Introduccion a los PLC

Un autmata programable o PLC (Programable LogicController) se define como un dispositivo de estado slidodiseado para controlar secuencialmente y en tiempo real,a travs de lgica programada ,un determinado proceso.

Segn la necesidad del usuario, los controladores lgicosprogramables pueden ser usados en procesos industrialesrobustos, procesos industriales medianos, procesospequeos y hasta en el hogar con la aplicacin de ladomtica.

Los primeros autmatas programables aparecieron a finales delos aos 60s, con la aparicin de los primeros circuitosintegrados.

El primer autmata completamente programable apareci en elao de 1968 de la mano de la empresa consultora de ingenieraBedford y Asociados, la cual se convirti posteriormente enMODICON.

Estos controladores fueron desarrollados especficamente para laGeneral Motors Hydramatic, con el objetivo de lograr unaeficiencia en la manufactura y desarrollo de la divisin de diseohidrulico.

Las especificaciones bsicas que deba cumplir un autmataprogramable para aquel entonces eran:

El nuevo sistema de control tena que tener un preciocompetitivo en comparacin con el uso de los sistemas derel.

El sistema tena que ser capaz de mantenerse un entornoindustrial.

Las interfaces de entrada y salida tena que ser fcilmentereemplazables.

El controlador tena que ser diseado de forma modular, demanera que los subconjuntos se pudieran quitar fcilmentepara su reemplazo o reparacin.

El sistema tena que ser reutilizable.

El mtodo utilizado para programar el controlador deba sersimple, para que fuese fcil de comprender por personal de laplanta.

En la actualidad se siguen realizando cambios en el concepto delos controladores lgicos programables, estos cambios estn tantoa nivel de hardware como de software, a continuacin semencionan algunos de estos cambios:

Tiempos de anlisis mas rpidos mediante la implementacinde microprocesadores mas avanzados y actualizados.

Los PLCs mas pequeos y de bajo costo pueden reemplazardesde nueve hasta cincuenta y seis rels, los cuales tienenmayor capacidad y robustez que su predecesor .

Alta densidad de entradas/salidas, los cuales proporcionaninterfaces espaciales eficientes a bajo costo.

Nuevas funciones especiales aadidas al entorno deprogramacin en combinacin con interfaces especiales deentrada y salida han expandido el procesamiento distribuido.Las interfaces tpicas que se incluyen son: PID (Proporcional,Integral, Derivativo), red CANbus, Ethernet TCP IP, Profibus,lenguajes de programacin basados en Basic y C++, mdulosespeciales para conexin de termocuplas y termoresistencias,entre otras.

VENTAJAS

Menor tiempo de elaboracin de proyectos.

Posibilidad de aadir modificaciones sin costo aadido.

Reduccin del especio fsico a ocupar por el PLC.

Reduccin del costo de mano de obra.

Mantenimiento econmico.

Facilidad de gobernar varios procesos con el mismo PLC.

Menor tiempo de puesta en marcha.

DESVENTAJAS

x Adiestramiento de personal para su instalacin, mantenimiento y uso.

x Costo inicial de instalacin segn la necesidades del cliente.

INTRODUCCIN A LOS AUTMATAS PROGRAMABLES


VENTAJAS Y DESVENTAJAS DE LOS PLCS

Los PLCs se clasifican segn su:

ESTRUCTURA FISICA

COMPACTO

MODULAR

SEMI MODULAR



Los PLCs se clasifican segn su:

CAPACIDAD DE RESPUESTA

GAMA BAJA: dispositivos de control de hasta 128entradas y salidas, con funcionalidades de programacinbsica (RS, temporizadores, contadores, entre otras)

GAMA MEDIA: dispositivos de control de hasta 4096entradas y salidas, con funcionalidades de programacinbsicas e intermedias ( funcionalidades de gama baja mascontrol PID, manejo de RTD y Termocuplas, escalamiento,conversin de sistemas numricos decimal, binarios,hexadecimales, entre otros.

GAMA ALTA: dispositivos de control de hasta 8192entradas y salidas, con funcionalidades de programacinavanzadas para procesos industriales grandes y complejos.


