2.6 Controladores Programables


Un controlador lógico programable (PLC. por sus siglas en inglés) se define como un dispositivo electrónico digital que usa una memo­ria programable para guardar instrucciones y llevar a cabo funciones lógicas, de configuración de secuencia, de sincronización, de conteo y aritméticas, para el control de maquinaria y procesos.Este tipo de procesadores se denomina lógico debido a que su pro­gramación básicamente tiene que ver con la ejecución de operacio­nes lógicas y de conmutación. Los dispositivos de entrada  y los dispositivos de salida que están bajo control, se conectan al PLC; de esta manera el controlador monitorea las entradas y salidas, de acuerdo con el pro­grama diseñado por el operador para el PLC y que éste conserva en memoria, y de esta manera se controlan máquinas o procesos. Los PLCs tienen la gran ventaja de que permiten modi­ficar un sistema de control sin tener que volver a alambrar las conexiones de los dispositivos de entrada y de salida; basta con que el operador digite en un teclado las instrucciones correspondientes. Lo anterior permite contar con un sistema flexible mediante el cual es posible controlar sistemas muy diversos entre sí, tanto en tipo como en complejidad.



Si bien los PLCs son similares a las computadoras, tienen caracte­rísticas específicas que permiten su empleo como controladores. Éstas son:
1.    Son robustos y están diseñados para resistir vibraciones, tempe­ratura, humedad y ruido.
2.    La interfaz para las entradas y las salidas está dentro del contro­lador.
3.    Es muy fácil programarlos, así como entender el lenguaje de programación. La programación básicamente consiste en opera­ciones de lógica y conmutación.

Estructura básica
Un PLC en esencia consta de una unidad central de procesamiento (CPU), me­moria y circuitos de entrada/salida. La CPU controla y procesa todas las operaciones dentro del PLC. Cuenta con un temporizador cuya frecuencia típica es entre 1 y 8 MHz. a. A través del siste­ma de bus se lleva información y datos desde y hacia la CPU, la me­moria y las unidades de entrada/salida. Los elementos de la memoria son: una ROM para guardar en forma permanente la información del sistema operativo y datos corregidos; una RAM para el programa del usuario y memoria buffer temporal para los canales de entra­da/salida.

El usuario puede modificar los programas en la RAM. Sin embar­go, para evitar que estos programas se pierdan durante una interrup­ción del suministro de energía eléctrica, en el PLC se utiliza una ba­tería, para mantener el contenido de la RAM por determinado tiempo.



Procesamiento de la entrada y salida

La forma básica de programación más común en los PLC es la pro­gramación de escalera. Ésta especifica cada una de las tareas de un programa como si fueran los peldaños de una escalera.
La secuencia que sigue un PLC para realizar un programa se resu­me de la siguiente manera:
1.    Explora las entradas asociadas a un peldaño del programa de es­calera.
2.    Solución de la operación lógica de cada una de las entradas.
3.    Encendido/apagado de las salidas del peldaño.
4.    Continua con el siguiente peldaño y repite los pasos 1, 2, 3.
5.    Continua con el siguiente peldaño y repite los pasos 1, 2 y 3.
6.    Continua con el siguiente peldaño y repite los pasos 1,2 y 3.
Y así sucesivamente, hasta finalizar el programa.
Los peldaños del programa tipo escalera se exploran de acuerdo con la secuencia respectiva.
Existen dos métodos para el procesamiento de entradas/salidas:
1.    Por actualización continua
2.    Por copiado masivo de entradas/salidas


Programación
La programación de un PLC mediante diagramas de escalera con­siste en la elaboración de un programa de manera similar a como se dibuja un circuito de contactos eléctricos. El diagrama de escalera consta de dos líneas verticales que representan las líneas de ali­mentación.



Retención
Con frecuencia se presentan situaciones en las que es necesario man­tener energizada una bobina, aun cuando ya no exista la entrada que proporciona la energía. Para lograr lo anterior se utiliza lo que se co­noce como circuito de retención. Éste es un circuito de autososteni-miento, ya que después de ser cnergizado mantiene ese estado hasta que recibe otra entrada. Es decir, recuerda su último estado.



