PDF de programación - PLC - los controladores lógicos programables

AR T I C U LO D E TA PA
P LC

LO S C ONTROLADORES

LÓGICOS PROGRAMABLES

Las fábricas automatizadas deben

proporcionar en sus sistemas, alta
confiabilidad, gran eficiencia y fle-
xibilidad. Una de las bases principales
de tales fábricas es un dispositivo elec-
trónico llamado Controlador Lógico
Programable (PLC). Este dispositivo fue
inicialmente introducido en 1970 y fue
evolucionando con nuevos compo-
nentes electrónicos, tales como Micro-
procesadores de alta velocidad, agre-
gándole funciones especiales para el
control de procesos más complejos.
Hoy los Controladores Programables
son diseñados usando lo último en di-
seño de Microprocesadores y circuite-

ría electrónica lo cual proporciona una
mayor confiabilidad en su operación
en aplicaciones industriales donde
existen peligros debido al medio am-
biente, alta repetibilidad, altas tempe-
raturas, ruido ambiente o eléctrico, su-
ministro de potencia eléctrica no con-
fiable, vibraciones mecánicas, etc.
En los seminarios que he dado en el
mes de febrero sobre PICs, muchas
consultas estuvieron orientadas a sa-
ber las diferencias entre un PIC y un
PLC. Si bien existe una diferencia bien
marcada, he comprendido que mu-
chos lectores no poseen bien claro el
concepto de un PLC, por ello en este
artículo abordaremos los conceptos
básicos de estos “autómatas progra-
mables”.

Autor: Horacio D. Vallejo
e-mail: [email protected]

En la Web:
www.editorialquark.com.ar

Saber Electrónica Nº 166

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Tal como mencionamos en

notas anteriores, un PIC es
un “circuito integrado pro-
gramable”, es decir que con él po-
demos hacer un circuito integrado a
nuestra medida, mientras que un
PLC es una máquina para controlar
eventos o procesos en tiempo real,
lo que significa que podemos utili-
zar a un PIC como base para cons-
truir un PLC, también denominado
“Autómata Programable” (vea Saber
Electrónica Nº 132, 133 y 134).

INTRODUCCIÓN

De una manera general podemos
definir al controlador lógico progra-
mable como toda máquina electró-
nica diseñada para controlar en
tiempo real y en medio industrial
procesos secuenciales de control. Su
programación y manejo pueden ser
realizados por personal con conoci-
mientos eléctricos o electrónicos, sin
previos conocimientos sobre infor-
mática.

Los Controladores Lógicos Pro-
gramables, (PLCs, Programable Lo-
gic Controller) nacieron a finales de
la década de los 60s y principios de
los 70s. Las industrias que propicia-
ron este desarrollo fueron las auto-
motrices. Ellas usaban sistemas in-
dustriales basadas en relevadores
(relés), en sus sistemas de manufac-
tura.

Buscando reducir los costos de
los sistemas de control, la General
Motors preparó en 1968 ciertas es-
pecificaciones detallando un "Con-
trolador Lógico Programable". Estas
especificaciones definían un
sistema de control por releva-
dores que podían ser asociados
no solamente a la industria
automotriz, sino prácticamente a
cualquier industria de manufactura.
Estas especificaciones interesaron a

Artículo de Tapa

ciertas compañías tales como GE-
Fanuc, Reliance Electric, MODI-
CON, Digital Equipment Co., de
tal forma que el resultado de su tra-
bajo se convirtió en lo que hoy se
conoce como Controlador Lógico
Programable.

Los PLCs surgen como equipos
electrónicos sustitutos de los siste-
mas de control basados en relevado-
res, que se hacían más complejos lo
que arrojaba ciertas dificultades en
cuanto a la instalación de los mis-

mos. Los altos costos de operación y
mantenimiento y la poca flexibili-
dad y confiabilidad de los equipos
como así también el costo excesivo,
impulsaron el desarrollo de los
nuevos autómatas.

Los primeros PLCs se usaron so-
lamente como reemplazo de releva-
dores, es decir, su capacidad se re-
ducía exclusivamente al control On-
Off (de dos posiciones) en máqui-
nas y procesos industriales. De he-
cho todavía se siguen usando en
muchos casos como tales. La gran
diferencia con los controles por rele-
vador fue su facilidad de instala-
ción, ocupan menor espacio, costo
reducido, y proporcionan autodiag-
nósticos sencillos.

En la década de los 70s con el

avance de la electrónica, la tecnolo-

AUTOMATISMOS Y AUTOMATIZACIÓN

Se define como automatismo, al dispositivo eléctrico, electróni-
co, hidráulico, neumáticos, etc. en una máquina o dispositivo,
para lograr que funcione de forma automática.
La forma actual y general para realizar dichos procesos, es la uti-
lización de PLC´s , del inglés Programmable Logic Control, di-
cho en castellano sería Control Lógico Programable.
Dicho equipo es un elemento electrónico creado para el control
de procesos secuenciales, y su lenguaje acapara todas las posibi-
lidades tales como contactos serie, en paralelo, contadores, des-
plazamientos, temporizadores, y funciones muchísimo más com-
plejas.
La visión externa del PLC es de forma robusta dado que tiene
que "aguantar" situaciones industriales extremas. Generalmente
se diferencian notablemente los terminales de las entradas, sali-
das, etc., que es de donde recibe y da la información necesaria.
Existen dos tipos de formato, los compactos y los modulares.
Los compactos se utilizan generalmente, en instalaciones peque-
ñas que requieran pocas señales.
Los modulares son conexionados entre sí, mediante cables espe-
ciales, conectores o a través de un chasis, quedando bien diferen-
ciado todos los componentes que lo forman, como pueden ser la
fuente de alimentación, la CPU, los módulos de entradas y sali-
das digitales, analógicas, de comunicación, especiales, etc.