CLASIFICACIN DE LOS AUTMATAS PROGRAMABLES


CPU

MEMORIA DE DATOS

MEMORIA DE PROGRAMA

PUERTO DE COMUNICACIONES

FUENTE DE ALIMENTACION

M

ENTRADAS SALIDAS




Unidad Central de Procesamiento (CPU): es la encargada de

ejecutar el programa que previamente se ha desarrollado en el

entorno de programacin y se ha cargado a la memoria de

programa, adems se encarga de ejecutar operaciones de

temporizacin, contadores, operaciones aritmticas y en algunos

casos ejecuta funciones especiales como control PID

(proporcional, integral, derivativo), entre otras funciones

avanzadas.




Memoria de programa: es donde se almacena el cdigo fuente o

programa que se ha desarrollado en el entorno de programacin,

el cual se ejecutara de forma cclica en el controlador.




Memoria de datos: es donde se almacenan todos aquellos datos

y registros usados por el programa principal como: marcas,

temporizadores, contadores, acumuladores, operaciones

aritmticas entre otros.




Entradas: son todas aquellas lneas de entradas las cuales

pueden ser digitales o analgicas, en las cuales se conectan los

sensores o elementos primarios de medicin. Estos elementos

varan en numero segn la capacidad del modulo de entradas

digital o analgico.




Salidas: son todas aquellas lneas de salidas las cuales pueden ser

digitales o analgicas, en las cuales se conectan los actuadores o

elementos finales de control. Estos elementos varan en numero

segn la capacidad del modulo de salidas digital o analgico.




Puerto de comunicaciones: es el mdulo o mdulos utilizados

para la comunicacin entre el PLC y otros dispositivos

compatibles con el protocolo de comunicacin activo en ese

momento (Modbus, Profibus, TCP IP, Profinet, USB, entre otros)




ESTRUCTURA BASICA DE UN PLC

El ciclo de trabajo del PLC se refiere al tiempo que le toma alcontrolador de realizar un ciclo desde que realiza el diagnosticodel hardware hasta que actualiza las salidas.





CICLO DE TRABAJO DE UN PLC

Proceso: se describe como un conjunto de operacionesunitarias, realizadas de forma secuencial, para modificar lascaractersticas de una determinada materia prima.

Control automtico de procesos: es el campo donde seestudia y se regula el comportamiento dinmico de undeterminado proceso. Este se representa de forma grficamediante cajas llamadas funciones de transferencia lascuales pueden estar dentro de un lazo abierto o cerrado.






Seal digital: es una manifestacin fsica la cual puede estarrepresentada mediante dos valores posibles, un estado ON(uno lgico) o un estado OFF (cero lgico)

Seal analgica: es una manifestacin fsica que varia deforma continua con el tiempo. En los procesos industrialesse presentan muchas seales con esta caracterstica, comopor ejemplo la mas conocida de 4 a 20 mA para latransmisin de datos.






Elemento primario: son aquellos que estn en contacto directocon la variable del proceso que se desea medir, con el fin derecibir algn efecto de este, es decir, absorben energa delmedio controlado para dar al sistema de medicin unaindicacin en respuesta a la variacin del fluido o variablecontrolada. El elemento primario se le conoce tambin comoelemento sensor del sistema de medicin.






Elemento final de control: es quien recibe la seal delcontrolador y quien estando en contacto directo con el proceso(en lnea), ejerce un cambio en este de tal forma que se cambienlos parmetros hacia el valor deseado, es decir, modifica alagente de control o variable.






Transductor: son instrumentos que reciben una seal deentrada en funcin de una o mas cantidades fsicas y laconvierten o no en una seal de salida. Son transductores: unrel, un elemento primario, un transmisor, un convertidor P/I(Presin/Corriente), un convertidor I/P (Corriente/Presin),entre otros.






Transmisores: son instrumentos que reciben seal de la variablede proceso a travs del elemento primario de medicin y latransmiten a distancia en forma de una seal estandarizada obajo un protocolo de comunicacin estndar. El elementoprimario puede formar parte o no integral del transmisor.

Seal neumtica 3 a 15 psi Seal electrnica 4 a 20 mA Protocolos: Hart, Foundation Fieldbus,

Profibus.


DEFINICIONES BSICAS





Lgica cableada: La lgica cableada industrial consiste en eldiseo de automatismos con circuitos cableados entre contactosauxiliares de rels electromecnicos, contactores de potencia,rels temporizados, diodos, rels de proteccin, vlvulas leo-hidrulicas o neumticas y otros componentes. Esta lgica en laactualidad se encuentra obsoleta ya que ha sido desplazadacompletamente por la lgica programada.


DEFINICIONES BSICAS





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