EL PLC Y SUS APLICACIONES

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EL PLC Y SUS APLICACIONES
1 definición 
 La National Electrical Manufacturers Association (NEMA) define al PLC como un 
dispositivo electrónico digital que utiliza una memoria programable para almacenar
instrucciones y para implementar funciones especificas tales como funciones lógicas,
secuenciales, de temporización, de conteo y aritméticas para controlar maquinas y
procesos.
Es una maquina electrónica con unos terminales de entrada a los que se conectaran
pulsadores, finales de carrera, fotocélulas, detectores, etc. Y unos terminales de salida a
los que se conectaran bobinas de contactores, electro válvulas, lámparas, etc., de tal
manera que la actuación de estos últimos esta en función de las señales de entrada que
estén activadas en cada momento, según el programa almacenado.
En sentido general podemos definir al controlador lógico programable como toda máquina
electrónica diseñada para controlar en tiempo real y en medio industrial procesos
secuenciales de control.
1.2 Antecedentes e Historia
Los primeros sistemas de control estaban basados en componentes mecánicos y
electromecánicos, básicamente engranajes, palancas, pequeños motores, relés,
contactores, temporizadores, etc. A medida que el proceso se hacia más complejo el uso
de relés, temporizadores y contactores aumentaba, por lo tanto:
- Los armarios donde se alojaban eran demasiado grandes
- Las probabilidades de avería eran muy altas.
- Localización de averías muy difícil y complicada
- Costo económico muy alto
- Sistema poco flexible.
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A finales de los años 60, la industria estaba demandando cada vez más un sistema
económico, robusto, flexible y fácilmente modificable.
Los Controladores Lógicos Programables, (PLCs, Programable Logic Controller) nacieron 
a finales de la década de los 60s y principios de los 70s. Las industrias que propiciaron 
este desarrollo fueron las automotrices. Ellas usaban sistemas industriales basadas en 
relevadores (relés), en sus sistemas de manufactura. Buscando reducir los costos de los 
sistemas de control, la General Motors preparó en 1968 ciertas especificaciones 
detallando un "Controlador Lógico Programable". Estas especificaciones definían un 
sistema de control por relevadores que podían ser asociados no solamente a la industria 
automotriz, sino prácticamente a cualquier industria de manufactura. Los altos costos de 
operación y mantenimiento y la poca flexibilidad y confiabilidad de los equipos como así 
también el costo excesivo, impulsaron el desarrollo de los nuevos autómatas.
1.3 CAMPOS DE APLICACIÓN
Gracias a sus reducidas dimensiones, la gran facilidad de su montaje, la modificación o 
alteración del programa, etc., permite al PLC ser utilizado en situaciones que requieran:
- Espacio reducido.
- Procesos de producción periódicamente cambiantes.
- Procesos secuenciales.
- Maquinaria de procesos variables.
Ejemplos de aplicaciones generales:
- Industria del mueble y madera.
- En procesos de grava, arena y cemento.
- En la industria del plástico.
- En procesos textiles y de confección.
- De ensamblaje.
- Transfer.
- De aire acondicionado, calefacción, etc
- De seguridad.
- De almacenamiento y trasvase de cereales.
- De plantas embotelladoras.
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- En la industria de automoción.
- De tratamientos térmicos.
- De plantas depuradoras de residuos.
- De cerámica.
etc.
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ESTRUCTURA INTERNA
El PLC esta constituido por diferentes partes, pero cuatro de ellas se pueden considerar 
las básicas:
- FUENTE DE ALIMENTACIÓN
- CPU
- ENTRADAS
- SALIDAS
FUENTE DE ALIMENTACIÓN
Proporciona las tensiones necesarias para el funcionamiento de los distintos circuitos del 
sistema. La fuente de alimentación del autómata puede incorporar una batería tampón o 
un capacitor de gran capacidad, que se utiliza para el mantenimiento de algunas 
posiciones internas y del programa usuario en memoria RAM, cuando falla la alimentación
o se apaga el autómata.
CPU (Unidad central de procesamiento)
Es la parte inteligente del sistema, ya que interpreta el programa de usuario y en función 
del los valores de las entradas ordena la activación de las salidas deseadas.
La CPU esta compuesto por el procesador, memoria y circuitos auxiliares asociados.
ENTRADAS
Tienen la función de adaptar y codificar de forma comprensible para la CPU las señales 
procedentes de los dispositivos de entrada o captadores.
SALIDAS
Tienen la función de decodificar las señales procedentes de la CPU, amplificarlas y 
mandar con ellas los dispositivos de salida o actuadores.
ESTRUCTURA EXTERNA
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Existen básicamente dos formas externas de presentación de los PLCs, una modular y la 
otra compacta.
