Introducción a los Autómatas Programables (PLC)

Un autómata programable, también denominado PLC, es un dispositivo electrónico capaz de gestionar los circuitos de automatismos industriales de forma programada. En la actualidad, el uso de los autómatas programables está generalizado en la industria, aunque en otros sectores, como la domótica, también tiene presencia. El PLC permite procesar de forma inteligente las señales procedentes de multitud de variables físicas que existen en los procesos industriales y actuar en consecuencia.

Tipos de Autómatas Programables

Atendiendo a la modularidad, los autómatas pueden ser clasificados en dos tipos:

Autómatas Compactos

Son aquellos que contienen todos sus elementos en una misma envolvente. La mayoría de estos modelos son ampliables con diferentes tipos de módulos. Dentro de este grupo destaca el relé programable que los fabricantes desarrollan con gran éxito para aplicaciones domésticas y gestión de pequeña maquinaria.

Cuentan con un teclado básico, situado directamente en su frontal, permitiendo realizar todas las tareas de programación y parametrización de forma rápida y sencilla. También cabe la posibilidad de ser conectados a un ordenador.

Autómatas Modulares

Cada uno de los elementos que lo forman está en una envolvente diferente y se instalan sobre un rack común. Las posibilidades de expansión son enormes comparándolas con las de tipo compacto, pero su coste es mucho más elevado.

Entradas y Salidas Analógicas

Las entradas analógicas: detectan valores de tensión o corriente, para producir eventos por comparación cuando se alcanzan los prefijados en el programa de usuario.

Las salidas analógicas: adaptan la señal de salida, de acuerdo a los estándares antes indicados, sobre los actuadores conectados a sus bornes.

Estructura del Autómata Programable

Unidad Central de Procesos (CPU)

Es el cerebro del autómata. Está constituida básicamente por el microprocesador y la memoria. Tiene como misión procesar las señales del módulo de entradas actuando sobre el módulo de salidas en función de las instrucciones del programa. Además, debe detectar errores de funcionamiento del propio equipo y señalizarlos a través de una pantalla de información o indicadores LED.

La CPU suele disponer de un interruptor para poner en marcha y detener la ejecución del programa. En la carcasa que aloja la CPU suele estar ubicado el interfaz de conexión por el que se realiza la comunicación con la programadora.

Tipos de Memoria en la CPU

La CPU de los autómatas suele tener dos tipos de memoria:

• RAM: volátil, se borra cuando el equipo queda sin alimentación eléctrica.
• EPROM: no volátil, se mantiene aunque cese la alimentación eléctrica.

Interfaces de Entradas y Salidas

Los interfaces de entradas y salidas de un PLC están formados por un conjunto de módulos, estructuras de conexionado y soporte cuyas principales funciones son:

• Adaptar la tensión de trabajo de los actuadores y captadores a los dispositivos electrónicos del autómata, que trabajan a diferentes tensiones.
• Aislar eléctricamente los circuitos.

Criterios de Selección de un Autómata

A la hora de seleccionar un autómata para una aplicación hay que seguir una serie de criterios de selección:

• Número de E/S a controlar.
• Capacidad de la memoria de programa.
• Potencia de las instrucciones.
• Posibilidad de conexión de periféricos, módulos especiales y comunicaciones.

Módulos de Entradas y Salidas Digitales

Módulo de Entradas Digitales

Tiene como misión recibir la información precedente del control de un proceso o máquina. A este módulo se le unen eléctricamente los captadores. Estas entradas captan señales que varían su estado ante cambios de tensión. Detecta un (1) cuando el valor es máximo y (0) mínimo. Las entradas de los autómatas suelen ser: CC (12-24V) / CA (100-240V).

Módulo de Salidas Digitales

Tiene como misión enviar las señales de activación y desactivación a los actuadores. La información es recogida por las entradas y enviada a la CPU. Una vez procesada la información, el procesador genera las órdenes al módulo de salidas para que éstas sean activadas o desactivadas. Los módulos de salidas digitales envían señales todo o nada a los actuadores, pudiéndose distinguir entre los tipos de salidas:

• Salidas a relé: Son libres de tensión y por tanto se pueden utilizar para cualquier tipo de corriente y para diferentes tensiones, incluso en la misma aplicación.
• Salidas a transistor: Se utilizan para activar actuadores. Cómo (PNP NPN).

Entradas y Salidas Analógicas

Tratan valores continuos de información dentro de un rango fijado.

Estándar de Tensión:

• De 0 a 10 Vcc
• De -10 a +10 Vcc
• De 1 a 5 Vcc
• De 0 a 5 Vcc

Estándar de Corriente:

• De 4 a 20mA
• De 0 a 20mA
• De 1 a 5mA
• De 0 a 5mA