El documento describe la arquitectura interna de un PLC, la cual consiste en 5 componentes principales: la CPU, la memoria, la fuente de alimentación, los módulos de entrada y los módulos de salida. La CPU ejecuta el programa y coordina las tareas, mientras que la memoria almacena el programa y los datos. Los módulos de entrada reciben señales del campo y las pasan a la CPU, y los módulos de salida envían señales de la CPU al campo.

1. ARQUITECTURA INTERNA
DE UN PLC

2. ●
●
Cuando hacemos referencia a la frase
“Arquitectura Interna”, nos referimos a los
componentes,
hardware
o
circuitería
electrónica que lo componen, asi como el
funcionamiento de cada uno de ellos.
Todos los sistemas del PLC consisten en 5
componentes básicos internos que son:

3. ●
CPU
●
MEMORIA
●
FUENTE DE ALIMENTACION
●
MODULO DE ENTRADA
●
MODULO DE SALIDA
●
Más un componente externo, que es el
dispositivo de programación para introducir las
instrucciones.

4. Procesador del PLC
●
●
La sección del procesador del PLC incluye a
la CPU, la Fuente de alimentación y la
memoria.
El procesador es responsable del análisis de
todos los datos que lleguan, así como de los
datos previamente almacenados.

5. Todos los procesadores de los PLC's están
diseñados para realizar una variedad de
funciones como:
●
Relevador
●
Temporizador
●
Contador
●
Secuenciador
●
Enclave o candado
●
Aritméticas / Lógicas
●
De control Analógicas

6. CPU
●
●
Unidad Central de Proceso: el cerebro del PLC,
recibe datos de entrada, realiza decisiones
lógicas basadas en el programa de usuario y
energiza las salidas de acuerdo con ello.
Coordina tareas como:
Ejecución del
programa, Calculos lógicos y aritméticos,
Diagnósticos, Control de modulos de
entrada/salida y Comunicacion con dispositivos
externos.

7. Memoria
●
●
La memoria del procesador almacena el
programa del usuario, los datos de
entrada/salida,
los
valores
de
los
temporizadores y contadores y cualesquiera
constantes de control del programa.
Los 4 tipos de memorias mas comunes para
un PLC son:

8. ●
●
●
●
EPROM: Solo lectura programable electricamente.
EEPROM: Solo lectura programable y borrable
electricamente.
RAM: De acceso aleatorio
FLASH: Basada en las memorias EEPROM pero
permite el borrado bloque a bloque y es mas barata y
densa.

9. Fuente de Alimentación
●
●
Provee la energía necesaria para la operación
del PLC y todos sus modulos respecto a voltaje
y corriente.
Los PLC's traen integrada una fuente de
alimentación capaz de abastecer de potencia al
modulo base o princial, los modulos de
expansión y otras cargas externas que
requieran alimentación.

10. ●
La fuente de alimentación es típicamente de
120 o 240 VCA y convierte estos voltajes a +5
VCD, +12VCD o 24 VCD para los
requerimientos de los diferentes modulos del
PLC.

11. Interfaces de Entrada y Salida
●
Son modulos electrónicos cuya función es
aquirir información del exterior desde los
dipositivos de entrada de campo y generar las
señales eléctricas necesarias para accionar
los dispositivos de salida de campo, con el
propósito de traducirla a códigos digitales
entendibles por el modulo de procesamiento,
para
su
manipulación,
análisis
y
almacenamiento.

12. ●
Esta interfaz se diseña en general para que
sea “modular”, “fácil de reemplazar” y “sencilla
de expandirse”.

13. Interfaz de Entrada
●
Provee una interfaz eléctrica entre los
dispositivos de entrada y los circuitos de
control logico internos del procesador.
●
Botones
●
Interruptores de Límite
●
Interruptores de Presión
●
Sensores

14. Interfaz de Salida
●
Provee el medio para usar las señales de bajo
voltaje del procesador (+5 VCD o +12 VCD)
para energizar un dispositivo de salida. Esto
se efectúa por medio de un relevador
electromagnético o un fototransistor.

