Introduccin al Control Lgico ProgramableHasta no hace mucho tiempo el control de procesos industriales se vena haciendo de forma cableada por medio de contactores y relees. Al operario que se encontraba a cargo de este tipo de instalaciones, se le exiga tener altos conocimientos tcnicos para poder realizarlas y posteriormente mantenerlas. Adems cualquier variacin en el proceso supona modificar fsicamente gran parte de las conexiones de los montajes, siendo necesario para ello un gran esfuerzo tcnico y un mayor desembolso econmico. En la actualidad no se puede entender un proceso complejo de alto nivel desarrollado por tcnicas cableadas. El ordenador y los Controladores Lgicos Programables han intervenido de forma considerable para que este tipo de instalaciones se hayan visto sustituidas por otras controladas de forma programada.

El Controlador Lgico Programable (PLC) naci como solucin al control de circuitos complejos de automatizacin. Por lo tanto se puede decir que un PLC no es ms que un aparato electrnico que sustituye los circuitos auxiliares o de mando de los sistemas automticos. A l se conectan los captadores (finales de carrera, pulsadores, etc.) por una parte, y los actuadores (bobinas de contactores, lmparas, pequeos receptores, etc.) por otra.

Los PLC se introdujeron por primera vez en la industria en 1960 aproximadamente. La razn principal de tal hecho fue la necesidad de eliminar el gran costo que se produca al reemplazar el complejo sistema de control basado en relees y contactores. Bedford Associates propuso algo denominado Controlador Digital Modular (MODICON, Modular Digital Controler) a un gran fabricante de coches. Otras compaas propusieron a la vez esquemas basados en ordenador, uno de los cuales estaba basado en el PDP-8. El MODICON 084 (Scheider) result ser el primer PLC del mundo en ser producido comercialmente.

El problema de los rels era que cuando los requerimientos de produccin cambiaban tambin lo haca el sistema de control. Esto comenz a resultar bastante caro cuando los cambios fueron frecuentes. Dado que los rels son dispositivos mecnicos y poseen una vida limitada se requera un estricto mantenimiento planificado. Por otra parte, a veces se deban realizar conexiones entre cientos o miles de rels, lo que implicaba un enorme esfuerzo de diseo y mantenimiento.Los "nuevos controladores" deban ser fcilmente programables por ingenieros de planta o personal de mantenimiento. El tiempo de vida deba ser largo y los cambios en el programa tenan que realizarse de forma sencilla. Finalmente se impona que trabajaran sin problemas en entornos industriales adversos. La solucin fue el empleo de una tcnica de programacin familiar y reemplazar los rels mecnicos por rels de estado slido.

A mediados de los 70 las tecnologas dominantes de los PLC eran mquinas de estado secuencial y CPU basadas en desplazamiento de bit. Los microprocesadores convencionales cedieron la potencia necesaria para resolver de forma rpida y completa la lgica de los pequeos PLC. Por cada modelo de microprocesador haba un modelo de PLC basado en el mismo. Las habilidades de comunicacin comenzaron a aparecer en 1973 aproximadamente. El primer sistema fue el bus Modicon (Modbus). El PLC poda ahora dialogar con otros PLC y en conjunto podan estar aislados de las mquinas que controlaban. Tambin podan enviar y recibir seales de tensin variables, entrando en el mundo analgico. Desafortunadamente, la falta de un estndar acompaado con un continuo cambio tecnolgico ha hecho que la comunicacin de PLC sea un maremagnum de sistemas fsicos y protocolos incompatibles entre si. No obstante fue una gran dcada para los PLC. En los 80 se produjo un intento de estandarizacin de las comunicaciones con el protocolo MAP (Manufacturing Automation Protocol) de General Motor's. Tambin fue un tiempo en el que se redujeron las dimensiones del PLC y se pas a programar con programacin simblica Elementos y Equipos Electricos - 203 - a travs de ordenadores personales en vez de los clsicos terminales de programacin. Hoy da el PLC ms pequeo es del tamao de un simple relee.Los 90 han mostrado una gradual reduccin en el nmero de nuevos protocolos, y en la modernizacin de las capas fsicas de los protocolos ms populares que sobrevivieron a los 80. El ltimo estndar (IEC 1131-3) intenta unificar el sistema de programacin de todos los PLC en un nico estndar internacional. Ahora disponemos de PLC's que pueden ser programados en diagramas de bloques, lista de instrucciones y texto estructurado al mismo tiempo.Los PC estn comenzando a reemplazar al PLC en algunas aplicaciones, incluso la compaa que introdujo el Modicon 084 ha cambiado al control basado en PC. Por lo cual, no sera de extraar que en un futuro no muy lejano el PLC desaparezca frente al cada vez ms potente PC, debido a las posibilidades que los ordenadores pueden proporcionar.Entre las principales ventajas tenemos: Menor tiempo de elaboracin de proyectos. debido a que no es necesario dibujar el esquema de contactos Posibilidad de aadir modificaciones sin costo aadido en otros componentes. Mnimo espacio de ocupacin. Menor costo de mano de obra de la instalacin Mantenimiento econmico. Posibilidad de gobernar varias mquinas con el mismo PLC Menor tiempo de puesta en funcionamiento.