Secuenciamiento
Con frecuencia se presentan dos situaciones de control que requie­ren secuencias de salidas; la conmutación de una a otra salida se con­trola mediante sensores.

Mnemónicos
Para introducir el programa en el PLC una  manera es traducir el programa escalera en instrucciones conocidas como mnemónicos; en este caso, cada línea de código corresponde a un elemento de la escalera; a continuación éstos se introducen en el panel de programación o en la computadora y se traducen a lenguaje de máquina. Los mnemóni­cos difieren de un fabricante a otro.

Temporizadores
Para especificar un circuito de temporización hay que indicar cuál es el intervalo de temporización, así como las condiciones o eventos que producirán la activación y paro de dicho temporizador.

Saltos
Una función frecuente en los PLCs es la de salto condicional. Me­diante ésta se designan programas para que, si existe cierta condi­ción, se produzca un salto en la secuencia de ejecución del programa a otra sección de éste.


Manejo de datos
Las operaciones que los PLC pueden realizar con palabras de da­tos, en general incluyen:
1.    Transporte de datos.
2.    Comparación de la magnitud de los datos, es decir, mayor que, igual a, o menor que.
3.    Operaciones aritméticas como la suma y la resta.
4.    Conversiones de decimales codificados en binario (BCD) a bi­nario y octal.

Se requieren direcciones de memoria para las instrucciones de datos; los espacios de la memoria reseñados para almacenar datos se cono­cen como registros de datos.

Desplazamiento de datos
Para desplazar datos la instrucción correspondiente debe contener la instrucción de desplazamiento de datos, la dirección de origen de los datos y la dirección de destino de éstos.

Comparación de datos
En general, los PLCs realizan comparaciones de datos como menor, igual a (= o EQU), me­nor o igual que, mayor que mayor o igual que  y diferente. Para com­parar datos, el programa emplea una instrucción de comparación, la dirección de origen de los dalos y la dirección de destino.

Operaciones aritméticas
Algunos PLC sólo efectúan operaciones aritméticas de suma y resta; otros cuentan con más funciones aritméticas. La instrucción para su­mar o restar en general requiere la instrucción, el registro que contiene la dirección del valor que se va a sumar o a restar, la direc­ción de la cantidad a la que se va a añadir o a restar el valor y el regis­tro en donde se guardará el resultado. el símbolo de escalera utilizado para la suma, con OMRON.
La suma o la resta se pueden usar para modificar el valor de deter­minado valor de entrada de un sensor, quizás un término de correc­ción o corrimiento, o para alterar valores predeterminados de tempo-rizadores o contadores.

Conversiones de código
Todas las operaciones internas de la CPU de un PLC se realizan uti­lizando números binarios. Si la entrada es una señal decimal, se usa una conversión para obtener un decimal codificado en binario (BCD). De igual manera, si se necesita una salida decimal, se debe realizar la conversión respectiva. La mayoría de los PLC cuentan con estas conversiones.

Entrada/salida analógica
Es frecuente encontrar sensores que producen señales analógicas, así como actuadores que requieren señales analógicas. Por ello, al­gunos PLC deben tener un módulo para conversión de señales analó­gicas a digitales en los canales de entrada, así como un módulo para conversión de señales digitales a analógicas en los canales de salida.

Convertir la salida del sensor en una señal digital.
Comparar la salida del sensor convertida con el valor requerido del sensor
Multiplicar el error por la constante de proporcionalidad Kp.
Transferir este resultado a la salida que va al convertidor de se­ñal digital a analógica y utilizar el resultado como señal de co­rrección para el actuador.

Selección de un PLC
Al evaluar la capacidad y tipo de PLC necesario para llevar a cabo una tarea, los factores que se deben tener en cuenta son:
1.    ¿Qué capacidad de entrada/salida se requiere?
2.    ¿Qué tipo de entradas/salidas se requieren?
3.    ¿Qué capacidad de memoria se necesita?
4.    ¿Qué velocidad y capacidad debe tener la CPU?



3 comentarios:

  1. que buen documento, me ayudo mucho al entregar mi tarea........Gracias..... n.n/

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  2. Quien es el autor de esta publicación. O de que libro fue el extracto.

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