Controlador Lógico Programable: Funcionamiento, Componentes y Aplicaciones en la Industria

¿Qué es un Controlador Lógico Programable (PLC)?

Un Controlador Lógico Programable (PLC) es un dispositivo electrónico basado en un microprocesador que permite el control automático de máquinas y procesos industriales. El programa de control se almacena en una memoria interna de tipo no volátil.

Características Generales de los PLC

Los Controladores Lógicos Programables (PLC) ofrecen una serie de ventajas y características clave para la automatización industrial:

• Diseño y construcción robusta: Preparados para entornos industriales exigentes.
• Flexibilidad: Adaptables a diversas aplicaciones y cambios en los procesos.
• Facilidad de instalación y capacidad de reutilización: Simplifican la implementación y permiten el uso en diferentes proyectos.
• Facilidad de expansión: Permiten aumentar la complejidad del control según las necesidades del proceso.
• Facilidad de mantenimiento: Diseñados para una rápida identificación y solución de problemas.
• Capacidad de comunicaciones: Favorecen su integración en tareas de control global y sistemas SCADA.

Aplicaciones y Usos del Controlador Lógico Programable

Los PLC son fundamentales en una amplia gama de sectores industriales debido a su versatilidad. Algunas de sus aplicaciones más comunes incluyen:

• Envasadoras
• Plantas automotrices
• Sistemas de seguridad industrial
• Hornos de proceso
• Transporte de materiales (cintas transportadoras, elevadores)
• Sistemas de climatización y refrigeración
• Control de bombas y válvulas

Componentes Básicos de un PLC

Un Controlador Lógico Programable se compone de varias unidades esenciales que trabajan en conjunto para ejecutar las tareas de control:

Unidad Central de Procesamiento (CPU)

La CPU es el "cerebro" del PLC, encargada de tomar órdenes, interpretarlas y ejecutar las acciones programadas. Procesa la lógica de control y gestiona las comunicaciones.

Memoria

La memoria es el lugar donde se guardan los datos, parámetros y el programa de control. En un PLC, encontramos principalmente dos tipos de memoria:

• Memoria no volátil (permanente): Almacena el programa de usuario y los datos de configuración que no deben perderse al cortar la alimentación eléctrica (ej. EEPROM, Flash).
• Memoria volátil (RAM): Utilizada para almacenar variables transitorias, datos de entrada/salida y resultados intermedios durante la ejecución del programa. Pierde su información al suspender la alimentación eléctrica.

Volatilidad: Propiedad que tienen los dispositivos de memorización de perder la información almacenada cuando se corta la alimentación eléctrica.

Entradas y Salidas (I/O) en un PLC

Las entradas y salidas son la interfaz del PLC con el mundo exterior, permitiéndole interactuar con máquinas y procesos.

Entradas

Las entradas son el medio a través del cual el Controlador Lógico Programable lee las variables del mundo exterior para conocer su estado. Pueden ser:

• Entradas Lógicas (Digitales): Captan señales del medio exterior que adoptan dos estados posibles (ON/OFF), provenientes de interruptores, sensores de proximidad, botones, etc.
• Entradas Analógicas: Captan variables físicas que cambian de forma continua, como temperatura, presión, caudal o velocidad, convirtiéndolas en señales eléctricas proporcionales.

Salidas

Las salidas son el medio por el cual el Controlador Lógico Programable actúa sobre el proceso, controlando actuadores y otros dispositivos. Pueden ser:

• Salidas Lógicas (Digitales): Actúan sobre dispositivos biestables (ON/OFF) como válvulas solenoides, contactores de motores, luces indicadoras, etc.
• Salidas Analógicas: Pueden actuar sobre procesos continuos, permitiendo un control proporcional, como la regulación de la temperatura de una caldera, la velocidad de un motor o la posición de una válvula.

Tipos de Memorias en un PLC

Un PLC dispone de diferentes tipos de memorias, cada una con una función específica:

• Memoria de Solo Lectura (ROM): La única operación posible es la lectura. Contiene el sistema operativo del PLC.
• Memoria de Solo Escritura (PROM/EPROM/EEPROM/Flash): Permite la escritura una o varias veces. La EEPROM (Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory) y la Flash son comunes para almacenar el programa de usuario, ya que no pierden los datos cuando no están alimentadas.
• Memoria de Lectura y Escritura (RAM): Se puede leer y escribir tantas veces como se requiera. Es volátil y se utiliza para almacenar variables transitorias, datos de proceso y resultados intermedios.