Controlador lógico programable para niños
Un controlador lógico programable, más conocido como PLC (por sus siglas en inglés programmable logic controller), es como el cerebro de las máquinas en las fábricas. Es una computadora especial que se usa en la automatización industrial para controlar procesos que combinan electricidad, mecánica, aire a presión (neumática) o líquidos a presión (hidráulica). Por ejemplo, los PLC controlan la maquinaria en las líneas de montaje o en otros procesos de producción.
Los PLC se usan en muchas industrias y en diferentes tipos de máquinas. A diferencia de las computadoras que usamos en casa, los PLC están diseñados para manejar muchas señales de entrada y salida al mismo tiempo. También pueden funcionar en temperaturas extremas, son resistentes al ruido eléctrico y soportan vibraciones y golpes. Los programas que controlan las máquinas se guardan en memorias especiales que no se borran fácilmente. Un PLC es un ejemplo de un sistema de tiempo real, lo que significa que debe responder a las señales de entrada muy rápido para que todo funcione correctamente.
Contenido
Historia del PLC
¿Cuándo y por qué surgieron los PLC?
La historia de los PLC comenzó a finales de los años 1960. En ese tiempo, las industrias buscaban nuevas tecnologías electrónicas para reemplazar los sistemas de control antiguos. Estos sistemas usaban muchos relés (interruptores eléctricos) y cables, lo que los hacía complicados y difíciles de modificar.
El primer PLC: Un invento para la industria automotriz
En 1968, una empresa llamada Hydramatic Corporation, que fabricaba transmisiones para General Motors, pidió ideas para un sistema electrónico que reemplazara sus controles basados en relés. La mejor propuesta vino de Bedford Associates. El resultado fue el primer PLC, llamado 084, porque fue el proyecto número 84 de Bedford Associates.
Bedford Associates creó una nueva empresa, Modicon (que significa MOdular DIgital CONtroler), dedicada a este nuevo producto. Una persona clave en este proyecto fue Dick Morley, a quien se le considera el "padre" del PLC. La marca Modicon fue vendida varias veces y hoy pertenece a la compañía francesa Schneider Electric.
Desarrollo y programación de los PLC
¿Cómo se programan los PLC modernos?
Los PLC de hoy en día se pueden programar de varias maneras. Una forma común es usando "diagramas de contactos", que parecen circuitos eléctricos. También se pueden programar con lenguajes de computadora especiales, como versiones adaptadas de BASIC o C. Otro método es la "lógica de estado", un lenguaje de programación de alto nivel que se basa en diagramas que muestran los diferentes estados de una máquina.
Funciones principales de un PLC
¿Qué pueden hacer los PLC?
La función principal de un PLC ha crecido mucho con los años. Ahora no solo controlan secuencias de relés, sino también el movimiento de máquinas, procesos industriales y pueden comunicarse con otros sistemas en red.
PLC vs. Computadoras de escritorio
Algunos PLC modernos tienen una capacidad de procesamiento y comunicación similar a la de una computadora personal. Sin embargo, los PLC son más adecuados para la industria pesada. Esto se debe a que las computadoras de escritorio usan sistemas operativos menos estables y no están diseñadas para soportar las temperaturas, la humedad, las vibraciones y el uso continuo que se requieren en una fábrica.
Aun así, las computadoras de escritorio con programas de control se usan en situaciones menos críticas, como en laboratorios o instalaciones pequeñas. Son más económicas, pero no ofrecen la misma fiabilidad que un PLC en entornos industriales exigentes.
Estructura interna de un PLC
Las partes clave de un PLC
Las partes más importantes de un PLC son la unidad central de proceso (CPU) y las interfaces de entrada y salida.
- CPU: Es el "cerebro" del PLC. Está formada por el procesador y la memoria. El procesador se encarga de ejecutar el programa que el usuario ha escrito y que está guardado en la memoria. También se comunica con otros dispositivos y revisa que todo funcione bien.
- Interfaz de entrada: Recibe las señales de los elementos que captan información, como botones, interruptores o sensores. Adapta estas señales para que la CPU las pueda entender.
- Interfaz de salida: Cuando la CPU decide activar algo, esta interfaz se encarga de enviar la energía necesaria para controlar los actuadores, como motores o luces.
Relé lógico programable (PLR)
Una versión más pequeña y económica del PLC
En los últimos años, han aparecido unos dispositivos más pequeños llamados relés lógicos programables (PLR). Son muy parecidos a los PLC, pero se usan en industrias más ligeras o en aplicaciones donde se necesitan pocas entradas y salidas, y el costo es importante.
Estos PLR suelen ser compactos, con un tamaño de unos 10 cm de ancho, 7.5 cm de alto y 7.5 cm de profundidad. La mayoría tiene entre 8 y 12 entradas digitales y entre 4 y 8 salidas. Muchos incluyen una pequeña pantalla LCD y botones para ver y editar el programa. También suelen tener un conector para conectarse a una computadora y programarlos más fácilmente.
A diferencia de los PLC grandes, los PLR no suelen ser modulares ni se pueden expandir mucho. Sin embargo, su precio puede ser mucho menor que el de un PLC, y aun así son muy robustos y fiables para sus aplicaciones. Algunos PLR modernos incluso tienen conexión a internet (Ethernet) para poder configurarlos y supervisarlos a distancia.
Ventajas y desventajas de los PLC
Beneficios de usar un PLC
Los PLC ofrecen muchas ventajas:
- Ahorro de tiempo y dinero: Permiten hacer proyectos más rápido y modificar los programas sin costos adicionales.
- Tamaño reducido: Son compactos y ocupan poco espacio.
- Bajo mantenimiento: Suelen requerir poco mantenimiento.
- Control múltiple: Un solo PLC puede controlar varias máquinas.
- Resistencia: Soportan bien las vibraciones y condiciones difíciles de las fábricas, a diferencia de otros dispositivos más frágiles.
Desafíos de usar un PLC
A pesar de sus ventajas, los PLC también tienen algunas desventajas:
- Personal especializado: Se necesita contar con técnicos que estén capacitados específicamente para programar y mantener estos equipos.
Otros usos de los PLC
Hoy en día, los PLC no solo controlan la lógica de funcionamiento de máquinas y procesos industriales. También pueden realizar cálculos matemáticos y manejar señales analógicas. Esto les permite llevar a cabo estrategias de control más avanzadas, como los controladores PID (Proporcional, Integral y Derivativo), que ajustan continuamente un proceso para mantenerlo estable.
Véase también
En inglés: Programmable logic controller Facts for Kids
