Los accionamientos ms conocidos en la industria son : Elctricos, neumticos, hidrulicos y las combinaciones de los mismos como electroneumticos y electrohidrulicos.

En un primer momento fueron los dispositivos auxiliares de los accionamientos los que permitieron incrementar el grado de sofisticacin de los automatismos, sin embargo, se detect que los circuitos electrnicos podan ejecutar algunas de las funciones de los accionamientos tradicionales, en lo concerniente a operaciones lgicas como la temporizacin, las secuencias y la medicin.En lo que respecta a las operaciones lgicas, al igual que con las secuencias, en la electrnica se puede tener una mayor complejidad de la funcin de automatizacin, pero ocupando menos espacio. La temporizacin electrnica presenta un alto grado de presin y confiabilidad con respecto a la temporizacin de fuelle. En comparacin con los secuenciadores de levas, las secuencias pueden ser ms verstiles y fciles de programar.La mediciones electrnicas no slo ofrecen un menor tamao del medidor, en la mayora de los casos tambin permiten realizar una interfaz entre los elementos mecnicos, neumticos e hidrulicos con los electrnicos.La gran desventaja de los dispositivos electrnicos era que haba que conformar circuitos especficos para cada aplicacin de automatizacin industrial. En contraposicin con los accionamientos clsicos que se rigen por norma y son de amplio uso.Esta situacin llev a usar soluciones de tipo electrnico slo cuando era estrictamente necesario, pues a pesar de todo las soluciones electrnicas resultan ser ms baratas, pero su de costo de mantenimiento, instalacin y aprendizaje es mayor.Para dar solucin a las desventajas enunciadas, se disea un dispositivo electrnico denominado CONTROLADOR LGICO PROGRAMABLE (PLC), este permite configurar su funcionamiento, sin necesidad de introducir reformas a los circuitos internos, habilitndolo para ser instalado en una gran cantidad de sistemas de automatizacin industrial.Los sistemas de automatizacin industrial como mbito de los sistemas de control se describen en componentes, en los cuales diferenciamos dos tipos de sistemas de control, el de lazo o bucle abierto y el de lazo o bucle cerrado.Los sistemas de control de lazo abierto, son aquellos en los que el automatismo no toma una medida de los que realmente est comandando; por ejemplo en la apertura remota de una puerta, el electroimn de la chapa elctrica se activa sin tomar en cuenta si la puerta se encuentra abierta o cerrada.Los sistemas de control de lazo cerrado, siempre se toma la medida de lo que se est controlando, a manera de ilustracin, un calentador de agua, est provisto de un termostato , al sobrepasar la temperatura del agua el valor de apertura nominal del termostato, el interruptor se abre, cerrando el paso de energa al calefactor, en consecuencia, la temperatura del agua baja, en caso contrario, cuando la temperatura del agua es inferior a la temperatura nominal de cierre, el interruptor del termostato se cierra, permitiendo el paso de la energa al celefactor, como resultado la temperatura del agua vuelve a subir.Los sistemas de control estn integrados por los siguientes componentes :Planta : Es lo que se controla, su comportamiento evidenciado en las respuestas de planta o variables de salida, responde a un nmero determinado de variables de entrada. Un ejemplo es la plata moto ventilador, la cual est compuesta por un motor elctrico, las aspas acopladas a su eje y la tobera de direccionamiento de aire, una variable de entrada que se puede identificar fcilmente es la de energa elctrica; es obvio que al aplicar energa elctrica al motor, dentro de sus rangos nominales de trabajo, tendr como consecuencia un comportamiento de la planta moto ventilador, de hecho producir un flujo de aire. Otro ejemplo de planta sera el de un calentador elctrico de agua, como variable de entrada tenemos la potencia elctrica aplicada al calefactor, y como variable de salida la temperatura del agua.Accionamientos : Son elementos que permiten comandar la planta por medio de otras variables fsicas o de las mismas de menor valor; el contactor es un ejemplo comn de accionamiento elctrico, con una pequea corriente aplicada a su bobina se puede activar un motor trifsico de muchos amperios de consumo.Unidad de control : Permite determinar el comportamiento de la planta, para realizar su trabajo esta provista de una o varias entradas de consigna, en las cuales se determina el valor deseado de estabilidad de las variables de salida; si el sistema de control es de lazo cerrado, la unidad de control poseer una o varias entradas de realimentacin o retroalimentacin.Realimentacin (Retroalimentacin) : Camino que permite llevar la medida de la variable que se desea controlar hasta la unidad de control.

Entonces podemos decir : El PLC es utilizado como unidad electrnica de control en los sistemas de control industrial. La sigla PLC proviene de la expresin en ingls Programable Logic Controller la cual se traduce Controlador Lgico Programable. Tambin recibe el nombre de autmata programable controlador, pues en esencia, la unidad de control del sistema de automatizacin, porque realiza una gran variedad de funciones lgicas y de automatizacin requeridas en la industria y programable porque permite programar su desempeo dependiendo de una aplicacin especfica.

