CONTROLADORES LOGICOS PROGRAMABLESCarlos Ernesto Carvajal Fiamengo 18653937

Suhistoriase remonta a finales de la dcada de 1960 cuando laindustriabusc en las nuevas tecnologas electrnicas una solucin ms eficiente para reemplazar los sistemas de control basados encircuitoselctricos con rels, interruptores y otros componentes comnmente utilizados para el control de los sistemas de lgica combinacional.

Los PLC's se introdujeron por primera vez en la industria en 1960 aproximadamente. La razn principal de tal hecho fue la necesidad de eliminar el grancostoque se produca al reemplazar el complejo sistema de control basado en rels y contactores.

Los PLC fueron inventados en respuesta a las necesidades de laautomatizacinde la industria automotriz norteamericana por el ingeniero Estadounidense Dick Morley. Antes de los PLC, el control, la secuenciacin, y la lgica para lamanufacturade automviles era realizada utilizando rels, contadores, y controladores dedicados. Elprocesopara actualizar dichas instalaciones en la industria ao tras ao era muy costoso y consuma mucho tiempo, y los sistemas basados en rels tenan que ser recableados por electricistas especializados. En 1968 GM Hydramatic (la divisin de transmisiones automticas de General Motors) ofert un concurso para una propuesta del reemplazo electrnico de los sistemas cableados.

El PLC es un sistema de microprocesador; en otras palabras una computadora de tipo industrial. Tiene una Unidad central de procesamiento mejor conocido como CPU, interfaces de comunicacin, y puertos de salida y entrada de tipo digital o anlogo. Entre sus ventajas podemos mencionar:

1. Son un gasto efectivo para controlar sistemas complejos.1. Son flexibles y pueden ser aplicados para controlar otros sistemas de manera rpida y fcil.1. Su capacidad computacional permite disear controles ms complejos1. La ayuda para resolver problemas permite programar fcilmente y reduce el tiempo de inactividad del proceso.1. Sus componentes confiables hacen posible que pueda operar varios aos sin fallas.Se puede decir que en todos los PLC hay tres elementos principales de Hardware, como lo son tarjetas de entradas tarjetas de salidas y CPU. Las tarjetas de entrada tienen como objetivo convertir las seales de campos en un formato lgico de ceros y unos (0/1) que el CPU del PLC puede entender por citar un ejemplo la temperatura de un tanque se mide utilizando un termopac el cual varia el voltaje dependiendo de la temperatura censada, dicho voltaje se conecta a una tarjeta de entrada del PLC que el CP de este puede entender, convirtindolo en un valor lgico de tal manera que el controlador puede utilizar la temperatura dentro de la secuencia ya programada , el CPU tiene por objetivo interpretar y ejecutar las instrucciones almacenadas en la memoria del PLC afn de tomar decisiones de variables de campo conectadas a la tarjeta de entrada.La mayor parte de los sistemas productivos que cuentan con PLC permiten mejorar la productividad y mayor velocidad al desarrollar proyectos, tambin permite disminuir el costo de crecimiento y de mantenimiento dado que los PLC son reutilizables, tambin ayuda a reducir significativamente las mermas y evitan los errores humanos que puedan causar prdidas.Aparte de los PLC tenemos elementos que intervienen en el funcionamiento de los mismos tales como:CPU (Unidad Central de Procesos): Es un elemento inteligente que est en capacidad de leer e interpretar las instrucciones cargadas en la memoria y sobre la base de los estados de las entradas, toma de decisiones sobre las salidas.http://www.oocities.org/gabrielordonez_ve/ARQUITECTURA_PLC.htmLa CPU est formada por dos bloques o unidades fundamentales:

1. Unidad de control: Se encarga de generar todas las lneas de control y direcciones para el control y acceso correctos a la gran mayora de los dispositivos conectados a la CPU.

1. Unidad operativa: Realiza aquellas operaciones lgicas, aritmticas y de movimientos de datos necesarios para la correcta ejecucin del programa que tiene encomendado (es decir, almacenado previamente en la memoria del usuario). Dicha unidad operativa est formada, entre otros elementos por una serie de registros internos y por un mdulo principal denominado unidad aritmtica-lgica (ALU). La ALU es el centro de clculo lgico y aritmtico del autmata programable.

http://books.google.co.ve/books?id=o7yP4sPRCyEC&pg=PA132&dq=que+son+los+modulos+en+un+plc&hl=en&sa=X&ei=fv8uU7LHD47okAf4_oC4BA&ved=0CCcQ6AEwAA#v=onepage&q=que%20son%20los%20modulos%20en%20un%20plc&f=falseDe esta manera la CPU posee modulos de entrada y salidas la cual son tarjetas electrnicas que proporcionan el vnculo entre la CPU del controlador programable y los dispositivos de campo del sistema. A travs de ellas se origina el intercambio de informacin, ya sea con la finalidad de adquirir de datos, o para el mando o control de las mquinas presentes en el proceso. Estos se encargan de: Amplificar la seal de entrada proveniente del dispositivo sensor. Adaptar los niveles de tensin de dicha seal. Filtrar la seal. Codificar la seal para que sea procesada de forma adecuada por la CPU.Otro de los elementos importantes dentro de los controladores lgicos programables tenemos los temporizadores los mismos son un dispositivo capaz de retardar una orden de salida (activacin o desactivacin) durante un tiempo, en respuesta a una seal de mando de entradas. En otras palabras puede decirse que, son funciones de programacin que permiten el control de acciones especficas en funcin del tiempo. La cantidad de temporizadores que se podrprogramar con el PLC depender de su tamao. A continuacin se hace referencia a tres funciones distintas de temporizacin [6]:1. Temporizador de Impulso (T): la salida se mantiene activa mientras dure la seal de mando (entrada) hasta un cierto tiempo mximo denominado tiempo de impulso. (Figura 2 A)1. Temporizador con Retardo a la Conexin (TON): la salida se retarda (demora la subida de la salida) hasta que transcurra el tiempo de retardo. (Figura 2 B)1. Temporizador con Retardo a la Desconexin (TOFF): la salida conecta al mismo tiempo que se activa la entrada y se mantiene hasta un tiempo (tiempo de desconexin) de caer aquella. (Figura 2 C)