Si el PLC queda pequeo para el proceso industrial puede seguir siendo de utilidad en otras mquinas o sistemas de produccin. Entre los inconvenientes podemos citar el Adiestramiento de tcnicos y su costo. Al da de hoy estos inconvenientes se van haciendo cada vez menores, ya que todos los PLC comienzan a ser mas sencillos de programar, algunos se los programa con smbolos. En cuanto al costo tampoco hay problema, ya que hay Controladores Lgicos Programables para todas las necesidades y a precios ajustados.

DEFINICIONQu es un PLC?Segn lo define la Asociacin Nacional de Fabricantes Elctricos de los Estados Unidos un PLC Programable Logic Controller (Controlador Lgico Programable) es un dispositivo digital electrnico con una memoria programable para el almacenamiento de instrucciones, permitiendo la implementacin de funciones especficas como ser: lgicas, secuenciales, temporizadas, de conteo y aritmticas; con el objeto de controlar mquinas y procesos. Tambin se puede definir como un equipo electrnico, el cual realiza la ejecucin de un programa de forma cclica. La ejecucin del programa puede ser interrumpida momentneamente para realizar otras tareas consideradas ms prioritarias, pero el aspecto ms importante es la garanta de ejecucin completa del programa principal. Estos controladores son utilizados en ambientes industriales donde la decisin y la accin deben ser tomadas en forma muy rpida, para responder en tiempo real. Los PLC son utilizados donde se requieran tanto controles lgicos como secuenciales o ambos a la vez.Campos de aplicacin El PLC por sus especiales caractersticas de diseo tiene un campo de aplicacin muy extenso. La constante evolucin del hardware y software ampla constantemente este campo, para poder satisfacer las necesidades que se detectan en el espectro de sus posibilidades reales. Su utilizacin se da fundamentalmente en aquellas instalaciones en donde es necesario un proceso de maniobra, control y sealizacin. Por tanto, su aplicacin abarca desde procesos de fabricacin industriales de cualquier tipo a transformaciones industriales, o control de instalaciones, entre otras. Sus reducidas dimensiones, la extremada facilidad de su montaje, la posibilidad de almacenar los programas para su posterior y rpida utilizacin, la modificacin o alteracin de los mismos, hace que su eficacia se aprecie principalmente en procesos en que se producen necesidades tales como: Espacio reducido Procesos de produccin peridicamente cambiantes Procesos secuenciales Maquinaria de procesos variables Instalaciones de procesos complejos y amplios Chequeo de programacin centralizada de las partes del procesoEjemplos de aplicaciones generales: Maniobra de mquinas Maquinaria industrial de plstico Mquinas transfer Maquinaria de embalajes Maniobra de instalaciones: instalacin de aire acondicionado, calefaccin Instalaciones de seguridad Sealizacin y controlVentajas e inconvenientes Sabemos que no todos los autmatas ofrecen las mismas ventajas sobre la lgica cableada, ello es debido, principalmente, a la variedad de modelos existentes en el mercado y las innovaciones tcnicas que surgen constantemente. Tales consideraciones obligan a referirse a las ventajas que proporciona un autmata de tipo medio.Ventajas Menor tiempo empleado en la elaboracin de proyectos, debido a que no es necesario dibujar previamente el esquema de contactos, es preciso simplificar las ecuaciones lgicas, ya que por lo general la capacidad de almacenamiento del mdulo de memoria es lo suficientemente grande. La lista de materiales queda sensiblemente reducida, y al elaborar el presupuesto correspondiente eliminaremos parte del problema que supone el contar con diferentes proveedores, distintos plazos de entrega. Posibilidad