Computador industrial y PLCIngenierıa Mecatronica

Automatizacion industrialEscobar Contreras Andrea Carolina 1801789, u1801789@unimilitar.edu.coMino Rubiano Wilhelm Andrewy 1801703, u1801703@unimilitar.edu.co

UNIVERSIDAD MILITAR NUEVA GRANADA

Una de las primeras fases para el desarrollo de un proceso industrial es la seleccion del sistema de control inteligente queeste debera implementar; existen actualmente en el mercado distintos sistemas de control y para un ingeniero es de importanciallevar a cabo un analisis y comparacion de caracterısticas que pueda diferenciar tecnologıas en cuanto a operacion, servicio,integracion de sistemas, seguridad, programacion y costo. En este documento se presenta entonces un analisis de los sistemas decomputadores industriales y PLC que se encuentran actualmente en el mercado y los cuales presentan mayor implementacionen el sector industrial. [1]

Los PLC (Controladores logicos programables) que ha ido evolucionando desde principios de los anos 70‘s basados en unprocesador hasta la creacion de distribuciones de redes que comunican los automatas programables con los dispositivos decampo, fueron empleados en el campo de proceso y automatizacion desde pequenos desarrollos hasta el control de empresas agrande escala. Su desarrollo se baso en ser una alternativa agil, flexible y con alta seguridad y compatibilidad entre dispositivosde varias companıas.[2][3]

El PLC puede tener un concepto de un equipo electronico programable en lenguaje no informatico [3] como un mini-computador encaminado a dar confianza y rendimiento en un ambiente industrial, soportando condiciones adversas que sepueden encontrar en ambientes tecnicos, leyendo sensores digitales y analogicos, programas de control y realizando calculosmatematicos, que conllevan a controlar hardware como valvulas, luces, reles y servomotores, trabajando a un tiempo muycercano al tiempo real. Aun cuando el PLC ofrece multitud de ventajas existe una falencia en la comunicacion y transferenciade informacion y senales, pues son necesarios paquetes de software para realizar dicha accion a una velocidad limitada. [2]

Los PLC estan constituidos por una estructura logica liderada por una CPU y que conlleva a los perifericos y las comunica-ciones; dicha estructura realiza un procesamiento cıclico del programa e implica una diversidad de lenguajes de programacionsegun las necesidades o conocimiento del personal entrenado para su uso; el lenguaje de programacion de estos sistemasprogramables se basa en la estructura de los paneles de switches y reles que el sistema inicialmente reemplazo. La configuracionfısica varıa segun su aplicacion y magnitud del proceso a controlar.[9]

Por otro lado se encuentran los computadores industriales que son sistemas electronicos de control que como equiposrobustos pueden soportar ambientes adversos, ofreciendo una capacidad de expansion, flexibilidad, fiabilidad y alta calidaden la aplicacion donde se implemente; este tipo de computadores suele ser de alto desarrollo tecnologico en la industria quecompone sistemas de control, siendo una tecnologıa que no presenta limitacion para el calculo de reguladores analogicos;permitiendo algoritmos de control avanzados y complejos, integrando las plantas de fabricacion y la gestion de produccion.[5]

Su aceptacion en el mercado comenzo en 1980 cumpliendo la funcion de visualizacion y depuracion de programas de controlasociados a los PLC, DCS, CNC y otros sistemas; su interseccion en el mercado aumento debido a su capacidad de memoria,velocidad de operacion y bajo costo; llevando a cabo tareas avanzadas de operacion en tiempo real y gestion de procesos enaplicaciones de programas informaticos (SCADA).[4][5]

Existe gran variedad en lo que a computadores industriales se refiere; cada tipo de pc industrial ofrece caracterısticasespecıficas segun sea la necesidad del proceso en el que se desea implementar. Las caracterısticas de un pc industrial sonmultiples y van desde la solidez mecanica y electrica hasta la autoproteccion ante los diferentes tipos de ambientes que seencuentran en la industria; ya sean condiciones de ruido, altas temperaturas, o variaciones bruscas del ambiente y la capacidadde soportar software con respuestas en tiempo real.[6]

Basandose entonces en las caracterısticas presentadas y en los parametros ingenieriles especificados al inicio del documento¿Cual sera la mejor decision en cuanto a los sistemas de control dentro de un proceso?

