Lea cualquier informe sobre el futuro de las operaciones de las plantas y la fabricación y solo habrá un consenso: la automatización revolucionará prácticamente todas las áreas y procesos, incluidas las comunicaciones de equipos, el mantenimiento y la reparación, y la producción.
Hasta la fecha, el único sector de la fabricación que no parece afectado por la automatización es el de los controladores lógicos programables, o PLC. Hay una razón por la que el mercado mundial de los PLC asciende a 16.000 millones de dólares al año y crece a un ritmo del 9,2 % anual. Su diseño robusto, su bajo coste y su sencillez frente a una integración compleja los han convertido en una parte esencial de la fabricación.
Sin los PLC, muchas organizaciones no podrían respaldar la implementación de nuevas tecnologías de control. Por ahora, los PLC siguen siendo una parte integral de la transformación digital prometida por la Industria 4.0.
¿Para qué está diseñado un PLC?
PLC significa "Controlador Lógico Programable" y es a la vez una combinación de unidades y un modelo teórico para controlar módulos de entrada y salida. El PLC debe incluir cuatro componentes básicos para ser un sistema completo:
- Módulo CPU:Este es el procesador central y la memoria necesaria para almacenar información y realizar tareas. Todos los cálculos y el procesamiento de datos se realizan mediante la recepción de entradas y la generación de salidas.
- Fuente de alimentación:Todos los módulos de un PLC dependen de la fuente de alimentación. Los PLC están diseñados para recibir alimentación de CA y convertirla en alimentación de CC.
- Dispositivos de programación:Los PLC requieren un software de programación que introduzca la lógica de control en el sistema. El usuario puede crear, transferir y realizar cambios temporalmente dentro del software del PLC.
- Módulos de entrada/salida:Estas unidades son una parte importante del sistema PLC. Los módulos de entrada y salida recopilan datos de sensores y actuadores, los introducen en el sistema PLC y luego generan información legible. Estos módulos pueden ser digitales o analógicos.
El hecho de que la unidad o el sistema sea programable supone una mejora importante respecto de la gestión anterior del control de tareas. Esto también supone una ventaja competitiva para los PLC: los técnicos no tienen que cambiar el cableado al cambiar de una tarea o aplicación a otra, sino que pueden simplemente reprogramar el dispositivo.
Un PLC consiste en un procesador que realiza operaciones de control en función de los datos suministrados por los módulos de entrada y salida. La lógica de control que gestiona el sistema PLC se desarrolla primero y luego se transfiere al sistema PLC.
La forma más sencilla de visualizar un PLC es imaginar un ordenador con un microprocesador pero sin teclado, ratón ni monitor. Su amplia gama de usos industriales suele implicar que este sistema, físicamente robusto, puede soportar entornos muy hostiles.
Las características funcionales de un PLC pueden incluir temporizadores y contadores, dispositivos de medición y sensores para parámetros como vibración, presión, temperatura y caudal. Aunque algunas industrias tienen tareas y aplicaciones exclusivas, los PLC suelen realizar las siguientes funciones:
- Conmutación de relé
- Conteo, cálculo y comparación de valores analógicos
- Modificación de la lógica de control en el menor tiempo posible
- Respuesta rápida a cambios en los parámetros del proceso (la respuesta se puede programar)
- Monitoreo y control a lo largo del tiempo para aumentar la confiabilidad general del sistema de control (se requiere intervención manual)
- Solución de problemas cada vez más sencilla y eficaz a lo largo del tiempo
- Integración perfecta con computadoras HMI (interfaz hombre-máquina)
Cuando se construyen correctamente, las empresas pueden utilizar los PLC y utilizarlos en una amplia gama de aplicaciones en múltiples industrias. Lo que quizás no sepa es que hemos llegado a depender de los PLC para que las tecnologías más mundanas y cotidianas funcionen correctamente. Las panaderías, las lavadoras, los ascensores e incluso las señales de tráfico se encuentran entre las muchas aplicaciones civiles que requieren el control de PLC y la recopilación de datos para regular las tareas.
¿Por qué las empresas manufactureras utilizan PLC?
En 2019 (y más allá), los PLC seguirán destacando por su simplicidad y flexibilidad inherentes. Son lo suficientemente potentes como para adaptarse a una amplia gama de entornos y tareas, pero lo suficientemente simples como para que incluso los técnicos sin conocimientos de programación o scripting puedan dominarlos rápidamente.
