ARQUITECTURA INTERNA DE UN PLC

● 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:

● 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.

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.

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

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.

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:

● 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.

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.

● 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.

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.

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

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

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.

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

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.

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.

● 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.

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.

● 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.

Dispositivos Típicos de Entrada

● Botón de empuje o pulsador

● Relevador de contactos● Interruptor selector● Interruptor de límite● Interruptor de presion● Interruptor de temperatura

● Sensor capacitivo● Sensor inductivo● Sensor magnético● Sensor fotoeléctrico● Sensor fototransistor● Sensor ultrasónico● Sensor de rayo laser● Controlador de motor

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

● Termómetro infrarrojo● Sensor de flujo● Medidor de flujo● Galga extensiométrica● Celda de carga

Dispositivos Típicos de Entrada

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)

Señal Digital o Discreta

“1”

“0”

Tiempo -->

V

Tipos de SeñalesAnalógica

● 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:

● 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.

Señal Analógica

11 12 13 14 15 tn

Tiempo

Temperatura

100°C

0

S.P. 80°C

S.P= Set Point

Dispositivos Típicos de Salida

● Válvula selenoide● Válvula de flujo● Arrancador de motor● Panel Indicador● Contactor de fuerza● Bobina de relavador● Unidad de alarma

● Indicador LED● Bocina● Timbre● Silbato● Variador de CA● Variador de velocidad● Variador de frecuencia

● Transductor de I/P● Transductor de E/P● Posicionador electromagnético● Controlador de temperatura● Controlador multilazos● Variador de CD

Dispositivos Típicos de Salida