En cuanto a la operacion del sistema de control y basandose en como actuar y como procesara las instrucciones de lastareas, el PLC tiene un software para activar el sistema en tiempo real con un procesador dedicado exclusivamente a asegurarla fiabilidad del sistema sin necesidad de inicializar antivirus o actualizaciones de los software.[12]

El pc industrial como componente mas alto de la piramide de sistemas de control industrial puede tener una funcionalidadigual al tiempo real que ejecuta los PLC sin que su sistema operativo falle ante las interrupciones. [12]

Otro parametro de gran importancia es la robustez de los sistemas; empezando por los PC industriales que ofrecen opcionesde unidades de estado solido sin necesidad de refrigeracion, soportando caracterısticas industriales ya comentadas en estedocumento pero con desventajas en cuanto a vibraciones, mientras los PLC tienen mayor durabilidad debido a las unidadesno moviles de los mismos.[12]

La facilidad de costo y mantenimiento se basa en la reparacion en su vida util; mientras los PLC ofrecen modulos que sepueden cambiar con facilidad y reduciendo tiempos de inactividad, los PC industriales no poseen repuestos a largo plazo y nogeneran una copia exacta del hardware y firmware.[12]

En contexto la integracion de los hardware como son las memorias y los perifericos son decididos por el ingeniero quese encuentra implementando el sistema, tanto el PC y el PLC ofrecen caracterısticas para controlar multiples dispositivosa traves de redes de comunicacion industriales (SERCOS, Profibus, DeviceNet, CANbus, Ethernet, SERCOS III, Profinet,IP y EtherCAT) como se mencionaba anteriormente los PLC incluyen en su sistemas buses de campos mientras que los PCindustriales necesitan tarjetas adicionales, aunque posee interfaces como USB, FireWire y Ethernet inalambrica dando al usuariomas accesibilidad al sistema. Los PLC por otro lado no pueden manejar alta resoluciones, poseen un almacenamiento limitadoy baja velocidad de procesamiento, por ello es aquı donde los PLC necesitan a un PC para manejar la memoria y ofrecer asıuna interfaz para las aplicaciones.[12]

Los pc industriales y los PLC no compiten por el mismo tipo de aplicaciones cuando se presenta una arquitectura PC-PLC,pues entre ellos cooperan para una mejora dentro del proceso de produccion; siendo el PLC el encargado de mejorar el resultadocon elementos de planta y se expande segun las necesidades o el desarrollo del entorno, mientras el computador industrial seencarga de las tareas de comunicacion con el PLC para anadir al sistema una mayor potencia de calculo y una interfaz masamistosa para el desarrollador. [4]

I. REFERENCIAS

[1] 7. - El computador en el control de procesos industriales.- [Consultado 14 de Agosto de 2015]. Disponible en inter-net:http://automata.cps.unizar.es/Historia/Webs/computador en el control de proc.htm

[2] Que es un PLC (basico) [Consultado 14 de Agosto de 2015]. Disponible en internet:http://www.rocatek.com/forum plc1.php

[3] EL PLC [Consultado 14 de Agosto de 2015]. Disponible en internet:http://www.grupo-maser.com/PAG Cursos/Auto/auto2/auto2/PAGINA20PRINCIPAL/PLC/plc.htm

[4] PC industriales [Consultado 14 de Agosto de 2015]. Disponible en internet:http://www.uv.es/rosado/courses/sid/Capitulo5PCind.pdf

[5] Computadores industiales [Consultado 14 de Agosto de 2015]. Disponible en internet:http://www.logicelectronic.com/productos/COMPUTO INDUST.htm

[6] PC industrial [Consultado 14 de Agosto de 2015]. Disponible en internet:http://www.inves.es/web/inves/pc-industrial1

[7] Equipos para la automzatizacion industrial [Consultado 14 de Agosto de 2015]. Disponible en internet:http://tv.uvigo.es/uploads/material/Video/1382/ISAD Tema3 2.pdf

[8] Inside Machines: PC versus PLC: Comparing control options [Consultado 14 de Agosto de 2015]. Disponible en inter-net:http://www.controleng.com/search/search-single-display/inside-machines-pc-versus-plc-comparing-control-options/9bf8690c6f23b11370bec90b52cb15c9.html

[9] PC vs PLC: key factors in comparing control options [Consultado 14 de Agosto de 2015]. Disponible en inter-net:http://www.automation.com/pdf articles/Rexroth PLCvsPC L.pdf

[10] PC-Based controls vs PLC-Based controls for machine automation [Consultado 14 de Agosto de 2015]. Disponible en in-ternet:http://www.bastiansolutions.com/blog/index.php/2013/04/24/pc-based-controls-vs-plc-based-controls-for-machine-automation/

[11] PC vs. PLC: Comparing control options [Consultado 14 de Agosto de 2015]. Disponible en internet:http://www.msalah.com/A/PCvsPLC.pdf

[12] PLCs vs. industrial PCs for automation today, part 1 [Consultado 14 de Agosto de 2015]. Disponible en inter-net:http://www.innovasic.com/news/industrial-ethernet/plcs-vs-industrial-pcs-for-automation-today-part-1/

[13] Diseno, instalacion y mantenimiento de sistemas de AUTOMATIZACION INDUSTRIAL [Consultado 14 de Agosto de2015]. Disponible en internet:http://www.infoplc.net/files/documentacion/automatas/infoPLC net PCindustriales ARosado.pdf

[14] PC vs. PLC: Key Factors in Comparing Control Options [Consultado 14 de Agosto de 2015]. Disponible en inter-net:http://www.controldesign.com/whitepapers/2012/120716-rexroth-plc-vs-pc/