Principios básicos de los PLCs

1. Principios Básicos de los PLC
Con lallegadade losautómatasprogramables,losllamadosPLC,laindustriasufrióunimpulso
importante,que hafacilitadode formanotable que losprocesosde producciónocontrol se hayan
flexibilizadomucho.Encontramos PLCenlaindustria,perotambiénennuestrascasas,enlos
centroscomerciales,hospitalarios,etc.Tambiénennuestrasescuelasde formaciónprofesional
encontramosfrecuentemente autómatasprogramables.PLCsonlassiglaseninglésde
ControladorLógicoProgramable (Programable LogicController).Cuandose inventaron,
comenzaronllamándosePC(Controladorprogramable),peroconlallegadade losordenadores
personalesde IBM,cambiósunombre a PLC (Nohay nada que una buenacampañade marketing
no puedaconseguir).EnEuropalesllamamosautómatasprogramables.Sinembargo,ladefinición
más apropiadasería:SistemaIndustrial de Control Automáticoque trabajabajounasecuencia
almacenadaenmemoria,de instruccioneslógicas.
Funcionesde losPLC: Un PLC realiza,entre otras,lassiguientesfunciones:
Recogerdatosde lasfuentesde entradaatravésde lasfuentesdigitalesyanalógicas.
Tomar decisionesenbase acriteriospre programados.
Almacenardatosenla memoria.
Generarciclosde tiempo.
Realizarcálculosmatemáticos.
Actuar sobre losdispositivosexternosmediante lassalidasanalógicasydigitales.
Comunicarse conotrossistemasexternos.
Los PLC se distinguende otroscontroladoresautomáticos,enque puedenserprogramadospara
controlarcualquiertipode máquina,adiferenciade otroscontroladores(comoporejemploun
programadoro control de lallamade unacaldera) que,solamente,puedencontrolaruntipo
específicode aparato.
Ademásde poderserprogramados,sonautomáticos,esdecirsonaparatos que comparanlas
señalesemitidasporlamáquinacontroladaytomandecisionesenbase alasinstrucciones
programadas,para mantenerestable laoperaciónde dichamáquina.
Puedesmodificarlasinstruccionesalmacenadasenmemoria,ademásde monitorizarlas.
Cuandose empezaronausar los relésenel control de procesosproductivos,se comenzóaañadir
lógicaa la operaciónde lasmáquinasyasí se redujoe inclusose eliminólacarga de trabajo del
operadorhumano.
Los reléspermitieronestablecerautomáticamente unasecuenciade operaciones,programar
tiemposde retardo,contarlas vecesque se producíaun sucesoo realizarunatarea en
dependenciade que ocurrieranotras.

2. Los reléssinembargo,tienensuslimitaciones:Tienenuntiempolimitado de vida,debidoaque
sus partesmecánicasestánsometidasadesgaste,losconductoresde corriente puedenquemarse
o fundirse,yconellopuede provocarse unaaveríaytendránque ser reemplazados.
Desde el puntode vistade la programación,suinconvenientemayoreraque laestructurade
programaciónerafija.El panel de relésloconfigurabanlosingenierosde diseño.Luegose
construía y se cableaba.Cuandocambiabanlasnecesidadesde producciónhabíaque construirun
panel nuevo.Nose podíamodificar,al menossinuncoste excesivoentiempoymanode obra.
Una aplicacióntípicade estossistemasutilizabaunpanel de 300 a 500 relésymilesde conexiones
por cable,loque suponíaun coste muy elevadoeninstalaciónymantenimientodelsistema
(aproximadamente de 25a 45 eurosporrelé).
En aquellaépoca,al entraren unasala de control,era habitual oírel clic continuode losrelésal
abrirse y cerrarse.
1970 surgieronlossistemaslógicosdigitalesconstruidosmediante circuitosintegrados,aunque
eranproductosdiseñadosparauna aplicaciónespecíficaynoeran controladoresgenéricos.¡Un
paso esun paso!
Muchos de ellosusabanmicroprocesadores,peroal programarse enunlenguaje extrañoalos
ingenierosde control el mantenimientoeramuycomplejo.
La existenciade ordenadoresenel momentodel desarrollode losPLCfue loque inspirósu
concepto:Había que diseñarunartefactoque,como una computadora,pudieseefectuarel
control y pudiese serre-programada,peropudierasoportarel ambiente industrial.
Los primeroscontroladorescompletamente programablesfuerondesarrolladosen1968 por una
empresade consultoreseningeniería(BedfordyAsociados),que luegose llamóMODICOM.
Así el primerPLCfue construidoen1969 por encargode General Motors. Este PLC se diseñócomo
un sistemade control conun computadordedicadoparacontrolaruna parte de la cadenade
producciónysustituirlossistemasde cableadoque usabanhastalafecha,que resultabandifíciles
de modificar,cadavezque se requeríancambiosenlaproducción.
Con estoscontroladoresprimitivoseraposible:
Programar desarrollosde aplicacionesparasuuso enambientesindustriales.
Cambiarla lógicade control sintenerque cambiar laconexiónde loscables.
Diagnosticaryreparar fácilmente losproblemasdetectados.
Los primerosPLCincorporabansólounprocesadorpara programassencillosyalgunosdispositivos
de entrada/ salida.Posteriormente hanidodesarrollándose hastalosequiposactuales,que ya
integran:
Módulosmultiprocesadores.
Entradas y salidasdigitalesde contactoseco,de relé oTTL (Transistor-Transistor-Logico"Lógica
Transistora Transistor",tecnologíade construcciónde circuitoselectrónicosdigitales,enlosque