15. ●
Lámparas piloto
●
Relevadores
●
Alarmas
●
Display digitales
●
Arrancadores de motor
●
Válvulas
●
Selenoides

16. Dispositivos de Programación
●
●
Generalemente son externos al PLC, aunque
en la actualidad algunos PLC's lo incorporan
como parte integral del mismo.
Permite el programador introducir las
instrucciones del programa de usuario a la
memoria del PLC.

17. Pueden ser...
●
●
●
Terminales de programación del fabricante:
cargado con el software de programación y
conectado al PLC mediante una interfaz.
Programador fijo: conectado directamente al PLC.
Computadora Personal: cargada con el software de
programación y contectada al PLC mediante una
interfaz.

18. ●
●
Programador de mano(hand-held): conectado
al PLC mediante una interfaz.
La interfaz utilizada generalmente es la
interface serie RS-232, RS-422 o RS-485 y
está compuesta por un cable y un conector en
cada extremo. Aunque algunas incluyen al
dispositivo convertidor de interfaz específico
del fabricante.

19. Operación Simplificada de un PLC
●
●
Las señales de los dispositivos de entrada de
campo son leidas por los modulos de entrada.
Estas señales son transferidas al procesador
para su uso durante la interpretación y
resolución del programa de lógica escalera.

20. ●
Posteriormente el procesador, basado en la
solución del programa, envía las señales de
respuestas que son sacadas por los modulos
de salida para activar, comandar o energizar
los dispositivos de salida de campo.

21. Dispositivos Típicos de Entrada
●
Botón de empuje o
pulsador
●
Sensor capacitivo
●
Sensor inductivo
●
Relevador de contactos
●
Sensor magnético
●
Interruptor selector
●
Sensor fotoeléctrico
●
Interruptor de límite
●
Sensor fototransistor
●
Sensor ultrasónico
●
Sensor de rayo laser
●
Controlador de motor
●
●
Interruptor de presion
Interruptor de temperatura

22. Dispositivos Típicos de Entrada
●
Fotocelda
●
Transductor de vibración
●
Transductor óptico
●
●
Transductor de fuerza
●
●
Transductor de vacío
●
Transductor de
presión/corriente
●
●
●
Transductor de
presión/voltaje
Transmisor de presión
Transmisor de
temperatura
Transmisor de nivel
Transmisor de punto de
rocío

23. Dispositivos Típicos de Entrada
●
Termómetro infrarrojo
●
Sensor de flujo
●
Medidor de flujo
●
Galga extensiométrica
●
Celda de carga

24. Tipos de Señales
Digital o Discreta
●
●
Señal eléctrica que solamente toma dos valores
para representar los estados 0 y 1, es por eso, que
también la podremos llamar señal binaria.
Este tipo de señal eléctrica permite representar el
estado de algunos dispositivos como interruptores
que pueden estar abiertos(0) o cerrados (1) o;
energizados (1) o desenergizados (0)

25. Señal Digital o Discreta
V
“1”
“0”
Tiempo -->

26. Tipos de Señales
Analógica
●
Señal eléctrica variable en el tiempo, y puede
tomar cualquier valor dentro de un rango
determinado. Los tipos de dispositivos que
nos proporcionan este tipo de señal son
aquellos que detectan o miden las variables
de proceso como:

27. ●
Temperatura
●
Presión
●
Flujo o caudal
●
Nivel
●
Velocidad, etc.
●
Estas variables físicas pueden tomar un numero
infinito de valores en un rango, por lo que se
representan por medio de una señal eléctrica de
corriente directa cuyo valor de voltaje o corriente
es variable en el tiempo y proporcional
generalmetne a la variable física.

28. Señal Analógica
Temperatura
100°C
S.P.
80°C
S.P=
Set
Point
0
Tiempo
11
12
13
14
15
tn

29. Dispositivos Típicos de Salida
●
Indicador LED
●
Bocina
●
Timbre
●
Panel Indicador
Silbato
●
Variador de CA
●
Contactor de fuerza
●
Variador de velocidad
●
Bobina de relavador
●
Variador de frecuencia
●
Unidad de alarma
●
Válvula selenoide
●
Válvula de flujo
●
●
Arrancador de motor

30. Dispositivos Típicos de Salida
●
Transductor de I/P
●
Transductor de E/P
●
Posicionador electromagnético
●
Controlador de temperatura
●
Controlador multilazos
●
Variador de CD