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Los Controladores Lógicos Programables

gía de los microprocesadores agregó
facilidad e inteligencia adicional a
los PLCs generando un gran avance
y permitiendo un notorio incre-
mento en la capacidad de interfase
con el operador, ampliación de da-
tos, uso de términos de video, desa-
rrollo de programas, etc.

De a poco se fue mejorando la
idea inicial de los PLCs convirtién-
dose en lo que ahora son, Sistemas
Electrónicos Versátiles y Flexibles.
El Control Lógico Programable
es ideal para ser operado en condi-
ciones críticas industriales, ya que
fue diseñado y concebido para su
uso en el medio ambiente indus-
trial.

Los PLC ofrecen muchas venta-
jas sobre otros dispositivos de con-
trol tales como relés, temporizadores
electrónicos, contadores y controles
mecánicos como del tipo tambor.

Cuando se decidió implementar
un sistema diferente para mejorar el
desempeño industrial de una em-
presa, los ingenieros de la General
Motors pensaron que dicho disposi-
tivo debería reunir las siguientes
cualidades:

1. El dispositivo de control debe-
ría ser fácil y rápidamente progra-
mable por el usuario con un míni-
mo de interrupción.

2. Todos los componentes del sis-
tema deberían ser capaces de operar
en plantas industriales sin un espe-
cial equipo de soporte, de hardware
o de ambiente.

3. El sistema tenía que ser de fá-
cil mantenimiento y reparación. Te-

HISTORIA DE LOS PLCS (1)

Los PLC's se introdujeron por primera vez en la industria en
1960 aproximadamente. La razón principal de tal hecho fue la
necesidad de eliminar el gran costo que se producía al reempla-
zar el complejo sistema de control basado en relés y contacto-
res. Bedford Associates propuso algo denominado Controlador
Digital Modular (MODICON, MOdular DIgital CONtroler) a
un gran fabricante de coches. Otras compañías propusieron a la
vez esquemas basados en ordenador, uno de los cuales estaba ba-
sado en el PDP-8. El MODICON 084 resultó ser el primer
PLC del mundo en ser producido comercialmente.
El problema de los relés era que cuando los requerimientos de
producción cambiaban también lo hacía el sistema de control.
Esto comenzó a resultar bastante caro cuando los cambios fue-
ron frecuentes. Dado que los relés son dispositivos mecánicos y
poseen una vida limitada se requería una estricta manutención
planificada. Por otra parte, a veces se debían realizar conexiones
entre cientos o miles de relés, lo que implicaba un enorme es-
fuerzo de diseño y mantenimiento.
Los "nuevos controladores" debían ser fácilmente programables
por ingenieros de planta o personal de mantenimiento. El tiem-
po de vida debía ser largo y los cambios en el programa tenían
que realizarse de forma sencilla. Finalmente se imponía que tra-
bajaran sin problemas en entornos industriales adversos. La so-
lución fué el empleo de técnica de programación familiar y
reemplazar los relés mecánicos por relés de estado sólido.
A mediados de los 70 las tecnologías dominantes de los PLC
eran máquinas de estado secuenciales y CPU basadas en despla-
zamiento de bit. Los AMD 2901 y 2903 fueron muy populares
en el Modicon y PLC's A-B.
Los microprocesadores convencionales cedieron la potencia ne-
cesaria para resolver de forma rápida y completa la lógica de los
pequeños PLC's. Por cada modelo de microprocesador había un
modelo de PLC basado en el mismo. No obstante, el 2903 fue
de los más utilizados.

nía que incluir indicadores de status
para facilitar las reparaciones y la
búsqueda de errores.

4. El sistema tenía que ser pe-

queño y debía consumir menor po-
tencia que los sistemas de control
por relevadores.

5. Tenía que ser capaz de comu-

nicarse con un sistema central de
datos para propósitos de monitoreo.

6. Las señales de salida tenían que
poder manejar arranques de motores y
válvulas solenoides que operan con la
tensión de red de C.A.

7. Debía ser competitivo en costo

de venta e instalación, respecto de
los sistemas en base a relevadores.

Los PLC actuales no solamente
cumplen estos requisitos si no que

Saber Electrónica Nº 166

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Artículo de Tapa

HISTORIA DE LOS PLCS (2)

Las habilidades de comunicación comenzaron a aparecer en
1973 aproximadamente. El primer sistema fué el bus Modicon
(Modbus). El PLC podía ahora dialogar con otros PLC's y en
conjunto podían estar aislados de las máquinas qu