Qué es la Programación PLC
Un CONTROLADOR LÓGICO PROGRAMABLE (PLC) es un sistema de control industrial por computadora que monitorea continuamente el estado de los dispositivos de entrada y toma decisiones basadas en un programa personalizado para controlar el estado de los dispositivos de salida.
Casi cualquier línea de producción, función de máquina o proceso puede mejorarse enormemente utilizando este tipo de sistema de control. Sin embargo, el mayor beneficio de usar un PLC es la capacidad de cambiar y replicar la operación o proceso mientras se recolecta y comunica información vital.
Otra ventaja de un sistema PLC es que es modular. Es decir, puede mezclar y combinar los tipos de dispositivos de entrada y salida que mejor se adapten a su aplicación.
Cómo funciona un PLC
El PLC recibe información de los sensores o dispositivos de entrada conectados, procesa los datos y activa las salidas basándose en parámetros preprogramados.
Dependiendo de las entradas y salidas, un PLC puede monitorear y registrar datos de tiempo de ejecución como la productividad de la máquina o la temperatura de funcionamiento, iniciar y detener automáticamente los procesos, generar alarmas si una máquina no funciona correctamente, y más. Los controladores lógicos programables son una solución de control flexible y robusta, adaptable a casi cualquier aplicación
Hay algunas características clave que distinguen a los PLCs de los PCs industriales, microcontroladores y otras soluciones de control industrial:
- I/O. La CPU del PLC almacena y procesa los datos del programa, pero los módulos de entrada y salida conectan el PLC con el resto de la máquina; estos módulos de I/O son los que proporcionan información a la CPU y activan resultados específicos. Las E/S pueden ser analógicas o digitales; los dispositivos de entrada pueden incluir sensores, interruptores y medidores, mientras que las salidas pueden incluir relés, luces, válvulas y variadores. Los usuarios pueden mezclar y combinar las E/S de un PLC para obtener la configuración adecuada para su aplicación.
- Comunicaciones. Además de los dispositivos de entrada y salida, un PLC también puede necesitar conectarse con otros tipos de sistemas; por ejemplo, los usuarios pueden querer exportar los datos de la aplicación registrados por el PLC a un sistema de control de supervisión y adquisición de datos (SCADA), que monitorea múltiples dispositivos conectados. Los PLCs ofrecen una gama de puertos y protocolos de comunicación para asegurar que el PLC pueda comunicarse con estos otros sistemas.
- HMI. Para poder interactuar con el PLC en tiempo real, los usuarios necesitan una HMI o Interfaz Hombre-Máquina. Estas interfaces de operador pueden ser pantallas simples, con lectura de texto y teclado, o grandes pantallas táctiles más parecidas a las de la electrónica de consumo, pero de cualquier manera, permiten a los usuarios revisar e introducir información en el PLC en tiempo real.
Cómo se programa un PLC
Los programas de PLC se escriben normalmente en una aplicación especial en un ordenador personal y luego se descargan mediante un cable de conexión directa o a través de una red al PLC. El programa se almacena en el PLC, ya sea en memoria RAM con batería o en alguna otra memoria flash no volátil.
Los PLCs se programan utilizando software de aplicación en ordenadores personales, que ahora representan la lógica en forma gráfica en lugar de símbolos de caracteres. El ordenador se conecta al PLC mediante cableado USB, Ethernet, RS-232, RS-485 o RS-422. El software de programación permite la entrada y edición de la lógica. En algunos paquetes de software, también es posible ver y editar el programa en diagramas de bloques de funciones, diagramas de flujo de secuencias y texto estructurado. Generalmente, el software proporciona funciones para depurar y solucionar problemas del software del PLC. El software cargará y descargará el programa de PLC, con fines de copia de seguridad y restauración. En algunos modelos de controladores programables, el programa se transfiere de una computadora personal al PLC a través de un tablero de programación que escribe el programa en un chip extraíble como una EPROM.
Aunque los conceptos fundamentales de la programación de PLC son comunes a todos los fabricantes, las diferencias en el direccionamiento de E/S, la organización de la memoria y los conjuntos de instrucciones hacen que los programas de PLC nunca sean perfectamente intercambiables entre los diferentes fabricantes. Incluso dentro de la misma línea de productos de un mismo fabricante, los diferentes modelos pueden no ser directamente compatibles.
La mayoría de los programas de programación de PLC ofrecen programación en Ladder Logic, o “C”. Ladder Logic es el lenguaje de programación tradicional. Imita diagramas de circuito con “escalones” de lógica leídos de izquierda a derecha. Cada peldaño representa una acción específica controlada por el PLC, partiendo de una entrada o serie de entradas (contactos) que dan como resultado una salida (bobina). Debido a su naturaleza visual, Ladder Logic puede ser más fácil de implementar que muchos otros lenguajes de programación.
La programación en “C” es una innovación más reciente. Algunos fabricantes de PLC suministran software de programación de control.
Aunque Ladder Logic es el lenguaje de programación de PLC más utilizado, no es el único. La siguiente lista muestra algunos de los lenguajes que se utilizan para programar un PLC.
- Diagrama de escalera (LD). La lógica de escalera tradicional es un lenguaje de programación gráfico. Inicialmente programada con contactos simples que simulaban la apertura y el cierre de los relés, la programación de Ladder Logic se ha ampliado para incluir funciones tales como contadores, temporizadores, registros de cambio y operaciones matemáticas.
- Diagrama de bloques de función (FBD). Un lenguaje gráfico para representar los flujos de señales y datos a través de bloques de función reutilizables. FBD es muy útil para expresar la interconexión de los algoritmos y la lógica del sistema de control.
- Texto estructurado (ST). Un lenguaje de texto de alto nivel que fomenta la programación estructurada. Tiene una estructura de lenguaje (sintaxis) que se parece mucho a PASCAL y soporta una amplia gama de funciones y operadores estándar.
- Secuencial Function Chart (SFC). Un método de programación de sistemas de control complejos a un nivel más estructurado. Un programa SFC es un resumen del sistema de control, en el que los componentes básicos son archivos de programa completos. Cada archivo de programa se crea utilizando uno de los otros tipos de lenguajes de programación. El enfoque SFC coordina tareas de programación grandes y complicadas en tareas más pequeñas y manejables.
- Lista de instrucciones (IL): Un lenguaje de bajo nivel tipo ensamblador que se basa en instrucciones similares y que enumera los lenguajes que se encuentran en una amplia gama de PLCs actuales.
Características avanzadas PLC
En el mundo actual de la Internet Industrial de las Cosas (iIoT), y de la Industria 4.0, los controladores programables son llamados a comunicar datos vía navegador Web, conectarse a bases de datos vía SQL, e incluso a los datos de la nube vía MQTTT.
Un PLC todo en uno integra el controlador con el panel HMI, creando una solución de automatización compacta y fácil de usar. Los usuarios ya no necesitan establecer comunicaciones de PLC a panel y pueden programar tanto la lógica de la escalera como el diseño de la HMI en un único entorno de software. Un enfoque “todo en uno” ahorra tiempo, reduce el cableado y reduce el coste de la compra de varios dispositivos.
