La función principal de un controlador PLC es implementar el control de automatización industrial. Recibe señales de entrada-como temperatura, presión y flujo detectados por sensores-las procesa usando su lógica de programa interno y luego genera señales de salida para controlar el funcionamiento de actuadores como motores, válvulas y sensores de nivel. Los controladores PLC se pueden programar para satisfacer una amplia gama de necesidades de control de automatización, y su programabilidad, estabilidad y confiabilidad son sus mayores ventajas. Debido a su estructura modular, los controladores PLC se pueden ampliar y actualizar según requisitos de control específicos.
Específicamente, un controlador PLC consta de los siguientes componentes básicos:
CPU (Unidad Central de Procesamiento): Responsable de controlar el funcionamiento de todo el sistema, ejecutar programas escritos por el usuario- y procesar operaciones de entrada/salida.
Módulos de entrada/salida (módulos de E/S): reciben señales de entrada (como de sensores, botones e interruptores), las convierten en señales digitales y luego las transmiten a la CPU para su procesamiento. De manera similar, los módulos de salida convierten las señales digitales procesadas por la CPU en acciones físicas (como operar motores, luces y zumbadores).
Memoria: el controlador PLC utiliza la memoria para almacenar información como programas escritos por el usuario, datos, variables y estado.
Programador: un programador de PLC se utiliza para escribir, modificar y descargar programas a la memoria del controlador PLC.
Interfaces de comunicación: los controladores PLC también pueden comunicarse con otros dispositivos (como computadoras, sensores y actuadores) a través de varias interfaces de comunicación.
En resumen, los controladores PLC logran el control de la automatización industrial mediante el procesamiento de señales de entrada y salida. Su programabilidad, modularidad y escalabilidad los convierten en un componente indispensable del control de la automatización industrial.
Explicación de las cinco funciones principales de un PLC
1. Control lógico digital
Esta es la aplicación más básica y extendida de un PLC. Tanto las señales de entrada como de salida de un PLC son señales digitales con estados únicamente de encendido/apagado. Este tipo de control es muy similar al control por relé; se puede utilizar un PLC de bajo-costo con capacidades de control digital únicamente como sustituto de un sistema de control de relés. El control lógico digital se puede aplicar a equipos individuales o a líneas de producción automatizadas, como varios sistemas de control de relés, maquinaria de estampado y fundición, cintas transportadoras, maquinaria de embalaje, control de ascensores, control de varias bombas y válvulas solenoides en sistemas de procesamiento químico, sistemas de alimentación de altos hornos en sistemas metalúrgicos, laminadores, máquinas de colada continua, cizallas volantes, líneas de producción de galvanoplastia, líneas de embotellado de cerveza, líneas de ensamblaje de automóviles y líneas de producción de radio y televisión.
2. Control de movimiento
Los PLC se pueden utilizar para controlar el movimiento lineal o circular. Al principio, los sensores de posición y los actuadores se conectaban directamente a través de módulos de E/S digitales; Hoy en día, generalmente se utilizan módulos de control de movimiento dedicados. Casi todos los PLC producidos por los principales fabricantes de todo el mundo cuentan con capacidades de control de movimiento. Las funciones de control de movimiento PLC se utilizan ampliamente en varios tipos de maquinaria, como máquinas herramienta para corte de metales, maquinaria de conformado de metales, maquinaria de ensamblaje, robots y ascensores.
3. Control de procesos de bucle cerrado-
El control de procesos se refiere al control de bucle cerrado-de cantidades analógicas que varían continuamente, como la temperatura, la presión y el caudal. A través de módulos de E/S analógicas, los PLC realizan conversiones analógicas-a-digitales (A/D) y digitales-a-analógicas (D/A) entre señales analógicas y digitales, e implementan un control PID de bucle cerrado-de cantidades analógicas. Los PLC modernos-de tamaño grande y mediano generalmente cuentan con capacidades de control de bucle cerrado-PID. Esta funcionalidad se puede implementar utilizando módulos PID inteligentes dedicados o subrutinas PID, o diseñando subrutinas PID personalizadas; sin embargo, se utilizan más comúnmente instrucciones de función PID dedicadas. Las capacidades de control PID analógico del PLC se han aplicado ampliamente en equipos como máquinas de moldeo por extrusión de plástico, hornos de calefacción, hornos de tratamiento térmico y calderas, así como en industrias que incluyen industria ligera, ingeniería química, maquinaria, metalurgia, generación de energía y materiales de construcción.
4. Procesamiento de datos
Los PLC modernos presentan funciones como operaciones matemáticas (incluidas operaciones matriciales, operaciones de funciones y operaciones lógicas), operaciones de datos, conversión, clasificación, tablas de búsqueda y operaciones de bits, lo que permite la adquisición, el análisis y el procesamiento de datos. Estos datos pueden compararse con valores de referencia almacenados en la memoria, transmitirse a otros dispositivos inteligentes a través de funciones de comunicación o imprimirse en tablas. El procesamiento de datos se utiliza generalmente en sistemas de control a gran-escala, como sistemas de fabricación flexibles no tripulados, y también se puede aplicar a sistemas de control de procesos, como sistemas de control a gran-escala en las industrias papelera, metalúrgica y alimentaria.
5. Comunicación
La comunicación PLC incluye la comunicación entre controladores lógicos programables, así como la comunicación entre PLC y otros dispositivos de control inteligentes. Con el desarrollo del control basado en computadora-, las redes de comunicación de automatización de fábricas han avanzado rápidamente en el extranjero en los últimos años, y los principales fabricantes de PLC han introducido sistemas de red para la comunicación entre-PLC.