2.6 Controladores lógicos programables

 Controladores lógicos programables

Un controlador lógico programable (PLC) se define como un dispositivo electrónico digital que usa una memoria programable para guardar instrucciones y lleva a cabo funciones lógicas, de configuración de secuencia, de sincronización, de contacto y aritméticas, para el control de maquinaria y procesos. Este tipo de procesadores se denomina lógico debido a que su programación básicamente tiene que ver con la ejecución de operaciones lógicas y de conmutación.

Si bien los PLCs son similares a las computadoras, tienen características especificas que permiten su empleo como controladores. Estas son:

1.- Son robustos y están diseñados para resistir vibraciones, temperatura, humedad y ruido.

2.- La interfaz para las entradas y salidas esta dentro del controlador.

3.- Es muy fácil programarlos, así como entender el lenguaje de programación. La programación básicamente consiste en operaciones de lógica y conmutación. 

Estructura básica

La estructura básica de un PLC consta de una unidad central de procesamiento (CPU), memoria y circuitos de entrada y salida. La CPU controla y procesa todas las operaciones dentro del PLC. Cuenta con un temporizador cuya frecuencia típica es entre 1 y 8 MHz. Esta frecuencia determina la velocidad de operación de PLC y es la fuente de temporización y sincronización de todos los elementos del sistema. Los elementos de la memoria son: una ROM para guardar en forma permanente la información del sistema operativo y datos corregidos; una RAM para el programa del usuario y memoria buffer temporal para los canales de entrada/salida.

La unidad de entrada/salida es la interfaz entre el sistema y el mundo externo. Para introducir programas a esta unidad se usa un tablero, el cual puede variar de una sencilla configuración de teclado con pantalla de cristal liquido, o bien llegar a tener incluso unidades de presentación visual (VDU) con teclado y pantalla. 

Procesamiento de la entrada/salida

La forma básica de programación mas común en los PLC es la programación de escalera. Esta especifica cada una de las tareas de un programa como si fueran los peldaños de una escalera.

La secuencia que sigue un PLC para realizar un programa se resume de la siguiente manera:

1,- Explora las entradas asociadas a un peldaño del programa de escalera.

2.- Solución de la operación lógica de cada una de las entradas. 

3.- Encendido/apagado de las salidas del peldaño.

4.- Continua con el siguiente peldaño y repite los pasos 1, 2, 3.

5.- Continua con el siguiente peldaño y repite los pasos 1, 2, 3.

6.- Continua con el siguiente peldaño y repite los pasos 1, 2, 3. 

Funciones lógicas

Las funciones lógicas que pueden obtener con una combinación de interruptores, ahora se vera como se pueden escribir programas tipo escalera para esas combinaciones.
1.- AND (Y) 

La siguiente figura muestra bobina que no se energiza a menos que dos interruptores, en general abiertos, se cierren. Si los interruptores A y B están cerrados se obtiene la función lógica AND(Y).

2.- OR (O) 

La siguiente figura ilustra una bobina que no se energiza hasta que uno de los interruptores A o B, en general abiertos, se cierra, situación que corresponde a una compuerta lógica OR (O).
3.- NOR (NO-O) 

La siguiente figura muestra como representar el diagrama del programa escalera para una compuerta NOR (NO-O). Dado que debe haber una salida cuando ni A ni B tengan entrada, entonces cuando existe entrada en A o en B no hay salida.

4.- NAND (NO-Y) 

La siguiente figura muestra una compuerta NAND (NO-Y). No hay salida cuando tanto A como B tienen entrada.

5.- XOR 

La siguiente figura muestra como dibujar el diagrama de un programa escalera para una compuerta XOR (O EXCLUYENTE) donde no hay salida cuando cucr no hay entrada ni para la entrada l ni para la entrada 2 ni tampoco cuando hay entrada 1 como en la entrada 2.