¿Qué es un PLC?

Descubra en este artículo qué es un PLC, sus principales usos y características  

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Si está familiarizado con la automatización industrial, es posible que haya oído hablar de los PLC. Entonces, ¿qué son los PLC y por qué son tan importantes en el mundo de la automatización?

PLC significa Programable Logic Controller, o en español, Controlador Lógico Programable. Son computadoras industriales que se utilizan para controlar diferentes procesos electromecánicos para su uso en la fabricación, plantas u otros entornos de automatización.

Los PLC varían en tamaño y factores de forma. Algunos son lo suficientemente pequeños como para caber en su bolsillo, mientras que otros son lo suficientemente grandes como para requerir sus propios bastidores resistentes para montar. Algunos PLC se pueden personalizar con planos posteriores y módulos funcionales para adaptarse a diferentes tipos de aplicaciones industriales.

Los PLC se utilizan ampliamente en una variedad de industrias porque son rápidos, fáciles de operar y se consideran fáciles de programar. Los PLC se pueden programar de varias formas, desde lógica de escalera, que se basa en relés electromecánicos, hasta lenguajes de programación especialmente adaptados de BASIC y C, por nombrar algunos.

La mayoría de los PLC actuales utilizan uno de los siguientes 5 lenguajes de programación: diagrama de contactos, texto estructurado, diagrama de bloques de funciones, lista de instrucciones o diagramas de funciones secuenciales.

Los sistemas SCADA y HMI permiten a los usuarios ver los datos de la planta de fabricación y proporcionan una interfaz para que los usuarios proporcionen entradas de control. Los PLC son un componente de hardware esencial en estos sistemas.

Los PLC actúan como interfaces físicas entre los dispositivos en la planta o piso de fabricación y un sistema SCADA o HMI. Los PLC comunican, monitorean y controlan procesos automatizados como líneas de ensamblaje, funciones de máquinas o dispositivos robóticos.

Las funciones de un PLC se dividen en tres categorías principales: entradas, salidas y CPU. Los PLC capturan datos de la planta al monitorear las entradas a las que están conectadas las máquinas y los dispositivos. Los datos de entrada son luego procesados por la CPU, que aplica lógica a los datos, según el estado de entrada. Luego, la CPU ejecuta la lógica del programa creado por el usuario y envía datos o comandos a las máquinas y dispositivos a los que está conectada.

Hay dos tipos principales de entradas: entradas de datos de dispositivos y máquinas, y entradas de datos facilitadas por humanos. Los datos de entrada de sensores y máquinas se envían al PLC. Las entradas pueden incluir estados de encendido / apagado para elementos como interruptores mecánicos, botones y codificadores. Estados alto / bajo para cosas como temperaturas, sensores de presión y detectores de nivel de líquido, o estados abiertos / cerrados para cosas como bombas y valores.

Las entradas facilitadas por humanos incluyen pulsaciones de botones, interruptores, sensores de dispositivos como teclados, pantallas táctiles, controles remotos o lectores de tarjetas. Las salidas son las acciones físicas o resultados visuales que se basan en una lógica de PLC en respuesta a esas entradas. Las salidas físicas incluyen arrancar motores, encender una luz, drenar una válvula, encender la calefacción o apagar una bomba. Las salidas visuales se envían a dispositivos como impresoras, proyectores, GPS o monitores.

Los PLC funcionan en ciclos. Primero, el PLC detecta el estado de todos los dispositivos de entrada que están conectados a él. El PLC aplica la lógica creada por el usuario y luego la ejecuta en función de los estados de entrada. El PLC luego envía comandos a cualquier dispositivo de salida conectado al PLC, ya sea encendiéndolos o apagándolos. Después de completar todos estos pasos, el PLC realiza una verificación de seguridad comunicándose con los terminales de programación y diagnóstico interno, para asegurarse de que todo esté dentro de las condiciones normales de funcionamiento. El PLC reanuda el ciclo cada vez que se completa el proceso.

Con una amplia gama de controladores de dispositivos disponibles en Ignition, puede conectar Ignition con casi cualquier PLC moderno o heredado. Una vez que se instala el controlador del dispositivo, los datos se pueden ver o enviar al PLC. Con los datos de PLC ahora disponibles para el sistema de etiquetas de Ignition, puede hacer mucho más con los robustos módulos centrales de Ignition.

Cree un sistema SCADA y MES completo, un sistema HMI, una solución de informes y alarmas, o una solución para toda la empresa que le permita ver y controlar los datos en un PLC en cualquier nivel de una organización.

Tradicionalmente, los PLC se comunican mediante el método de pregunta-respuesta. Normalmente, en plantas locales y entornos de fabricación, este tipo de método de comunicación está perfectamente bien, ya que las distancias de comunicación son cortas y predominantemente cableadas. Con el método pregunta-respuesta, los PLC se comunican constantemente para verificar si hay cambios en los datos.

A medida que la Internet industrial de las cosas (IIoT) se vuelve más popular, existe una mayor necesidad de datos de ubicaciones remotas. Esto se traduce en más PLC y dispositivos informáticos en el borde de la red. La comunicación con dispositivos de borde implica largas distancias en las que las redes celulares se utilizan con mayor frecuencia. Debido al alto tráfico de la comunicación tipo pregunta-respuesta, la red celular incurriría en un costo increíblemente alto.

Para abordar este problema, soluciones como MQTT emplean un protocolo de publicación-suscripción para optimizar las comunicaciones desde el borde de la red. Mientras que los PLC modernos emplean protocolos de comunicación modernos, los PLC heredados(1) que todavía están en el borde de la red requieren hardware adicional para ponerlos al día. Las puertas de enlace en el borde, como Ignition Edge IIoT, junto con un agente MQTT, extraen datos de los PLC heredados(1) mediante el método pregunta-respuesta y luego transmiten los datos mediante un protocolo de publicación-suscripción.

Esta arquitectura IIoT permite a las organizaciones industriales construir soluciones IIoT sobre sistemas brownfield(2). Esto mejora el uso del ancho de banda y hace que los datos de PLC del borde de las redes estén ampliamente disponibles en toda la organización.

La industria continúa viendo nuevos productos que ingresan al mercado que van desde dispositivos como controladores de automatización programables (PAC, o en inglés, Programmable Automation Controller) que combinan la funcionalidad de los PLC con funcionalidad de PC de nivel superior hasta hardware industrial integrado.

Incluso con estos nuevos productos, los PLC siguen siendo populares debido a su simplicidad, asequibilidad y utilidad. Y software como Ignition permitirá a las organizaciones maximizar su utilidad durante muchos años.

(1): Un sistema heredado(1) es aquel que ya se encuentra obsoleto o anticuado, aunque todavía se puede usar. Es común que estos sistemas no se puedan actualizar o reemplazar, o es muy difícil de hacerlo.

(2): Brownfield se refiere al desarrollo e implementación de sistemas nuevos y modernos en la presencia de sistemas o aplicaciones heredadas existentes, y que normalmente causan problemas a la hora de implementar el nuevo software.

Publicado en español el 1 de Marzo del 2021.

Originalmente publicado el 24 de Febrero del 2020.

Fuente original: https://inductiveautomation.com/resources/article/what-is-a-PLC