3. loselementosde entradade laredlógicason transistores,asícomo loselementosde salidadel
dispositivo).
Entradas y salidasanalógicasparacorriente continuaoaltovoltaje.
Puertasde comunicaciónenserie ode red.
Multiplexoresanálogos,
ControladoresPID(Proporcional Integral Derivativo, controladorque intentamantenerlasalida
del dispositivoenunnivel predeterminado).
Interfacesconpantallas,impresoras,teclados,mediosde almacenamientomagnético.
3 - Ventajasydesventajasde losPLC
Las ventajasde losPLC sonlas siguientes:
Menor tiempoempleadoenlaelaboraciónde proyectosdebidoaque:
No esnecesariodibujarel esquemade contactos.
No esnecesariosimplificarlasecuacioneslógicasyaque,porlogeneral,lacapacidadde
almacenamientodel módulode memoriaeslo suficientemente grande comoparaalmacenarlas.
La listade materialesaemplearesmásreduciday,al elaborarel presupuestocorrespondiente,se
eliminaparte del problemaque supone el contarcondiferentesproveedores,distintosplazosde
entrega,etc.
Posibilidadde introducirmodificacionessincambiarel cableadoyañadiraparatos.
Mínimo espaciode ocupación
Menor coste de mano de obra de la instalación
Economía de mantenimiento.Ademásde aumentarlafiabilidaddel sistema,al eliminarcontactos
móviles,losmismosautómataspuedendetectare indicarposiblesaverías.
Posibilidadde gobernarvariasmáquinasconunmismoautómata.
Menor tiempoparala puestaenfuncionamientodelprocesoal quedarreducidoel tiempode
cableado.
Si por algunarazón la maquinaquedafuerade servicio,el autómatasigue siendoútil para
controlarotra máquinao sistemade producción.
Desventajas.
Hace faltaun programador,loque exige lapreparaciónde lostécnicosensuetapade formación.
La inversióninicialesmayorque enel caso de losrelés,aunque elloesrelativoenfuncióndel
procesoque se deseacontrolar.Dadoque el PLC cubre de formacorrecta un amplioespectrode

4. necesidades,desdelossistemaslógicoscableadoshastael microprocesador,el diseñadordebe
conocera fondolasprestacionesylimitacionesdel PLC.Portanto,aunque el coste inicial debeser
tenidoencuentaa la hora de decidirnosporunou otrosistema,convieneanalizartodoslos
demásfactorespara asegurarnosunadecisiónacertada.
4 Funcionamientodel PLC: Unavezque se pone enmarcha, el procesadorrealizaunaserie de
tareassegúnel siguiente orden:
a) Al encenderel procesadorejecutaunauto-chequeode encendidoybloquealassalidas.A
continuación,si el chequeoharesultadocorrecto,el PLCentraenel modode operaciónnormal.
b) El siguiente pasoleeel estadode lasentradasylasalmacenaenuna zona de la memoriaque
se llamatabla de imagende entradas(hablaremosde ella másadelante).
c) En base a su programa de control,el PLC actualizaunazona de la memoriallamadatablade
imagende salida.
d) A continuaciónel procesadoractualizael estadode lassalidas"copiando"hacialosmódulos
de salidael estadode la tablade imagende salidas(de este modose controlael estadode los
módulosde salidadel PLC,relay,triacs,etc.).
e) Vuelve aejecutarel pasob)
Cada ciclode ejecuciónse llamaciclode barrido(scan),el cual normalmente se divide en:
Verificaciónde lasentradasysalidas
Ejecucióndel programa
funcionesadicionalesdel PLC
a) En cada ciclodel programa,el PLC efectúaunchequeodel funcionamientodelsistema
reportandoel resultadoenlamemoria,que puedesercomprobadaporel programadel usuario.
b) El PLC puede controlarel estadode lasInicializacionesde loselementosdel sistema:cada
iniciode unmicroprocesadortambiénse comunicaalamemoriadel PLC.
c) Guarda losestadosde lasentradasy salidasenmemoria:Le puedesindicaral PLCel estado
que deseasque presentenlassalidasolasvariablesinternas,enel casode que se produzcaun
falloouna faltade energíaenel equipo.Estafuncionalidadesesencial cuandose quierenproteger
losdatos de salidadel proceso.
d) Capacidadmodular:Gracias a la utilizaciónde Microprocesadores,puedesexpandirlos
sistemasPLCusandomódulosde expansión,enfunciónde loque te requierael crecimientode tu
sistema.Puede expandirseatravésde entradasy salidasdigitales,análogas,etc.,asícomo
tambiénconunidadesremotasyde comunicación.