Guia completa dels PLC: Funcionament, tipus i aplicacions

PLC: Autòmats Programables

Els Autòmats Programables, o PLC (Programmable Logic Controllers), són dispositius electrònics que controlen processos industrials automàticament. Gestionen i monitoritzen màquines, sistemes de producció i equips en diversos sectors com la manufactura, la química, l'automoció i l'energia.

Característiques Principals

• Programabilitat: Els PLCs es programen amb llenguatges com Ladder, diagrama de blocs (Grafcet), text estructural o llista d'instruccions.
• Robustesa i fiabilitat: Operen en entorns industrials amb condicions extremes (temperatures, vibracions, humitat, pols...).
• Modularitat i escalabilitat: Arquitectura modular per afegir o treure mòduls (entrades/sortides, comunicacions, memòria).
• Entrades i Sortides (I/O): Reben dades d'entrades (sensors, botons...) i controlen sortides (motors, vàlvules, llums...). Poden ser digitals o analògiques.
• Velocitat de resposta: Processen senyals i executen instruccions ràpidament, ideal per a control en temps real.

Aplicacions PLC

• Automatització de fàbriques
• Processos continus
• Control d'equips
• Gestió d'edificis

Avantatges

• Flexibilitat
• Eficiència
• Reducció de costos operatius
• Integració

Tipus de PLC

PLC Compacte

Components integrats en una unitat. Ideal per a aplicacions petites o senzilles. Exemples: Siemens S7-1200, Mitsubishi FX5U.

PLC Modular

Components separats en mòduls individuals. Permet l'expansió i la personalització. Exemple: AC-500-PLC ABB.

Funcions PLC

• Execució del programa: Interpreta i executa instruccions.
• Processament de senyals d'entrada: Llegeix dades d'entrada (sensors, interruptors...).
• Control de sortides: Envia senyals a actuadors (motors, vàlvules...).
• Gestió de la comunicació: Es comunica amb altres dispositius (SCADA, PLCs, xarxes...).
• Monitorització i diagnòstic: Supervisa l'estat del sistema i detecta errors. Monitoritza el Watchdog.
• Gestió de temporitzadors i comptadors: Controla temps i quantitats.
• Emmagatzematge de dades: Gestiona la memòria (programa, dades temporals).

Sistemes Combinacionals i Seqüencials

Sistemes combinacionals: La sortida depèn només de les entrades presents.

Sistemes seqüencials: La sortida depèn de les entrades actuals i l'estat previ (té memòria).

Diagrama de Blocs

• Font d'alimentació: Proporciona energia.
• CPU: Processa instruccions.
• Mòduls d'entrada: Reben senyals d'entrada.
• Mòduls de sortida: Envien senyals de sortida.
• Mòdul de comunicació: Permet la comunicació amb altres sistemes.
• Memòria: Emmagatzema programa i dades (programa, dades, imatge entrades/sortides).

Cicle Scan

Accions periòdiques de la CPU en mode RUN:

1. Llegeix l'estat de les entrades i crea una imatge a la memòria.
2. Executa el programa i avalua condicions.
3. Escriu la imatge de les sortides.
4. Actualitza les sortides (envia senyals als actuadors).
5. Restableix el watchdog.

Tipus de Memòria en un PLC

• Memòria de programa: Emmagatzema el codi.
• Memòria de dades: Emmagatzema dades temporals.
• Memòria d'Entrada/Sortida (I/O): Estat dels dispositius d'entrada/sortida.
• Memòria de sistema: Configuració del sistema.
• Memòria auxiliar o de registre: Temporitzadors, comptadors, marques auxiliars.

Tipus de Memòria (Volàtil/No Volàtil)

• Volàtils: RAM (perden dades sense alimentació).
• No volàtils: ROM, Flash, NVRAM (mantenen dades).

Criteris de Selecció d'un PLC

• Nombre d'entrades i sortides.
• Tipus d'entrades i sortides (Rly, TTL...).
• Capacitat de computació (μs/instrucció).
• Llenguatges de programació.
• Comunicacions.
• Compatibilitat.
• Robustesa.
• Preu i servei postvenda.