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¿Qué es un PLC (controlador lógico programable): cómo funciona y para qué sirve?

por Erick Roch Moraguez

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Image Source: FreeImages‍

Tabla de contenidos

¿Siente curiosidad por el zumbido del término PLC pero no sabe lo que significa? En este artículo analizaremos los PLC, su historia, sus componentes y su funcionamiento. También exploraremos las ventajas de utilizar PLC, sus aplicaciones, en qué se diferencian de los microcontroladores y cómo elegir el más adecuado para su aplicación. Al final de este artículo, comprenderá mejor la tecnología que hay detrás de los PLC y su papel en los procesos industriales modernos.

Introducción al PLC

Un controlador lógico programable (PLC) es un ordenador industrial utilizado para controlar y automatizar una amplia gama de procesos industriales. Es un dispositivo digital diseñado para realizar tareas específicas, como supervisar las líneas de producción y controlar la maquinaria. Los primeros PLC se introdujeron a finales de la década de 1960 como alternativa a los sistemas de control tradicionales basados en relés. Desde entonces, se han convertido en un componente esencial en muchas industrias, como la fabricación, el transporte y la energía.

Historia del PLC

Antes de la invención de los PLC, los sistemas de control en entornos industriales dependían de sistemas basados en relés. Estos sistemas tenían limitaciones en términos de flexibilidad, velocidad y fiabilidad. A finales de los años 60, Dick Morley, un técnico de Bedford Associates, introdujo el primer PLC. El primer PLC se llamó «Modicon 084» y se utilizó para controlar el funcionamiento de una máquina en una fábrica de General Motors. Desde entonces, la tecnología PLC no ha dejado de evolucionar, y los PLC modernos son ahora capaces de controlar líneas de producción enteras con lenguajes de programación avanzados.

Componentes de un PLC

Un PLC típico consta de varios componentes, incluyendo una fuente de alimentación, una unidad central de proceso (CPU), módulos de entrada/salida (E/S) y software de programación. La fuente de alimentación proporciona la tensión necesaria para hacer funcionar el PLC, mientras que la CPU es el cerebro del PLC, responsable de ejecutar el programa de control. Los módulos de E/S se encargan de la interconexión con el entorno externo, como sensores y actuadores. El software de programación se utiliza para crear y modificar el programa de control que se ejecuta en la CPU.

¿Cómo funciona un PLC?

Los PLC funcionan leyendo señales de entrada de sensores y otros dispositivos, procesando esta información mediante un programa de control y enviando señales de salida a actuadores y otros dispositivos. El programa de control se crea utilizando software de programación, que permite al usuario crear lógica personalizada y operaciones secuenciales. El programa se almacena en la memoria del PLC y es ejecutado por la CPU. Los módulos de E/S leen las señales de entrada y las convierten en señales digitales que la CPU puede procesar. Las señales de salida se envían a los actuadores, que las convierten en acciones físicas, como mover un motor o abrir una válvula.

Ventajas de utilizar un PLC

El uso de PLC en entornos industriales tiene varias ventajas. En primer lugar, los PLC son muy fiables y pueden funcionar en entornos difíciles, como altas temperaturas o condiciones polvorientas. También son flexibles y pueden reprogramarse para realizar diferentes tareas, lo que los hace ideales para industrias con requisitos que cambian rápidamente. Además, los PLC son más rápidos que los sistemas de control tradicionales basados en relés, lo que significa que pueden responder a los cambios del entorno en tiempo real. Por último, los PLC son rentables, ya que pueden sustituir a múltiples relés y otros dispositivos de control, reduciendo el coste global del sistema de control.

Aplicaciones de PLC

Los PLCs tienen una amplia gama de aplicaciones en entornos industriales, incluyendo la fabricación, el transporte y la energía. En la fabricación, los PLC se pueden utilizar para controlar las líneas de producción, supervisar el rendimiento de los equipos y optimizar el uso de la energía. En el transporte, los PLC pueden utilizarse para controlar los semáforos, supervisar los horarios de los trenes y garantizar el funcionamiento seguro de los vehículos. En el sector energético, los PLC pueden utilizarse para supervisar y controlar la generación, distribución y consumo de energía.

Diferencia entre PLC y microcontrolador

Los PLC se comparan a menudo con los microcontroladores, que también se utilizan en la automatización industrial. Aunque ambos dispositivos pueden realizar tareas similares, existen algunas diferencias clave entre ellos. En primer lugar, los PLC están diseñados específicamente para entornos industriales, mientras que los microcontroladores se utilizan en una amplia gama de aplicaciones, incluida la electrónica de consumo.

En segundo lugar, los PLC son más fiables y pueden funcionar en entornos difíciles, mientras que los microcontroladores pueden no ser adecuados para esas condiciones. Por último, los PLC son más flexibles y pueden reprogramarse para realizar distintas tareas, mientras que los microcontroladores suelen estar diseñados para aplicaciones específicas.

Elección del PLC adecuado para su aplicación

Elegir el PLC adecuado para su aplicación puede ser una tarea difícil. Hay varios factores a considerar, incluyendo el tipo de entradas y salidas requeridas, las condiciones ambientales y los lenguajes de programación soportados por el PLC. También es importante elegir un PLC de un fabricante reputado para garantizar la fiabilidad y la asistencia técnica. Algunos de los fabricantes de PLC más conocidos son Siemens, Allen-Bradley y Schneider Electric.

Lenguajes de programación de PLC

Los PLC se pueden programar utilizando varios lenguajes de programación, incluyendo la lógica de escalera, diagramas de bloques funcionales y texto estructurado. La lógica de escalera es un lenguaje de programación gráfico que se asemeja a una escalera, donde cada «peldaño» representa una operación específica.

Los diagramas de bloques funcionales utilizan símbolos gráficos para representar funciones, mientras que el texto estructurado es un lenguaje de programación basado en texto que se asemeja a lenguajes de programación tradicionales como C y Pascal. Cada lenguaje de programación tiene sus propios puntos fuertes y débiles, y su elección depende de la aplicación específica y la experiencia de programación del usuario.

El futuro de la tecnología PLC

La tecnología de los PLC evoluciona continuamente y se añaden nuevas funciones y capacidades a los PLC modernos. Algunos de los últimos avances incluyen la integración de inteligencia artificial y aprendizaje automático, que permiten a los PLC optimizar el control de procesos y predecir fallos en los equipos. Además, los avances en la tecnología de redes han hecho posible conectar varios PLC entre sí, lo que permite crear sistemas de control más complejos e interconectados.

Conclusión

Los PLC son un componente esencial de la automatización industrial moderna, ya que proporcionan un control fiable y flexible de una amplia gama de procesos. Han evolucionado considerablemente desde su introducción a finales de la década de 1960, y los PLC modernos son capaces de controlar líneas de producción enteras con lenguajes de programación avanzados.

La elección del PLC adecuado para su aplicación requiere una cuidadosa consideración de varios factores, como las condiciones ambientales, los lenguajes de programación y el soporte del fabricante. Con la continua evolución de la tecnología PLC, podemos esperar ver características y capacidades aún más avanzadas en el futuro.

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