Estructura compacta
Todos los componentes se encuentran integrados en un solo gabinete. El usuario no tiene
acceso a ellos, por lo que no los puede modificar. Generalmente se pueden encontrar con
diferentes capacidades en aspectos como: número de entradas, capacidad de memoria, 
número de salidas, opciones de comunicación, etc.
Estructura modular
Consisten en un bastidor donde se introducen los diferentes componentes o módulos. Los
módulos son intercambiables de un bastidor a otro por lo que las capacidades de un PLC 
pueden ser ampliadas fácilmente. Generalmente son más costosos que los tipo compacto,
pero son mucho más versátiles y útiles en aplicaciones que exigen adaptabilidad a 
cambios.
Estructura Americana.
Se caracteriza por separar las E/S del resto del PLC, de tal forma que en un bloque 
compacto están reunidas las CPU, memoria de usuario o de programa y fuente de 
alimentación, y separadamente las unidades de E/S en los bloques o tarjetas necesarias.
Estructura Europea.
Su característica principal es la de que existe un módulo para cada función:
Fuente de alimentación, CPU, entradas/salidas, etc. 
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CONEXIÓN DE ELEMENTOS DE ENTRADA
Son dos los tipos de captadores posibles desde el punto de vista de la tensión:
 Entradas o contactos libres de tensión
Un contacto libre de potencial es aquel al cual se puede conectar un actuador con 
cualquier sistema de corriente y cualquier tensión (Siempre, claro está, dentro de las 
limitaciones eléctricas de propio contacto).
Ejemplo: pulsador, interruptor, finales de carrera, contactos de reles, etc.
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 Entradas o contactos con tensión.
Son aquellos que necesitan una tensión determinada para su funcionamiento, al elegirlos 
se debe tomar en cuenta la tensión con la cual funcionan las entradas del PLC
Ejemplo: detector de proximidad, célula fotoeléctrica, etc.
Circuito interno de una entrada DC 
Para conectar un elemento de entrada se debe habilitar el Terminal común conectándole 
un potencial a este, de esta forma uno de los diodos del optoacoplador tendrá un 
potencial conectado ya sea el potencial positivo o el negativo, luego el elemento captador 
completara el circuito conmutando a la entrada el otro potencial y cerrar el circuito para 
que el led interno encienda.
Circuito interno de una entrada AC
Conexión PNP: negativo va conectado al común y se conmuta el positivo.
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Conexión NPN: positivo va conectado al común y se conmuta el negativo.
FORMATO DE DIRECCIONAMIENTO PARA ENTRADAS
Las salidas pueden ser de tres tipos:
Relay, Triac y Transistor
Las salidas a relé pueden utilizarse en cargas de CA o CC, los módulos con salida por 
relé tienen mayor flexibilidad, en cuanto a que manejan CA o CC indistintamente. 
Además, pueden manejar cargas mayores que un módulo con salida por triac o transistor.
Como desventajas, los relés son elementos mecánicos sujetos a desgastes, son más 
lentos en cuanto al tiempo de conmutación y tienen un mayor consumo, por lo que 
pueden requerir fuentes de alimentación adicionales.
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Salida a Transistor se utilizan en cargas de CC, son las que ofrecen mayor velocidad, El 
tiempo típico de respuesta para un transistor es de 1mseg tanto para conexión como para 
desconexión.
Salida a Triacse utiliza para cargas en CA. El tiempo típico de respuesta para un triac se
aproxima a los 10mseg.
Protección de las salidas
Las salidas cuando manejan cargas inductivas necesitan de un circuito o dispositivo que 
permita protegerla y evitar que se produzcan transitorios y ruido en el cableado eléctrico, 
además de que la vida del contacto de salida se prolongara.
Se recomienda colocar el dispositivo protector lo mas cercano posible del elemento de 
carga.
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Si la salida es a transistor se recomienda conectar un diodo rectificador en paralelo con la 
carga como indica la figura.
Cuando la carga es AC se 
recomienda uno de los siguientes métodos.
DIAGRAMA DE CONEXIÓN DE SALIDAS
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En el diagrama anterior las salidas O/0 y O/1 operan con voltaje DC, las salidas desde 
O/2 hasta O/7 operan a 110Vac y las salidas desde O/8 hasta O/11 operan a 220Vac. A 
cada una de las cargas se conecta un potencial de la fuente, en este caso los potenciales 
conectados a las cargas son GND (ground) y L1 (línea 1) cuando en el programa se activa
una salida se conmuta el Terminal VAC / VDC para completar el circuito.