de introducir modificaciones sin cambiar el cableado ni aadir aparatos. Mnimo espacio del tablero donde se instala el autmata programable. Menor costo de mano de obra de la instalacin. Economa de mantenimiento. Adems de aumentar la fiabilidad del sistema, al eliminar contactos mviles, los mismos autmatas pueden indicar y detectar averas. Posibilidad de gobernar varias mquinas con un mismo autmata. Menor tiempo para la puesta en funcionamiento del proceso al quedar reducido el tiempo de cableado. Si por alguna razn la mquina queda fuera de servicio, el autmata sigue siendo til para otra mquina o sistema de produccin. Inconvenientes Como inconvenientes podramos hablar, en primer lugar, de que hace falta un programador, lo que obliga a adiestrar a uno de los tcnicos en tal sentido. Esta capacitacin puede ser tomada en distintos cursos, inclusive en universidades. El costo inicial.Resea HistricaLos PLC fueron introducidos a fines de los aos 60. La razn de su aparicin fue la necesidad de eliminar los complicados y costosos sistemas de control de mquinas basados en rels. Bedfor Associates propuso algo llamado Controlador Modular Digital (MODICON) a la General Motors. Al mismo tiempo, otras compaas propusieron esquemas basados en computadoras, uno de los cuales fue PKP-8. El MODICOM084 lleg a ser el primer PLC en produccin a escala comercial.Cuando hay cambios en los requerimientos de produccin, stos involucran al sistema de control. Estas modificaciones llegan a ser muy caras si los cambios requeridos son frecuentes. Debido a que los rels son aparatos mecnicos, stos tienen una vida limitada que obliga a apegarse a estrictos programas de mantenimiento. El encontrar las fallas en uno de estos sistemas, es una tarea complicada cuando involucra una cantidad importante de rels.Estos nuevos controladores deban ser fciles de programar por los ingenieros de mantenimiento o de planta. Tambin deban ser capaces de funcionar en los agresivos ambientes industriales. La forma de lograr esto fue usar tcnicas de programacin con las que los programadores estaban familiarizados y reemplazar los rels mecnicos con elementos electrnicos de estado slido.A mediados de los aos 70 los PLC comenzaron a tener habilidades de comunicacin. El primer sistema de comunicacin fue el MODBUS de MODICON. Ahora los controladores se podan comunicar entre s para coordinar el accionar de un conjunto de mquinas. Tambin se les agregaron capacidades de transmitir y recibir voltajes variables que le permitan recibir seales analgicas. Desdichadamente, la carencia de estandarizacin en estos sistemas, unido a los protocolos y redes fsicas, origin la decadencia de su aplicacin.Durante los aos 80 se apreci un intento por estandarizar las comunicaciones con el protocolo de automatizacin de manufactura de la General Motors (MAP) Al mismo tiempo, se tendi a la miniaturizacin de los equipos y la utilizacin de lenguajes simblicos de programacin en computadoras personales o programadoras porttiles. Hoy en da los PLC ms pequeos son de tamao de un slo rel.En los 90 se ha visto una reduccin gradual en la introduccin de protocolos nuevos, y la modernizacin de las capas fsicas de algunos de los protocolos ms populares que sobrevivieron a los aos 80. El ltimo modelo ha tratado de reunir los lenguajes de los PLC bajo un estndar internacional nico.Ahora se cuenta con controladores programables con funcin de diagramas de bloques, lista de instrucciones, lenguajes de programacin C o texto estructurado, todo al mismo tiempo. Tambin se ha visto que se estn introduciendo computadoras personales para reemplazar en algunas aplicaciones especficas a los PLC. Es el caso de la General Motors, que ha llevado sus sistemas a control basado en computadoras.