¿Qué es un PLC

Es innegable que ¿Qué es un PLC? constituye la piedra angular de la automatización industrial moderna. Pero, ¿cómo funciona exactamente esta tecnología? En este artículo profundizamos en los fundamentos de los PLC, ofreciendo una explicación clara de su papel y mecanismos dentro del contexto más amplio de los procesos industriales.

¿Qué es PLC?

Un controlador lógico programable (PLC) es un dispositivo informático especializado diseñado principalmente para su uso en entornos de fabricación y automatización industrial.. Controla eficazmente varios procesos electromecánicos basados en entradas programables y reglas específicas establecidas por el usuario.

Esta tecnología permite una gestión precisa de maquinaria y líneas de montaje, asegurando eficiencia operativa y confiabilidad en tareas que requieren alta precisión y acciones repetitivas.

La historia del PLC.

Engineer Richard E. “Dick” Morley is often referred to as the father of the PLC. In 1968, he developed the first semiconductor-based solution he called the “Modicon” (MOdular Digital Controller). It was designed to replace hardwired relay systems which had a tangle of wires and were consequently difficult to update and maintain.

Con su introducción, los PLC redujeron drásticamente el tiempo, el costo y el esfuerzo necesarios para actualizar y modificar los procesos de producción. Esta innovación no solo simplificó la infraestructura física de los sistemas de control al eliminar el cableado extenso, sino que también introdujo un mayor nivel de flexibilidad en el diseño del sistema.

Como resultado, la automatización industrial se volvió más ágil y eficiente, facilitando una mejor comunicación entre dispositivos y permitiendo operaciones más complejas y adaptables.

Ventajas del control digital con PLC

A diferencia de los controladores electromecánicos, la programación de PLC es completamente digital, lo que significa que un PLC es capaz de manejar tareas de control mucho más complejas.. Si se necesitan ajustes o mejoras, el programa existente puede simplemente modificarse o reescribirse por completo.

Además, una vez desarrollado un programa, se puede duplicar, utilizar repetidamente y mejorar con comentarios completos y documentación exhaustiva.. Este aspecto simplifica enormemente el proceso de modificación y actualización de programas en cualquier punto posterior, lo que convierte a los PLC en una herramienta increíblemente versátil en la automatización industrial.

Este enfoque digital elimina la necesidad de volver a cablear manualmente y reduce la posibilidad de errores, lo que agiliza significativamente los procesos de solución de problemas y mantenimiento.

Componentes de un PLC

Un PLC se compone de varios componentes clave que permiten su funcionalidad:

CPU (Unidad central de procesamiento): Actúa como el cerebro del PLC, procesando todos los datos de las entradas para ejecutar el programa de control y enviando comandos a las salidas.
Entradas: son interfaces como sensores que proporcionan datos en tiempo real al PLC sobre las condiciones operativas.
Programa: El conjunto de instrucciones escritas por el usuario que dicta cómo debe operar el PLC en función de las entradas recibidas.
Salidas: Componentes como actuadores o relés que implementan las decisiones tomadas por CPU. del PLC.

La funcionalidad del PLC

El funcionamiento de un controlador lógico programable (PLC) implica varios pasos clave que garantizan un control y una automatización eficaces:

Detección de estados de dispositivos de entrada: el PLC monitorea constantemente el estado de varios dispositivos de entrada conectados a él.

Entradas discretas: estas entradas representan estados binarios, como encendido/apagado, 1/0, abierto/cerrado. .. Los ejemplos de entradas discretas incluyen un interruptor de botón, que puede estar encendido o apagado, o una válvula, que puede estar abierta o cerrada.
Entradas analógicas: a diferencia de las discretas, las entradas analógicas representan datos a través de un continuo de valores. . Son esenciales para medir variables como temperatura, presión, niveles de dióxido de carbono o peso. . Por ejemplo, un sensor de temperatura puede registrar un rango continuo de temperatura desde el punto de congelación hasta puntos de ebullición.

Ejecución de instrucciones del programa: en función de los datos recibidos de estas entradas, el PLC procesa y ejecuta instrucciones del programa predefinidas. Esta programación determina cómo responde el PLC a diferentes condiciones de entrada, lo que permite una automatización dinámica y receptiva.
Operación de dispositivos de salida: Luego de la ejecución de su programa, el PLC envía señales a los dispositivos de salida para realizar acciones basadas en las entradas y la lógica del programa.

