AUTÓMATA PROGRAMABLE O PLC

El hombre siempre tuvo la necesidad de construir mecanismos capaces de ejecutar tareas repetitivas y de controlar determinadas operaciones sin la intervención de un operador humano, lo que dio lugar a los llamados automatismos.

La automatización es la sustitución de la acción humana por mecanismos movidos por una fuente externa de energía, capaz de realizar ciclos completos de operaciones que se pueden repetir indefinidamente (para saber más sigue el enlace anterior).

Los Autómatas Programables o PLC (controlador lógico programable) se utilizan para gestionar automáticamente los sistemas de control de las instalaciones eléctricas industriales.



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Indice de Contenidos:

- ¿Qué es un Autómata Programable?

- Partes de un PLC o Autómata

- Características de un Autómata Programable

- Ventajas de los Autómatas

- Historia de los Autómatas Programables

- Video sobre los Autómatas o PLPCs

¿Qué es un Autómata Programable?

Un Autómata Programable o controlador lógico programable (PLC) es un dispositivo electrónico programable, similar a un ordenador digital industrial que se utiliza para el control de dispositivos electromecánicos como el control de máquinas industriales, bombas, iluminación, motores, etc.

En definitiva, el autómata es por tanto el corazón de la automatización, permitiendo controlar, coordinar y actuar sobre la parte operativa, es decir la parte física como un robot, un brazo manipulador o una cinta transportadora.



Los fabricantes más famosos son Siemens, Schneider, Telemecanique o Mitsubishi.

Partes de un PLC

Los equipos que responden al concepto de autórnata programable industrial se presentan en diversas formas de construcción fisica y organización interna, pero en todas ellos se distinguen 4 grandes grupos de componentes:

- Una unidad de procesamiento (un procesador CPU o microprocesador): Ejecuta el programa ingresado en el PLC desde la primera hasta la última instrucción y en un bucle (ver imagen de más abajo).

El microprocesador realiza todas las operaciones lógicas AND, OR, temporización, recuento, cálculo, etc.

Las instrucciones se llevan a cabo una tras otra, secuenciadas por un reloj y de forma cíclica (repetitiva) quedando definidas por un conjunto de operaciones y un tiempo de ciclo (cuando o cada cuanto se repiten).

El micro ejecuta el programa instrucción por instrucción almacenando los resultados en la memoria.

- Memorias: Coexisten dos tipos de memoria.

La memoria del programa donde se almacena el lenguaje de programación que utiliza el PLC. Generalmente es fijo, es decir, en modo de solo lectura. (ROM: memoria de solo lectura).

La memoria de datos utilizable en lectura-escritura durante las operaciónes que es la RAM (memoria de acceso aleatorio).
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Esta última (RAM) se borra automáticamente cuando el PLC se detiene

- Módulos de entrada-salida:

La tarjeta de entrada es una tarjeta electronica que en su parte frontal disponen de una regleta de bornes enchufables para el conexionado de los dispositivos de entrada, y un conjunto de indicadores LED de presencia de señal de entrada.

Elementos como pulsadores, interruptores, finales de carrera, sensores de temperatura o presión, etc, suelen conectarse a los terminales de entrada.

Tienen direcciones de entrada y cada sensor está vinculado a una de estas direcciones.

En las entradas se recopila la información recojida de los terminales de entrada, la envían a la CPU que ejecuta el programa que tiene en su memoria RAM y el resultado lo envía a las salidas.

Por los terminales de salida se aportar energía eléctrica para activar a las elementos conectados a ellos.

Reles, contactores, arrancadores de motores, electrovalvulas, etc. son elementos típicos conectados a los terminales de salida.

Estos elementos suelen tener la misión de encender.apagar lámparas eléctricas o arrancar o parar motores.

Las tarjetas de entrada y salida suelen ser modulares, y la modularidad varía entre 8, 16 y 32 canales (terminales).





- Una fuente de alimentación: Hay de 2 tipos, la que funcionan a 230 V en corriente alterna o las de 24 V a corriente contínua. Los cables de alimentación alimentan a la fuenta (fase y neutro en alterna, o cables rojo y azul en cc)

Aqui puedes ver las partes del PLC LOGO de Siemens.

Ahora hablemos de otras partes también importantes.

A parte de estas 4 partes básicas, hay que saber que un autómata programable carece de la capacidad de comunicación con el usuario típica de los ordenadores personales.

Para las labores de programación existen 2 formas.