Ciertas características específicas de los PLC los convierten en la primera opción para las industrias que dependen de estos sistemas. El petróleo y el gas, los servicios de agua, la fabricación de alimentos y bebidas y el uso en obras públicas son solo algunos ejemplos de industrias que dependen de las oportunidades que ofrecen los PLC.
1) Los PLC son fáciles de programar
Cuando alguien menciona la flexibilidad de los sistemas PLC como un beneficio, se refiere a cómo estos sistemas pueden ser programados por personas con el nivel más bajo de conocimiento.
Esto significa que los técnicos pueden utilizarlos con la misma facilidad que los consumidores. También se puede ampliar un sistema PLC programándolo para que siga un conjunto de instrucciones si se cumplen determinadas condiciones.
Con una amplia gama de usos en diferentes industrias, los empleados de cada empresa tendrán sus propias habilidades. Al utilizar PLC, la simplicidad de programar la lógica de control en su sistema significa que no necesita a alguien versado en los matices del lenguaje informático para reescribir un programa cuando cambia una tarea o aplicación.
2) Los PLC pueden proporcionar un entorno de programación unificado
Los PLC son el método preferido para controlar, medir y realizar tareas en aplicaciones industriales y de fabricación complejas porque funcionan bien con otros sistemas. Los PLC funcionan bien con PC, PAC (controladores de automatización programables), dispositivos de control de movimiento y HMI.
Sin embargo, para que sea eficaz, un entorno unificado debe estar bien planificado y no debe ser demasiado difícil de manejar para el usuario. Sin embargo, los PLC ubicados en entornos de programación más grandes permiten a los usuarios con un nivel básico de conocimientos acceder a múltiples funciones que pueden comunicarse entre sí, proporcionarse datos entre sí y realizar tareas complejas.
3) El PLC recopila datos confiables
El usuario determina la cantidad de entradas que se configuran en el sistema PLC. Esto significa que no hay límite para la cantidad de fuentes de datos ni para la cantidad de datos que pueden ingresar. Los dispositivos de medición, sensores y controles de movimiento pueden adquirir múltiples parámetros, por lo que el usuario es quien decide cómo se recopilan estos datos y cómo se muestran los resultados.
4) Los PLC se pueden utilizar para el mantenimiento predictivo
Como los PLC actuales están equipados con más memoria y capacidad de procesamiento, se los puede programar para que realicen tareas complejas y exigentes. Una de estas tareas es el mantenimiento predictivo. No se puede exagerar el poder del mantenimiento predictivo, especialmente en los inicios de la Industria 4.0.
En la fábrica conectada, que es una de las características de la cuarta revolución industrial, una máquina puede estar conectada y ser responsable del funcionamiento de varios procesos. Como resultado, el mantenimiento predictivo puede aumentar significativamente la eficiencia y reducir la frecuencia de los tiempos de inactividad y los eventos catastróficos.
El mantenimiento predictivo comienza con el mantenimiento preventivo. Si un equipo específico alcanza un umbral predeterminado, un sensor se apaga y les dice a los técnicos que es necesario realizar un mantenimiento o reemplazar el equipo. Luego, se recopilan suficientes de estos informes como puntos de datos para comunicar al sistema qué factores predicen el desgaste o los problemas inminentes. El PLC interactuará con el SCADA para mostrar los cronogramas de mantenimiento o permitir flexibilidad para configurar nuevas reglas de mantenimiento.
Conclusión
Los PLC están demostrando ahora más que nunca su valor a medida que las empresas de fabricación y las empresas industriales basadas en plantas adoptan la transformación digital necesaria para sus nichos de mercado. Su facilidad de uso y simplicidad fundamentales los convierten en una solución flexible y familiar frente a la creciente complejidad.
Los profesionales prefieren los sistemas PLC cuando utilizan otras aplicaciones de IoT o cuando trabajan con sistemas de control como SCADA. Como sistema de control lógico, los PLC son adecuados para las tendencias de la Industria 4.0 que requieren predicción de datos, predicción de estados de error, descubrimiento de correlación entre dos o más flujos de datos de PLC independientes y optimización del sistema.
La posición y el papel críticos del PLC también exigen que permanezca completamente funcional en todo momento. Los fabricantes y las empresas de planta pueden adoptar las mejores prácticas para garantizar que estos componentes básicos siempre funcionen sin problemas.