Ejemplos de dispositivos de salida incluyen alarmas, que pueden sonar bajo condiciones específicas; luces indicadoras, que proporcionan información visual; válvulas, que controlan el flujo de fluido; y pantallas visuales, que muestran estados o alertas del sistema.

Aplicaciones

Aplicaciones de los PLC en la vida diaria

Los controladores lógicos programables (PLC) están profundamente integrados en diversos aspectos de la vida cotidiana y, a menudo, funcionan entre bastidores para mejorar la eficiencia y la seguridad sin nuestro conocimiento directo..

alumbrado público: Una de las aplicaciones más visibles de los PLC es la gestión del alumbrado público. Controlar estos sistemas ayuda a las ciudades a ahorrar energía significativa y reducir costos, ya que el alumbrado público puede consumir una parte sustancial del presupuesto de servicios públicos de una ciudad, a veces representando entre el 35% y el 45% del el gasto total.

Con sistemas inteligentes basados en PLC, los gastos de alumbrado público se pueden reducir hasta en un 70 %.. Estos sistemas utilizan datos en tiempo real, como la hora del día, la retroalimentación del sensor de luz y la detección de peatones o vehículos para optimizar cuándo se encienden o se encienden las luces. apagado.

Aplicaciones diarias adicionales:

Circuitos de semáforos: los PLC gestionan la secuencia y el tiempo de los semáforos, mejorando el flujo y reduciendo la congestión.
Señalización digital: estas señales cambian el contenido dinámicamente, utilizando PLC para actualizaciones y ajustes oportunos.
Sistemas automotrices: En los vehículos, los PLC se utilizan para controlar los limpiaparabrisas eléctricos y las bombas de inyección de combustible, adaptando su funcionamiento en función de las condiciones de conducción.
Automatización del hogar: esto incluye persianas controladas automáticamente, sistemas de control de calefacción y sistemas de puertas, que se ajustan en función de las entradas ambientales y las preferencias del propietario.
Transporte vertical: Ascensores y escaleras mecánicas utilizan PLC para un control preciso del movimiento, garantizando seguridad y eficiencia en su operación.

El papel de los PLC en la fabricación industrial

En el ámbito de la fabricación industrial, la llegada de los controladores lógicos programables (PLC) ha revolucionado la forma en que se monitorean y controlan los procesos. Estos sistemas electrónicos basados en lógica son indispensables para automatizar tareas de fabricación complejas, reduciendo significativamente el tiempo, los costos y la mano de obra.

Ejemplo en operaciones de la industria alimentaria:

Una aplicación práctica de los PLC se encuentra en el sector de producción de alimentos.. Por ejemplo, durante la fabricación de patatas fritas, un PLC puede ser fundamental para garantizar el control de calidad.. Así es como funciona normalmente el sistema:

Detección de entrada: Los sensores de luz instalados a lo largo de la cinta transportadora sirven como dispositivos de entrada para el PLC.. Estos sensores detectan el color de cada papa frita que pasa por la cinta transportadora.
Procesamiento lógico: basándose en la entrada de los sensores de luz, la lógica del programa del PLC determina el momento exacto y la activación de ventiladores específicos.. La lógica está programada para identificar chips más oscuros y probablemente quemados.
Activación de salida: una vez que se detecta una viruta quemada, el PLC activa sopladores específicos en ubicaciones precisas a lo largo de la cinta. Estos sopladores se utilizan para eliminar las virutas quemadas de la línea de producción, manteniendo así la calidad del lote.

Otras aplicaciones industriales:

Operaciones robóticas: en la fabricación de automóviles, los PLC controlan robots que realizan tareas como soldadura y ensamblaje de piezas, lo que mejora la precisión y la velocidad.
Líneas de montaje: Los PLC sincronizan el funcionamiento de cintas transportadoras y maquinaria para optimizar el proceso de montaje, como en la fabricación de productos electrónicos.. Nuestra empresa se especializa en el desarrollo de máquinas etiquetadoras y cuenta con una serie de soluciones de etiquetado, como soluciones de etiquetado de jeringas y Soluciones de etiquetado a prueba de manipulaciones, que utilizan PLC para lograr una mayor eficiencia de ensamblaje.
Funciones de la máquina: en la fabricación textil, los PLC regulan el funcionamiento de los telares y otras maquinarias, ajustando los parámetros para diferentes tipos y diseños de tejidos.

