Automatización Industrial: Sensores, Actuadores y Controladores Lógicos Programables (PLC)

Automatización Industrial: Sensores, Actuadores y PLCs

Instrumentación: Sensores

Los sensores indican lo que sucede en el proceso en un momento determinado, enviando una señal para ejecutar una tarea.

Actuadores

Dispositivo capaz de transformar energía hidráulica, neumática o eléctrica en la activación de un proceso para generar un efecto sobre un proceso automatizado.

Entradas

Reciben señales de dispositivos externos, permitiendo al sistema monitorear las condiciones del entorno. Estas señales son procesadas por la CPU del PC.

• Digitales: Señales binarias (1 o 0).
• Analógicas: Señales continuas que representan valores de tensión o corriente en un rango específico. Utilizan un conversor analógico-digital para codificar las señales en valores binarios.

Dispositivos: Pulsadores, switches, finales de carrera, sensores (fotoeléctricos, inductivos, capacitivos, de temperatura, etc.).

Salidas

Envían señales a dispositivos externos que son el resultado de las entradas y las decisiones de la CPU del PLC, permitiendo el control y la automatización.

• Digitales: Señales binarias (1 o 0).
• Analógicas: Permiten que el valor numérico se convierta en una señal de tensión o corriente. Realizan una conversión digital-analógica.

Dispositivos: Electroválvulas, servoválvulas, contactores, pilotos luminosos, variadores, relés auxiliares, etc.

Controladores Lógicos Programables (PLCs)

Un autómata programable (AP), también conocido como PLC (Controlador Lógico Programable), es una máquina electrónica programable diseñada para ser utilizada en un entorno industrial (hostil). Utiliza una memoria programable para el almacenamiento interno de instrucciones orientadas al usuario, para implementar soluciones específicas tales como funciones lógicas, secuencias, temporizadores, recuentos y funciones aritméticas, con el fin de controlar, mediante entradas y salidas digitales y analógicas, diversos tipos de máquinas o procesos.

AP = PLC. Autómata Programable = Controlador Lógico Programable.

Estructura General de un PLC

Internamente, está compuesto de dispositivos electrónicos para poder alojar las instrucciones básicas del funcionamiento del PLC, así como las unidades para procesar instrucciones de un programa precargado y realizar las tareas especificadas en él.

Proceso Interno del PLC

Módulos de entrada -> Imagen de entrada -> Microprocesador <-> Imagen de salidas -> Módulos de salidas

1. Consulta el estado de las entradas y guarda la información en la "imagen de entrada".
2. Consulta el programa según los datos almacenados en la "imagen de entrada". El resultado lo guarda en la "imagen de salidas".
3. Según la "imagen de salidas", los dispositivos conectados a sus terminales serán activados o desactivados.

Ciclo de Scan

El ciclo de scan es la secuencia de operaciones que realiza el autómata de manera repetitiva una vez que entra en modo RUN. El tiempo total del ciclo de SCAN se mide en milisegundos y depende de la capacidad de proceso de la CPU, así como del tamaño del programa.

-> Lee entradas -> Ejecuta el programa -> Diagnóstico y comunicación -> Actualizar salidas -> (da vuelta)

Modos de Operación

1. Modo Programación:

   • Las salidas son desenergizadas.
   • El código de usuario no se ejecuta.
   • Permite realizar la programación de un nuevo código.
   • No se puede cambiar de modo.

2. Modo Remoto:

   • Se utiliza para pruebas.
   • Permite cambiar el código o segmentos de código del programa.
   • Permite el cambio de modo de operación.

3. Modo Run:

   • Ejecución normal del código.
   • Deshabilita el uso del programador para edición de código.
   • Energiza las salidas según el código.