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PLC's: Qué son y cómo funcionan - Ingenieros de control y automatización

  • Los ingenieros de control y automatización desempeñan un papel fundamental en el diseño y desarrollo de sistemas de automatización industrial. Una de las herramientas esenciales en su trabajo son los controladores lógicos programables, también conocidos como PLC’s (por sus siglas en inglés: Programmable Logic Controllers). En este artículo, exploraremos en detalle qué son los PLC’s y cómo funcionan, destacando su importancia en el ámbito de la ingeniería de control y automatización.

¿Qué es un PLC?

Un PLC es un dispositivo electrónico programable utilizado en sistemas de control y automatización industrial. Es capaz de realizar diferentes tareas lógicas, secuenciales y de temporización, permitiendo controlar y monitorear diversos procesos en una planta de producción. Los PLC’s han reemplazado en gran medida a los sistemas de control basados en relés y temporizadores, ofreciendo mayor flexibilidad y capacidad de programación.

Componentes básicos de un PLC

Un PLC consta de varios componentes esenciales que trabajan en conjunto para su funcionamiento. Algunos de los componentes básicos son:

a.  Unidad central de procesamiento (CPU)

La CPU es el “cerebro” del PLC y se encarga de ejecutar los programas y realizar las operaciones lógicas. Controla todas las entradas y salidas del sistema y procesa la información en tiempo real.

b. Módulos de entrada y salida

Estos módulos se conectan a sensores y actuadores del sistema. Las entradas capturan las señales provenientes de los sensores, mientras que las salidas envían señales a los actuadores para controlar diferentes dispositivos en el proceso.

c. Fuente de alimentación

Proporciona la energía eléctrica necesaria para el funcionamiento del PLC

d. Memoria

El PLC cuenta con una memoria para almacenar el programa de control, datos y parámetros necesarios para su operación.

Funcionamiento de un PLC

El funcionamiento de un PLC se basa en un ciclo de escaneo continuo. A grandes rasgos, este ciclo se compone de las siguientes etapas:

Lectura de entradas: El PLC lee las señales de entrada provenientes de los sensores y las almacena temporalmente en memoria.

Ejecución del programa: La CPU ejecuta el programa de control almacenado en la memoria, realizando las operaciones lógicas y secuenciales necesarias.

Actualización de salidas: Una vez que se han procesado las entradas según el programa, el PLC actualiza las señales de salida enviadas a los actuadores.

Repetición del ciclo: El ciclo de escaneo se repite continuamente, asegurando un control y monitoreo constantes de los procesos.

Programación de PLC’s

La programación de los PLC’s se realiza utilizando lenguajes específicos, como el lenguaje de programación en escalera (Ladder), el lenguaje de instrucciones de función (Function Block) o el lenguaje de texto estructurado (Structured Text). Estos lenguajes permiten definir la lógica y las secuencias de control de manera intuitiva.

Ventajas de utilizar PLC

El uso de PLC’s ofrece numerosas ventajas en comparación con los sistemas de control convencionales. Algunas de las ventajas más destacadas son:

Flexibilidad:

Los PLC’s permiten modificar y reprogramar fácilmente las secuencias de control según los requerimientos del proceso.

Modularidad:

Es posible añadir o quitar módulos de entrada y salida según las necesidades del sistema, lo que facilita la expansión o modificación del control.

Diagnóstico y mantenimiento

Los PLC’s cuentan con herramientas de diagnóstico incorporadas que facilitan la detección y solución de problemas. Además, su mantenimiento es más sencillo que en los sistemas basados en relés.

Comunicación

Los PLC’s pueden comunicarse con otros dispositivos y sistemas, permitiendo una integración eficiente en la infraestructura de control de la planta.

Aplicaciones de los PLC’s en la industria

  • Automatización de procesos de fabricación.
  • Control de maquinaria industrial.
  • Sistemas de control de edificios.
  • Control de sistemas de energía y distribución.
  • Control de sistemas de transporte.

Tendencias futuras en el uso de PLC’s

El campo de la automatización industrial está en constante evolución, y los PLC’s siguen siendo una herramienta clave en el desarrollo de sistemas de control avanzados. Algunas de las tendencias futuras en el uso de PLC’s incluyen:

Mayor integración con tecnologías de la Industria 4.0, como el Internet de las cosas (IoT) y el análisis de datos en tiempo real.

Uso de PLC’s en sistemas de control distribuido, donde varios PLC’s colaboran para controlar un proceso complejo.

Mayor capacidad de procesamiento y almacenamiento en los PLC’s, permitiendo implementar algoritmos más sofisticados.

Importancia de los ingenieros de control y automatización

En el ámbito de la ingeniería de control y automatización, los ingenieros desempeñan un papel fundamental en el diseño, implementación y mantenimiento de sistemas de automatización. Su experiencia en programación de PLC’s y conocimiento de los procesos industriales les permite optimizar la eficiencia, calidad y seguridad en la producción.

Conclusión

Los PLC’s son dispositivos fundamentales en la ingeniería de control y automatización. Su capacidad de programación, flexibilidad y aplicaciones en diversos sectores industriales los convierten en una herramienta indispensable para los ingenieros de control. A medida que la automatización industrial avanza, los PLC’s continuarán evolucionando y desempeñando un papel clave en el desarrollo de sistemas de control avanzados.

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