Integración de PLC dentro de sistemas SCADA

Los controladores lógicos programables (PLC) se integran comúnmente como componentes cruciales de los sistemas de control de supervisión y adquisición de datos (SCADA).. Estos sistemas descentralizados están diseñados para monitorear, visualizar y controlar operaciones en entornos industriales, con PLC y unidades terminales remotas (RTU) manejando el la mayoría de estas tareas de control.

Proceso de recopilación e interacción de datos:

Recopilación de datos: el proceso comienza con los PLC que recopilan datos de varias máquinas en la planta de producción.. Estos controladores sirven como interfaz principal para la adquisición de datos en tiempo real, recopilando entradas sobre parámetros operativos y estado de la máquina.
Visualización e interacción de datos: después de la recopilación, estos datos se transmiten a interfaces hombre-máquina (HMI), que visualizan la información para los operadores.. Las HMI desempeñan un papel fundamental a la hora de hacer comprensibles los datos complejos, lo que permite a los operadores ver tendencias y recibir alertas.
Interacción del software SCADA: los operadores interactúan con el sistema SCADA a través de plataformas de software como Ignition.. Este software permite un análisis sofisticado de datos, gestión de sistemas y soporte para la toma de decisiones al proporcionar herramientas para manipular y profundizar en los datos recopilados por los PLC.

Capacidades extendidas del sistema:

Monitoreo y control remotos: más allá del control local, los sistemas SCADA permiten el monitoreo y operación de equipos remotos, lo que permite tomar decisiones desde salas de control centralizadas que pueden administrar múltiples sitios.
Escalabilidad e integración del sistema: los PLC dentro de los sistemas SCADA se pueden escalar fácilmente para adaptarse a operaciones en expansión o para integrar nuevas tecnologías y equipos, haciéndolos adaptables a las cambiantes demandas industriales.
Eficiencia operativa mejorada: al automatizar los procesos de recopilación de datos y respuesta, los PLC reducen la probabilidad de error humano, aumentan la velocidad de respuesta a posibles problemas y optimizan los procesos de producción, mejorando así la eficiencia operativa general.

Diferencias entre un PLC y un ordenador industrial

Las computadoras industriales a menudo se consideran el núcleo de la industria 4.0, ya que funcionan de manera similar a los PLC en términos de recibir entradas, producir salidas y controlar los procesos de automatización.. Sin embargo, existen claras diferencias entre cómo se controla la automatización mediante un PLC y una computadora industrial.

Interfaces y conexiones

Si bien un PLC ofrece una sólida selección de opciones de E/S, su conectividad generalmente es más restringida en comparación con una PC industrial.. Las PC industriales pueden interactuar con una gama más amplia de dispositivos externos, incluidos pantallas, controladores, impresoras, tarjetas de interfaz de red y periféricos de varios fabricantes. La flexibilidad de varias opciones de E/S y ranuras para tarjetas permite que una PC industrial sea altamente personalizable y ampliable según necesidades específicas.

Por ejemplo, una PC industrial puede incorporar mejoras como tarjetas inalámbricas o celulares, interfaces hombre-máquina (HMI) o sistemas de visión, ampliando significativamente su alcance de aplicación.. No obstante, para reemplazar completamente un PLC, una PC industrial debe estar equipada con la pila de software adecuada. , asegurando que pueda cumplir con los requisitos específicos del control de automatización industrial.

Rendimiento y almacenamiento

Las PC industriales cuentan con un rendimiento de procesador superior y capacidades de almacenamiento mejoradas en comparación con los PLC. Estas características brindan ventajas significativas, particularmente en el manejo de análisis de datos complejos, registro extenso de datos e integración de tecnologías avanzadas como inteligencia artificial y aprendizaje automático.

Además, la flexibilidad de programación que ofrecen las PC industriales les permite gestionar escenarios complicados de manera más efectiva. Otro beneficio de las PC industriales es su capacidad para consolidar cargas de trabajo, lo cual es especialmente valioso en entornos donde el espacio es escaso.

