El autómata programable: También llamado PLC (Controlador
Lógico Programable) es un dispositivo electrónico capaz de gestionar los
circuitos de automatismos de forma programada
Los PLC
permiten procesar de forma inteligente las señales procedentes de multitud de
variables físicas que existen en los procesos industriales y actuar en
consecuencia.
Estructura del autómata programable: El autómata programable está
gestionado por un sistema electrónico basado en un microprocesador encargado de
procesar las señales del exterior tanto de lectura como de escritura a través
de los interfaces de entradas y salidas.
Los programas se almacenan en los
diferentes tipos de memoria que el PLC dispone y gestiona desde un elemento de
programación externo.
Clasificación de los autómatas
programables
§ Compactos: Son
aquellos que contienen todos sus elementos E/S, CPU, fuente de alimentación en
una misma envolvente
§ Semicompactos: Son
aquellos en los que alguno de sus elementos está fuera de la envolvente
principal (F.A)
§ Modulares: Cada
uno de los elementos que lo forman está en una envolvente diferente que se
instalan sobre un rack común
Unidad central de procesos: Es el cerebro del autómata, está
constituida básicamente por el microprocesador y la memoria.
Tiene como misión procesar las
señales del módulo de entradas y actuar sobre el módulo de salidas en función
de las instrucciones del programa.
La CPU de los autómatas suelen 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.
Para salvaguardar el contenido de la
memoria RAM ante cortes de la alimentación los fabricantes recurren al uso de
baterías o condensadores de alta capacidad.
Fuente de alimentación: Tiene como misión convertir la CA en
CC para alimentar los circuitos integrados y los componentes electrónicos del
interior del autómata.
Su tensión del trabajo interna es de
24V aunque existen modelos a 48V
Entradas y salidas digitales: Está formado 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 de mando y potencia.
Módulo de entradas digitales: Tiene como misión recibir la información procedente del
control de un proceso o maquina.
Las entradas digitales captan señales
de tipo discreto que varían su estado ante cambios de tensión todo o nada. 1
valor máximo 0 valor mínimo.
Módulo de salidas digitales: Tiene como misión enviar las señales de activación y
desactivación a los actuadores (bobinas de contactores, relés, módulos…)
Los digitales envían señales todo o
nada a los actuadores pudiendo ser relés y a transistor.
Las salidas a relés son libres de
tensión y pueden utilizarse para cualquier tipo de corriente CC o CA y para
diferentes tensiones.
Las salidas a transistor también
denominadas a colector abierto se utilizan para activar actuadores de corriente
contínua
Entradas y salidas analógicas
Entradas analógicas: detectan valores de tensión o corriente para producir eventos por
comparación cuando se alcanzan los prefijados en el programa usuario.
Estándar de tensión: -De 0 a 10Vcc - de -10 a +10Vcc -De 2 a 10Vcc.
Estándar de corriente: De 4 a 20mA -de 0 a
20mA -De 1 a 5mA -De 0 a 5mA
Salidas analógicas: Adaptan la señal de salida de acuerdo a los estándares antes indicados
sobre los actuadores también analógicos conectados a sus bornes.
Para la unión entre los módulos
analógicos y sus actuadores es necesario utilizar un cable apantallado para
evitar interferencias y perturbaciones.
Aspectos externos del autómata
programable: Todos
los autómatas programables presentan en su frontal una serie de indicadores y
elementos de conexión que deben ser conocidos por el instalador para su puesta
en marcha y mantenimiento
-Bornes de alimentación: permiten la conexión de la tensión de
alimentación
-Bornes de E/S: elementos de conexión captadores /
actuadores
-Interface de conexión y
programación: es un
slot generalmente de tipo informático que permite conectar el autómata a la
consola de programación o a un PC para su programación
- Interfaz de
expansión: permite aumentar las posibilidades de expansión del equipo con
diferentes módulos de E/S, de comunicación o espaciales
-Alojamiento cartucho Memory Card o
tarjetas SD: permite
conectar los cartuchos o tarjetas de memoria no volátil para salvaguardar los
programas
-Conector batería: Aloja la pila de salvaguarda. Los
autómatas más modernos ya no disponen de batería ya que es sustituida por
condensadores de alta capacidad
-Fuente de alimentación 24Vcc: salida de tensión fija a 24Vcc para
alimentar las entradas y captadores de tipo activo
-Interruptor RUN/STOP: Ejecuta o detiene en programa de
usuario, en muchos modelos de autómatas programables la ejecución RUN/STOP
solamente puede hacerse por software
-Potenciómetros analógicos: oresentes en algunos modelos de
autómatas hacen posible la variación de valores de temporización y cómputo
desde el exterior del equipo sin necesidad de modificar la programación.
Equipos de programación: Son los elementos que permiten la
comunicación entre el usuario y el autómata, sus funciones principales son:
§ Introducir los programas en la
memoria
§ Editar y modificar programas
existentes en la memoria del autómata
§ Detectar anomalías en el formato de
programación
§ Visualizar en tiempo real el estado
de entradas/salidas
Otros dispositivos
Visualizadores y paneles de operación: También conocidos como sistemas HMI permiten la
comunicación hombre-máquina y tienen como misión la interactuación del operario
con la máquina. Pueden ser de dos tipos
§ Textuales: Presentan
la información en una pantalla de cristal líquido cin mensajes en modo texto.
§ Gráficos:
Representan el proceso a controlar en una pantalla de forma gráfica, en algunos
casos este tipo de pantalla es táctil, este tipo de periférico recibe el nombre
de panel operacional
También se pueden
utilizar ordenadores para tareas de visualización supervisión y operación, en
estos casos ha de estar previamente instalado un software especial denominado
SCADA. Los programas SCADA permiten el diseño de los paneles de operación del
proceso o instalación a controlar.
Memory Card: Son de reducido tamaño, rapidez de
conexión, transferencia prácticamente instantánea y borrado y grabación desde
el propio autómata.
Posibilidad de expansión del autómata
programable: En
autómatas compactos y semicompactos esta expansión es bastante limitada de 4 a
10 módulos sin embargo en los autómatas modulares aumenta considerablemente
Buses de comunicación industrial: Un bus es un sistema de interconexión
que permite comunicar varios dispositivos entre si con un número de hilos muy
reducido.
Profibus: Process
Field Bus es una red universal de altas prestaciones desarrollada para la
automatización industrial, permite comunicar dispositivos electrónicos
independientemente de quien los haya fabricado.
Bus AS-i: Actuador
Sensor Interface se instala en el nivel más bajo del automatismo el que une los
captadores y actuadores con los elementos de control.