Figura 2: Diagrama de 3 tipos de TemporizadoresFuente:http://electricidad.utpuebla.edu.mx/Manuales%20de%20asignatura/5to%20cuatrimestre/Control%20logico%20programable.pdf

Un contador es utilizado para contar unidades o procesos, es decir, que son capaces de llevar el cmputo de las activaciones de sus entradas, por lo que resulta adecuado para memorizar sucesos que no tengan que ver con el tiempo pero que se necesite realizar un determinado nmero de veces. La mayora de los PLC cuentan con CTU y CTD, su funcin es similar excepto que uno contar hacia arriba y otro hacia abajo. Los contadores tienen un registro comn en la cual almacena la cuenta del contador.Cabe destacar que a todos los registros de estos elementos son almacenados en la memoria es el almacn donde el PLC guarda todo cuanto necesita para ejecutar la tarea de control. En general podemos dividir la demanda de memoria en dos grandes grupos: Datos del proceso. 1. Seales de planta, entradas y salidas. 1. Variables internas, de bit y de palabra. 1. Datos alfanumricos y constantes. Datos de control: 1. Instrucciones de usuario (programa)1. Configuracin Controlador Lgico Programable (modo de funcionamiento, nmero de e/s conectadas, entre otros.)Los procesos que se ejecutan en un PLC se encuentran definidos por ciclos, que permiten especificar el patrn bajo el cual se realiza un proceso, con el fin de que se ejecute siempre de la misma manera, para no producir cambios que alteren el funcionamiento del PLC. Los Controladores lgicos programables son mquinas secuenciales que deben modelar sistemas que son, muchas veces, de evolucin concurrente.

Figura 3: Ciclo de funcionamiento de un PLCFuente: http://dsi.fceia.unr.edu.ar/downloads/digital_I/Apunte_PLC.pdf

Para todo este funcionamiento tenemos lenguajes que ayudan a la programacin del mismo. Cabe destacar que estos lenguajes estn bajo estndares internacionales la cual rigen este funcionamiento. El lenguaje de bloques funcionales es el mas sencillo en cuanto a representacin y comprensin de la secuencia lgica y lista de instrucciones del mismo.

Es un lenguaje grfico que permite al usuario construir procedimientos complejos mediante la unin de bloques funcionales prediseados. Este lenguaje grfico tambin describe una funcin entre las variables de entrada y variables de salida, como un conjunto de bloques elementales, que estn conectados por lneas de conexin, al igual que un circuito elctrico.Generalmente utilizan smbolos lgicos para representar al bloque de funcin. Las salidas lgicas no requieren incorporar una bobina de salida, porque la salida es representada por una variable asignada a la salida del bloque. El diagrama de funciones lgicas, resulta especialmente cmodo de utilizar, a tcnicos habituados a trabajar con circuitos de puertas lgicas, ya que la simbologa usada en ambos es equivalente. Adicionalmente a las funciones lgicas estndares y especficas del vendedor, el lenguaje FBD de la Norma IEC 1131-3 permite al usuario construir sus propios bloques de funciones, de acuerdo a los requerimientos del programa de control.Los bloques funcionales son los equivalentes de los circuitos integrados usados en electrnica, ICs, que representan funciones de control especializadas. Los bloques funcionales contienen tanto datos como instrucciones, pudiendo guardar los valores de dichas variables entre sucesivas ejecuciones (que es una de las diferencias con las funciones). Se dice por tanto que los bloques funcionales tienen memoria, caracterstica que les confiere un gran potencial de uso.

REFERENCIAS

Bloques funcionales de programacin del PLCs. Disponible en:http://www.buenastareas.com/ensayos/Bloques-Funcionales-De-Programacion-Del-Plc/1375577.htmlFecha de consulta: 05/11/2014

http://datateca.unad.edu.co/contenidos/2150512/ContenidoLinea/leccin_1632__diagrama_de_bloques_funcionales_function_block_diagram__fbd.htmlFecha de consulta: 07/05/2015Consulta: Programacin de PLCs

Annimo. Programable PLC. Consultado el 25 de Abril de 2015. [En lnea]. Disponible en: http://catarina.udlap.mx/u_dl_a/tales/documentos/lmt/maza_c_ac/capitulo4.pdf

Villajulca, Jos. Estructura de un PLC: MDULOS O INTERFACES DE ENTRADA Y SALIDA (E/S). Consultado el 25 de Abril de 2015. [En lnea]. Disponible en: http://www.instrumentacionycontrol.net/cursos-libres/automatizacion/curso-de-plcs-avanzado/item/660-estructura-de-un-plc-m%C3%B3dulos-o-interfases-de-entrada-y-salida-e-s.html

Ordonez, Gabriel. ARQUITECTURA DE LOS CONTROLADORES LGICOS PROGRAMABLES (PLC) Consultado el 25 de Abril de 2015. [En lnea]. Disponible en: http://www.oocities.org/gabrielordonez_ve/ARQUITECTURA_PLC.htm