Al reducir el espacio de hardware, las PC industriales pueden optimizar el uso del espacio físico y al mismo tiempo mantener niveles de alto rendimiento.. Esto las hace ideales para aplicaciones industriales sofisticadas donde la eficiencia y la utilización del espacio son fundamentales.

Consideraciones de Seguridad

Los PLC funcionan con un sistema operativo muy simple y dedicado, desarrollado específicamente para las tareas de control en cuestión.. Este enfoque de software enfocado y minimalista tiende a minimizar las vulnerabilidades de seguridad que a menudo se encuentran en sistemas operativos de consumo más complejos.

Por otro lado, una PC industrial requiere un sistema operativo más versátil para ejecutar una variedad de aplicaciones, lo que podría plantear dudas sobre su susceptibilidad a los ciberataques.

Sin embargo, las PC industriales modernas están diseñadas con sólidas funciones de seguridad para mitigar estos riesgos. Además, el uso generalizado de las PC garantiza que las vulnerabilidades de seguridad se identifiquen y solucionen rápidamente mediante actualizaciones periódicas.

Por el contrario, los PLC se actualizan con menos frecuencia y dependen de tecnología más antigua, lo que puede generar un entorno menos seguro con el tiempo. Esta diferencia resalta la necesidad de medidas de seguridad proactivas, particularmente en aplicaciones industriales críticas donde el impacto de una violación de seguridad podría ser severo.

Durabilidad

Al comparar la durabilidad de los PLC con las computadoras industriales, es importante tener en cuenta que ambos están diseñados para soportar las duras condiciones que normalmente se encuentran en entornos industriales.

A diferencia de las PC convencionales, tanto los PLC como las PC industriales están diseñados para soportar temperaturas extremas, polvo, humedad y vibraciones, lo que garantiza un rendimiento confiable incluso en entornos desafiantes.

Esta construcción robusta es fundamental ya que evita interrupciones operativas y mantiene procesos industriales continuos.

Perspectiva del futuro

Con el avance de la tecnología, la aplicación de PLC en los campos de la automatización y la fabricación inteligente será más extensa y profunda. Los futuros PLC pueden integrar capacidades de procesamiento de datos y algoritmos de inteligencia artificial más avanzados, lo que les permitirá manejar tareas de control complejas y análisis de datos. más inteligente.

Además, con el desarrollo de la tecnología de Internet de las cosas (IoT), los PLC pueden integrarse más estrechamente con la computación en la nube y las tecnologías de big data para lograr un monitoreo y una gestión remotos más eficientes, mejorando en gran medida la eficiencia y la seguridad de la producción.

Al mismo tiempo, el diseño de los PLC puede prestar más atención a la eficiencia energética y la protección del medio ambiente, en línea con los requisitos del desarrollo sostenible global.

Conclusión

En resumen, la importancia de ¿Qué es un PLC? en el ámbito de la automatización industrial no se puede subestimar. Estos controladores lógicos programables han remodelado la forma en que operan las industrias al proporcionar un control robusto, confiable y eficiente sobre procesos complejos.

Al permitir una amplia personalización, rápidas actualizaciones de programación y una perfecta integración con otros avances tecnológicos, los PLC siguen siendo una piedra angular en el desarrollo de sistemas automatizados que mejoran la productividad y reducen los riesgos operativos.

Como empresa de automatización de equipos de etiquetado farmacéutico, PLC nos ayuda a mejorar la eficiencia de ensamblaje de nuestras máquinas de las siguientes maneras: ayudando a nuestras máquinas etiquetadoras a adaptarse a diferentes tipos y tamaños de etiquetas, logrando una fijación precisa de las etiquetas y detectando y registrando el estado operativo. e información de fallos de las etiquetadoras.

Además de la máquina etiquetadora a prueba de manipulaciones y la máquina etiquetadora de jeringas, tenemos otras soluciones de máquinas que utilizan PLC, como se muestra a continuación:

Solución de etiquetado de ampollas

Solución de etiquetado de autoinyectores

Solución de etiquetado de viales

Solución para etiquetar frascos de pastillas

Solución de etiquetado de tubos

Solución de etiquetado de cajas de cartón para productos farmacéuticos