PLC completo de automatización industrial
Soluciones
Los controladores lógicos programables (PLC) son uno de los dispositivos centrales de la automatización industrial y una aplicación clave que permite a las fábricas operar de manera automatizada. Los PLC suelen ser sistemas modulares compuestos de múltiples módulos, diseñados específicamente para control lógico, control secuencial, control de temporización, control de conteo y otras operaciones. Este artículo presentará la aplicación de PLC en la automatización industrial, así como las soluciones relacionadas desarrolladas por ST (STMicroelectronics) específicamente para aplicaciones de PLC.
Controlar el funcionamiento de equipos de automatización industrial mediante control lógico.
Los PLC se utilizan ampliamente en diversos sistemas de automatización. Tomando como ejemplos la unidad de control (comúnmente conocida como unidad central de procesamiento, CPU) y múltiples entradas/salidas u otros módulos funcionales (módulos de expansión), la unidad de control se comunica con los módulos de expansión a través de un bus dedicado (generalmente un bus específico del cliente-conocido como interfaz de backplane). La unidad de control funciona de forma cíclica e intercambia datos periódicamente con los módulos de ampliación. Los módulos de entrada/salida establecen interfaces/conexiones con el lado de procesamiento de la planta, proporcionando información sobre diversas variables físicas detectadas por sensores en un lado y permitiendo la interacción con procesos automatizados accionando diferentes actuadores en el otro lado. Cada módulo debe integrarse en un sistema automatizado completo para proporcionar conectividad para varios buses de campo y redes Ethernet industriales.
Las funciones principales de los PLC en la automatización industrial incluyen el control lógico, que implica controlar el funcionamiento de los equipos basándose en programas lógicos pre-programados. Por ejemplo, los PLC pueden determinar si se debe iniciar o detener una máquina basándose en las entradas de los sensores. En términos de control secuencial, los PLC pueden ejecutar operaciones en un orden específico en líneas de producción automatizadas para garantizar que cada proceso se complete a tiempo.
Además, los temporizadores y contadores internos de los PLC se pueden utilizar para un control preciso del tiempo y el conteo de materiales. Los PLC modernos también cuentan con capacidades de entrada/salida analógica, lo que les permite procesar señales analógicas como temperatura y presión. Los PLC pueden comunicarse con otros dispositivos a través de varios protocolos de comunicación para facilitar el monitoreo y control remotos, y pueden detectar y diagnosticar fallas del sistema, reanudando automáticamente la operación cuando sea posible.
Los PLC pueden controlar el funcionamiento coordinado de varios tipos de equipos automatizados.
Los PLC se utilizan ampliamente en líneas de producción automatizadas para controlar la operación coordinada de varios tipos de equipos, mejorando así la eficiencia de la producción. En industrias como la química y la de alimentos y bebidas, los PLC se pueden utilizar para controlar diversos parámetros en el proceso de producción, como la temperatura, la presión y el nivel de líquido. Además, los PLC se pueden utilizar para controlar el funcionamiento de equipos mecánicos, como máquinas herramienta CNC y maquinaria de embalaje, para garantizar su funcionamiento preciso.
Los PLC también se pueden aplicar en la automatización de edificios para controlar el aire acondicionado, la iluminación, los sistemas de seguridad y más. En los sistemas de tratamiento de agua y tratamiento de aguas residuales, los PLC se pueden utilizar para controlar bombas, válvulas y otros equipos para lograr un funcionamiento automatizado. En los sistemas de gestión de energía, los PLC se pueden utilizar para monitorear y controlar la distribución y el consumo de energía para lograr efectos de ahorro-de energía. La flexibilidad y confiabilidad de los PLC los convierten en un componente indispensable en la automatización industrial, capaz de adaptarse a diversos requisitos de control complejos.
En aplicaciones de bus de campo y Ethernet industrial, la tecnología de comunicación por cable se utiliza ampliamente en aplicaciones de Industria 4.0 y IoT industrial. Esta tecnología evoluciona continuamente, pasando de buses de campo tradicionales a buses basados en Ethernet-para conectar interfaces hombre-máquina (HMI), controladores lógicos programables, máquinas, E/S, unidades, actuadores y sensores.
Las interfaces hombre-máquina nos ayudan a controlar eficazmente los equipos y a tomar decisiones basadas en los comentarios de las máquinas. Estas interfaces pueden ser pantallas simples montadas directamente en máquinas para la automatización de fábricas o paneles de pantalla multi-táctiles utilizados para controlar líneas de producción completas. Además, para lograr la Industria 4.0, los PLC pueden utilizar redes de comunicación IO-Link (IEC 61131-9) para conexiones de datos bidireccionales punto-punto a punto (hasta el nivel del actuador y sensor), lo que admite el preprocesamiento de datos, el ajuste de parámetros del sensor y el diagnóstico avanzado.
En la aplicación de módulos de E/S digitales, los módulos de entrada/salida (E/S) recopilan datos de dispositivos de entrada (incluidos sensores de proximidad, presión, temperatura y botones) y controlan actuadores como válvulas, relés y accesorios de iluminación (dispositivos de salida). Estos módulos pueden agregarse a gabinetes de control de PLC o integrarse en equipos de fabricación dentro de una fábrica.
En un PLC, la unidad de control del PLC es el componente principal para procesar datos de dispositivos de entrada y controlar las salidas. Se puede integrar con módulos de E/S para proporcionar la funcionalidad requerida. La unidad de control PLC también admite conexiones a varios buses de campo (incluidos PROFIBUS, Modbus y CANopen), Ethernet industrial (como Profinet y EtherCAT), tecnologías inalámbricas y buses de plano posterior conectados al sistema.