- Desde un Ordenador Externo: En este caso necesitamos conectar el autómata al ordenador mediante un cable.

Se ejecuta el software del autómata en el ordenador y se escribe el programa en el.

Una vez finalizadio se manda al autómata.

Desde el ordenador se pueden hacer pruebas para ver cómo trabajaría el programa antes de enviarlo al autómata.

Esta el la forma más utilizada.

- En el Propio Autómata: la mayoría de los autómatas llevan una pantalla sobre la que podemos escribir directamente los programas que querermos que ejecute el ordenador.

Se suelo llamar "Panel Frontal".

Esta forma se suele utilizar para hacer cambios o revisar programas ya incorporados en el autómata, ya que es más complejo de hacer que en el ordenador.

Tanto el panel frontal, como el ordenador, las tareas principales de estos equipos son:

- Introducción de las instrucciones de programa en el autómata

- Visualización del programa existente

- Modificación y edición del programa

- Detección de errores de sintaxis

- Archivo de los programas en un soporte auxiliar (cinta, disco)

- Verificación del programa durante su ejecución.

- Detección e investigación de averiás

El rack o bastidor es un soporte por lo general metálico sobre el cual se montan todos los módulos que componen el PLC.

Puede entenderse como la columna vertebral del PLC, ya que es lo que sujeta todo.

Sobre este soporte va adosado el bus de datos (cables que transportan la información) que permite llevar a cabo el intercambio efectivo de información entre todas las partes que forman el PLC así como alimentarlos con la energía eléctrica necesaria para su correcto funcionamiento.

Los distintos módulos se conectarán a las bahías o slots que están fijados sobre el bastidor quedando fuertemente asidos al mismo por medio de algún mecanismo lo cual dota al PLC de gran robustez.

Características de un Autómata Programable

Las principales características de un controlador lógico programable industrial, y en las que tendremos que fijarnos antes de comprarlo son:

- El tipo de rack, bahía o tarjetas que tiene el autómata.

- Si es compacto o modular: Los compactos no se pueden ampliar, los modulares se pueden ampliar comprando más módulos.

- Tensión de alimentación: Como ya dijimos 230V en ca o 24V en cc

- Tamaño de la memoria: los Megas de la memoria RAM

- Número de entradas / salidas: suelen se de 8, de 16 o de 32 entradas o salidas.

- Lenguaje de programación: todos suelen utilizar el de contactos, y luego cada fabricante tiene su propio leguaje o algún otro basado en las puertas lógicas.

Ventajas de los Autómatas

Las ventajas que incorporan son:

- Fiabilidad.

- Mejora el control de los procesos.

- Permite introducir cambios rápidos en las maniobras y en los procesos.

- Controla y protege los aparatos eléctricos.

- Reduce el volumen de los automatismos.

Autómatas Programables un Poco de Historia

Los PLC aparecieron en los Estados Unidos alrededor de 1969, donde respondieron a los deseos de las industria del Motor de desarrollar líneas de producción automatizadas que pudieran mantenerse al día con las técnicas y modelos cambiantes.

A mediados de los años 60, General Motors, ante la poca flexibilidad y fiabilidad de los sistemas de control a base de relés, comenzo a trabajar en un nuevo sistema de control que tuviera las siguientes caracteristicas:

-Totalmente electrónico.

-Adaptado al ambiente industrial.

-Programable en un lenguaje asequible al personal de operación y mantenimiento ya existente.

- De fácil mantenimiento.

- Reutilizable, es decir, con posibilidad de ampliación y modificación.

Nombrado Autómata Programable o controlador lógico programable (PLC en inglés), es un dispositivo similar a un ordenador, que tiene entradas y salidas, que se utiliza para automatizar procesos como el control de máquinas eléctricas, como por ejemplo las de una línea de ensamblaje en una fábrica.

Está especialmente adaptado para especialistas no informáticos, generalmente está destinado a ser puesto en manos de personal cuya formación se haya orientado principalmente hacia la automatización o la informática industrial, es decir, la informática aplicada a la industria (electricistas, electrónicos y/o informáticos especializados).

Los lenguajes que emplean, algunos están basados en el algebra y las ecuaciones de Boole y, también, en los llamados esquemas de contactos e incluso cada fabricante realiza su propio lenguaje.

Los primeros autómatas empleaban circuitos integrados, hoy en día se utilizan los microprocesadores lo que ha reducido mucho su tamaño, fiabilidad y su precio.

Video Sobre los Autómatas Programables

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