Arquitectura y caractersticas del PLC

A continuacin, a manera de complemento, presentamos algunos tpicos que deben tener en cuenta los programadores de aplicaciones.Ancho de la memoria .- Nmero de bits que conforman una posicin de memoria; es usual que las memorias tengan anchos de 8 o 16 bits. En la tabla siguiente, se presentan las denominaciones dadas a los grupos de bits; son nombres convencionales en el mundo informtico, as como en la vida cotidiana llamamos docena a un grupo de doce.Nmero de BitsDenominacinSmbolo

4Nibble

8ByteB

16WordW

32Doble WordDW

Capacidad de Memoria .- Indica la cantidad de posiciones que posee la memoria. Para estas cantidades tambin existen convenciones :

CantidadDenominacinSmbolo

1 024KiloK

1 048 576MegaM

1 073 741 824GigaG

Los valores de capacidad y ancho se integran en una sola notacin, por ejemplo, si una memoria tiene 2 048 posiciones con un ancho de 8 bits, se dice que su capacidad es de 2 K Bytes o 2 KB. A esta ltima, se le puede agregar la especificacin del tipo de memoria, as se puede hablar, por ejemplo, de una RAM de 8 MB.Caractersticas de los contadores .- Existen dos tipos de contadores, los implementados en memoria (llamados simplemente contadores) que ejercen la funcin de contar por medio de rdenes del programa de usuario y los rpidos (o mdulos contadores) que cuentan de manera automtica sin la necesidad de rdenes del programa. Para que un contador implementado en memoria cuente flancos ascendentes presentes en la entrada I1.3 se escribe en el programa la siguiente instruccin :SI I1.3 = FLANCO ASCENDENTE, ENTONCES INCREMENTE CONTADOR 1.Si antes de que se ejecute la instruccin han ocurrido dos flancos, dos eventos, el contador slo se incrementara en 1 y no en 2, como sera lo correcto; un contador rpido no presenta este problema.Los contadores permiten establecer los siguientes parmetros de configuracin de desempeo :

Conteo AscendenteLa cuenta se incrementar cada vez que llega un pulso de conteo a su entrada.

Conteo DescendenteLa cuenta descender cada vez que llega un pulso de conteo a su entrada.

Valor InicialEstablece el valor de inicio de la cuenta.

Mdulo de ConteoIndica el valor de la cuenta, en el cual el contador reinicia su ciclo de conteo. Por ejemplo, un contador ascendente de mdulo 60 y valor inicial 0 (cero), contar desde 00 (doble cero) hasta 59 cclicamente. Es decir, el valor que sigue a 59 es 0 (cero). Tener presente que se dice mdulo 60 pues entre 00 (doble cero) y 59 hay 60 pasos.

Cargar Valor InicialOrdena que el valor establecido como inicial se cargue a la cuenta.

ResetInactiva el contador, y la cuenta inicia en 0 (cero)

Tipos de salida de un contador :Q : Indica que el contador ha vuelto a la cuenta 0 despus de alcanzar el valor del mdulo de conteo.Cont : Contiene el valor de la cuenta, dependiendo de las opciones disponibles, este valor se puede leer en binario, BCD, etc. A continuacin se muestra un bloque funcional de cmo trabaja un contador :

Rango de contadores : Indica cuantos pasos distintos de cuenta puede tener un contador, se presenta como un valor entero o en el nmero de bits que componen el registro de conteo. En la tabla siguiente, se presenta el nmero de bits y el rango de conteo correspondiente.

BitsRangos de conteo

10 1

40 15

80 255

100 1 023

110 2 047

130 8 192

160 65 535

200 1 048 575

320 4 294 967 296

Los contadores se ubican en cascada para obtener rangos superiores a los disponibles.Caractersticas de los temporizadores : Su funcin es la de efectuar un retardo durante un tiempo t ; poseen una entrada de disparo (Trigger), una entrada de reposicin R y una salida de temporizador Q . Los tipos ms comunes de temporizadores son : Por impulso, de retardo a la conexin (TON), de retardo a la desconexin (TOFF) y Monoestable.Temporizador por impulso : La salida se activa a partir del momento en que se activa la seal de disparo y sigue as por un tiempo t ; la duracin del disparo debe ser mayor o igual a t, de lo contrario la temporizacin se suspende.

Temporizador de retardo a la desconexin (TOFF) : La salida se activa desde el momento en que se presenta la seal de disparo, y se desactiva un tiempo t despus de desaparecer el disparo.

Temporizador Monoestable : La salida se activa en el momento en que se presenta el disparo y est activa durante t segundos sin importar la duracin que tenga el pulso de disparo.

Resolucin de los Conversores Anlogo/Digital ADC : El conversor ADC es un componente obligado de las entradas anlogas; el resultado de la conversin es un valor numrico directamente proporcional a la amplitud de la seal anloga presente en la entrada.RESOLUCIN = RANGO / 2 ^# de bitsLa amplitud de la seal en la entrada se calcula por :VALOR DE ENTRADA = RESOLUCIN * RESULTADO NUMRICOResolucin de los DAC : Para las salidas digitales las consideraciones de resolucin son igual que para las entradas digitales.La amplitud de la seal de salida sera :VALOR DE ENTRADA = RESOLUCIN * ENTRADA NUMRICALa resolucin de los conversores ADC y DAC depende del nmero de bits que conforman el registro numrico y el rango admisible en la entrada/salida anloga, como se muestra en la siguiente tabla :

Reloj de tiempo real RTC : Reloj calendario de presencia obligatoria en todos los PLC modernos, permite consultar fechas (ao, mes, da) y horas (hora, minuto, segundos, milisegundos) actuales y programar tareas para que ocurran en determinada fecha y hora