¿Qué es un sistema PLC?

En términos sencillos, un sistema PLC (controlador lógico programable) es un ordenador industrial robusto. Se desarrolló por primera vez para la industria de fabricación de automóviles con el fin de sustituir los complejos sistemas lógicos de relés cableados por una solución electrónica más flexible y fiable. El primer sistema PLC se llamó Modicon 084 y fue inventado en Bedford Associates por Dick Morley en 1968. [1]

Hoy en día, los sistemas PLC varían en tamaño y capacidad para adaptarse a las distintas necesidades industriales, desde aplicaciones a pequeña escala hasta operaciones a gran escala.

El objetivo principal de un sistema PLC es automatizar y controlar procesos de fabricación como líneas de montaje, cintas transportadoras, dispositivos robóticos, etc. [2]

Otros propósitos principales incluyen la recepción de señales de entrada de sensores y otros dispositivos, el procesamiento de la información y la ejecución de comandos específicos para controlar los dispositivos de salida. Como resultado, los PLC pueden gestionar eficazmente diversas tareas como la regulación de la temperatura, la presión, el flujo y el movimiento en las instalaciones de fabricación y procesamiento. Además, los PLC pueden realizar operaciones lógicas, funciones de temporización, manipulación de datos y comunicación con otros sistemas de control.

Otro propósito clave de un PLC es proporcionar flexibilidad en la programación y reprogramación de la lógica de control para satisfacer los requisitos cambiantes del entorno de producción. Esta adaptabilidad permite a las industrias modificar y actualizar fácilmente sus sistemas de control sin necesidad de grandes recableados o cambios de hardware.

Los sistemas PLC se utilizan en una amplia gama de industrias y aplicaciones. El uso más común de los PLC es en instalaciones de fabricación y procesamiento. Los PLC también se utilizan habitualmente en la industria del automóvil para controlar el montaje de vehículos.

Otros usos son los siguientes

• Alimentación y bebidas: regulan la producción y el envasado de productos
• Industria farmacéutica: regulan la producción de medicamentos y garantizan el cumplimiento de normas reglamentarias estrictas
• Transporte: control de semáforos, sistemas de señalización ferroviaria y vehículos de guiado automático (AGV) en operaciones de logística y almacenamiento
• Petróleo y gas: supervisan y controlan las operaciones de perforación, los procesos de refinería y el transporte por oleoducto
• Servicios públicos y energía: se utilizan para supervisar y controlar la distribución de energía, el tratamiento del agua y los sistemas de calefacción, ventilación y aire acondicionado

Un sistema PLC típico consta de: dispositivos de entrada como sensores e interruptores, dispositivos de salida como motores y válvulas, una unidad central de procesamiento (CPU), una unidad de memoria, una interfaz hombre-máquina, un dispositivo de programación y módulos de E/S (entrada y salida). [3]

La función básica de un PLC es supervisar el estado de los dispositivos de entrada y controlar el estado de los dispositivos de salida basándose en un conjunto de instrucciones preprogramadas. Cuando un PLC se enciende, comienza a escanear sus entradas y a ejecutar la lógica programada en su memoria. Esta lógica suele crearse utilizando la lógica de escalera, un lenguaje de programación gráfico que representa los circuitos y la lógica de relés de una forma fácil de entender para técnicos e ingenieros. El PLC supervisa continuamente el estado de sus dispositivos de entrada y actualiza su memoria interna para reflejar el estado actual de estos dispositivos. A continuación, utiliza esta información para ejecutar las funciones de control apropiadas, como encender un motor, abrir una válvula o activar una alarma.

Los PLC también pueden realizar tareas más complejas, como el registro de datos, la comunicación con otros dispositivos y la implementación de enclavamientos de seguridad para proteger al personal y los equipos.

A menudo se confunde un PLC con un PC. Aunque tanto el PLC como el PC (ordenador personal) se clasifican como dispositivos informáticos, tienen algunas diferencias.

En primer lugar, funcionan de forma distinta. Los PLC suelen ejecutar un sistema operativo en tiempo real (RTOS) optimizado para el control determinista de procesos físicos. Esto significa que un PLC puede ejecutar instrucciones con una sincronización precisa, lo que garantiza que los equipos conectados funcionen sincronizados y respondan a las entradas de forma coherente y fiable. Por otro lado, un PC suele ejecutar un sistema operativo de propósito general, como Microsoft Windows, macOS o Android, que no está diseñado para el control en tiempo real y puede experimentar retrasos en la ejecución de tareas.

La segunda diferencia clave son los componentes de hardware y las opciones de conectividad. Los PLC están equipados con módulos especializados de entrada/salida que les permiten interactuar directamente con sensores, actuadores, motores y otros dispositivos industriales. También incorporan puertos de comunicación para conectarse a dispositivos de campo y sistemas de control de nivel superior. En cambio, los PC dependen de periféricos externos, como interfaces USB y adaptadores de red, para conectarse a dispositivos externos. Además, los PLC suelen tener fuentes de alimentación redundantes y admiten módulos intercambiables en caliente para garantizar un funcionamiento continuo en aplicaciones críticas.

Los PLC ofrecen numerosas ventajas, entre ellas

• Flexibilidad: los sistemas PLC son muy flexibles y pueden reprogramarse fácilmente para diferentes procesos u operaciones
• Fiabilidad - conocidos por su alta fiabilidad y diseño robusto, los PLC pueden soportar entornos industriales difíciles, incluidas temperaturas extremas [4]
• Rentabilidad: los sistemas PLC pueden ayudar a reducir los costes generales al minimizar el tiempo de inactividad, aumentar la eficiencia operativa y requerir menos mantenimiento en comparación con los sistemas tradicionales controlados por relé
• Facilidad de resolución de problemas: los sistemas PLC proporcionan mensajes de error y diagnósticos detallados, lo que facilita la identificación y rectificación de cualquier problema en el sistema.
• Supervisión y control remotos: los sistemas PLC permiten la supervisión y el control remotos de los procesos, lo que permite realizar ajustes y solucionar problemas en tiempo real sin necesidad de personal in situ
• Seguridad: los sistemas PLC pueden programarse para incluir funciones de seguridad, como paradas de emergencia o sistemas de alarma, para mejorar la seguridad en el lugar de trabajo y evitar accidentes

1. Wikipedia. (2024.). Controlador lógico programable. Consultado el 29 de julio de 2024 . https://en.wikipedia.org/wiki/Programmable_logic_controller
2. Tabla PLC. (s.f.). Siemens PLC. Consultado el 29 de julio de 2024, de: https://www.plctable.com/siemens-plc/
3. OMRON. (s.f.). Controladores lógicos programables (PLC). Consultado el 29 de julio de 2024, de: https://industrial.omron.co.uk/en/products/programmable-logic-controllers
4. TechTarget (2024.) Controladores lógicos programables (PLC). Consultado el 29 de julio de 2024, del sitio: https://www.techtarget.com/whatis/definition/programmed-logic-controller-PLC