Implementación de Autómatas Programables en Equipos Eléctricos

Introducción al Autómata Programable

El empleo de un autómata programable en un equipo eléctrico no modifica la estructura general, puesto que se trata de un modo de mando con la particularidad de que se puede programar. Ahora bien, su uso posibilita la existencia de comunicaciones externas con otros sistemas para su coordinación o supervisión. (Referencia: FOTO1)

Arquitectura Básica de un Autómata Programable

Los equipos que responden al concepto de autómata programable se presentan en diversas formas de construcción física y organización interna, pero en todos ellos se distinguen los siguientes bloques funcionales: (Referencia: FOTO2)

Unidad de Alimentación

Conjunto de fuentes de alimentación necesarias para obtener las distintas tensiones de los circuitos internos.

CPU (Unidad Central de Procesamiento)

Es la parte interna más importante y compleja. Realiza y controla todas las tareas del programa y además vigila que todos sus componentes internos funcionan adecuadamente.

Sección de Entradas

Las señales eléctricas que llegan de los dispositivos exteriores y que están conectados a cada entrada, son codificadas en binario para que las entienda la CPU.

Sección de Salidas

Descodifica las señales de la CPU, las amplifica y con ellas gobierna los dispositivos exteriores que están conectados a cada salida.

Interfaz

Es el dispositivo o circuito electrónico (incluido el cable) que permite la conexión entre la CPU y un periférico o la red.

Tipos de Estructura del Autómata Programable

Estructura Compacta

• Todos los bloques funcionales se presentan en una sola envolvente.
• Es la configuración más habitual para miniautómatas.
• La ampliación de E/S se posibilita mediante bloques de expansión.
• Permite montaje directo sobre raíl DIN o placa perforada.

Estructura Modular

• El autómata se presenta como un conjunto de módulos, donde cada bloque funcional está constituido por un módulo específico.
• Gran flexibilidad de configuración que permite ajustarse a los requerimientos de la aplicación.
• Facilita el diagnóstico y el mantenimiento.
• Dos tipos de montajes de los módulos:
  1. Inserción en un bastidor (rack) que contiene el bus.
  2. Sobre raíl DIN enlazados por conectores laterales.

Entradas y Salidas Digitales

Entradas Digitales

• El número de entradas de un módulo varía según el fabricante y modelo.
• Cada señal de entrada es adaptada y filtrada para evitar perturbaciones.
• La tensión de las entradas suele ser de 24 V c.c., pero existen otras.

Salidas Digitales

El autómata (CPU) activa o desactiva la carga conectada a él mediante un ELEMENTO DE CONMUTACIÓN que puede ser: un relé o un transistor.

Según esto, se distinguen dos tipos de módulos de salidas digitales cuyo número y tensión de funcionamiento depende del modelo y fabricante:

• MÓDULO DE SALIDAS DIGITALES POR RELÉ.
• MÓDULO DE SALIDAS DIGITALES POR TRANSISTOR.

Características de las Salidas Digitales

Salidas por Relé

• Flexibilidad de tensiones y funcionan tanto en c.c. como en c.a.
• Soportan mayor intensidad.
• Las conmutaciones son un tanto lentas.
• Vida limitada: desgaste mecánico por el número de operaciones.

Salidas por Transistor

• Sólo funcionan en c.c. a 24V.
• Cargas de poco consumo.
• Conmutaciones muy rápidas.
• Alto número de operaciones (larga vida).
• Se utilizan habitualmente para conectar circuitos electrónicos.

Ventajas de la Conexión de Salidas Digitales Externas

• ALARGA LA VIDA DEL MÓDULO: los relés externos se sustituyen más fácilmente.
• MAYOR ROBUSTEZ ELÉCTRICA: un cortocircuito o una sobrecarga en las cargas de la aplicación no afectará al módulo.
• CARGAS DE MAYOR CONSUMO: cada relé se calibra individualmente según la carga que activa.
• ALIMENTACIONES SEPARADAS: posibilita una alta flexibilidad de tensiones y una mayor resistencia frente a perturbaciones eléctricas.

Notas Adicionales

S0 mando CPU Común
7.1. Autómata programable equipo eléctrico de máquinas industriales equipos con PLC
7.2. Técnicas de conexión de E/S e