FORMATO DE DIRECCIONAMIENTO PARA LAS SALIDAS
Al programar salidas debe tener en cuenta que:
1- La salida es el último elemento de la línea o renglón.
2- Todo renglón debe tener por lo menos una salida.
3- No se conectan salidas en serie.
4-No se programa la misma salida más de una vez.
 
PROGRAMACIÓN PLC Allen Bradley
Los modos de trabajo más usuales son:
 RUN:
Es el modo de operación en el cual el procesador se encuentra ejecutando o 
corriendo el programa que se le ha cargado.
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 PROGRAM:
En este modo de operación el procesador no esta ejecutando el programa y se 
encuentra hábil para recibir un programa nuevo o realizar modificaciones al 
existente.
 OFFLINE: Consiste en realizar el programa sobre un ordenador, sin necesidad 
alguna de acceder al PLC para posteriormente una vez acabado y verificado el 
programa descargarlo en el procesador. Este hecho dota al programador de gran 
independencia a la hora de realizar el trabajo.
 ONLINE: modo de visualización en línea del programa que tiene cargado el 
procesador, en el cual se puede apreciar la ejecución de las instrucciones. Cuando 
nos encontramos online con el procesador este puede estar en RUN MODE o 
PROGRAM MODE.
 DOWNLOAD:
Proceso mediante el cual se le cargan al procesador todos los archivos necesarios 
para la ejecución de una lógica de control.
 UPLOAD:
Proceso mediante el cual se extrae el programa que tiene el procesador y se puede
almacenar en la terminal de programación.
EDICIÓN DE UN DIAGRAMA DE ESCALERA
Las diferentes instrucciones del lenguaje de escalera se encuentran en la barra de 
instrucciones. Al presionar sobre alguno de los elementos de esta barra estos se 
introducirán directamente en la rama sobre la que nos encontremos, el elemento también 
puede ser arrastrado.
 Añadir un renglón al programa
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 Crear una rama en paralelo con la ya creada
 Contacto normalmente abierto (XIC = eximine if closed)
 Contacto normalmente cerrado (XIO = eximine if open)
Activación de una salida (OTE - Output Energize): si las condiciones previas de la 
rama son ciertas, se activa la salida. Si dejan de ser ciertas las condiciones o en una rama
posterior se vuelve a utilizar la instrucción y la condición es falsa, la salida se desactiva.
Activación de la salida de manera retentiva (OTL - Output Latch): si las condiciones
previas de la rama son ciertas, se activa la salida y continúa activada aunque las 
condiciones dejen de ser ciertas.
 Desactivación de la salida (OTU - Output Unlatch): normalmente está instrucción 
se utiliza para anular el efecto de la anterior. Si las condiciones previas de la rama son 
ciertas, se desactiva la salida y continúa desactivada aunque las condiciones dejen de ser
ciertas.
Instrucción OSR (One Shot Rising)
La instrucción OSR permite que un evento ocurra sólo una vez. Cuando todas las 
condiciones del renglón que anteceden a esta instrucción son verdaderas, OSR será 
verdadero (Un “1” lógico) por únicamente 1escaneo y sólo podrá ser verdadera otra vez si
las mismas condiciones que la activaron cambian de falso a verdadero
TEMPORIZADORES
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Time base (tiempo base) especifica los intervalos de tiempo que va a contar el 
temporizador. Estos pueden ser 1 segundo, 10 milisegundos y en algunos procesadores 1
milisegundo.
Preset indica las veces que se va a contar el tiempo base, el tiempo total del 
temporizador es el producto de el timebase por el preset.
Acumulador indica el tiempo que ha transcurrido desde que se inicio el conteo del 
temporizador. El temporizador lo actualiza cada vez que ha transcurrido un tiempo base.
Los valores de preset y acumulador tienen un rango de valores que van desde 0 hasta 
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TIPOS DE CONTACTOS
DN = Done Bit, este contacto cambia de estado cuanto el valor del acumulador es igual o 
mayor al preset.
EN = Enable Bit, es un contacto instantáneo, funciona como el contacto de una bobina, 
estará en su estado opuesto siempre que el timer tenga energía.
TT = Time Timing, este contacto estará en su estado opuesto mientras el timer este 
contando.
Use la instrucción TON (Timer on delay) para activar o desactivar una salida después de 
que el temporizador haya estado activado durante un intervalo de tiempo 
preseleccionado.
La instrucción TON comienza a contar los intervalos de la base de tiempo cuando el 
temporizador se energiza. Mientras el temporizador tenga energía el valor acumulado 
(ACC) se va incrementando durante cada evaluación hasta alcanzar el valor 
predeterminado (PRE). Cuando el temporizador se desenergiza, el valor acumulado se 
resetea sin importar si el temporizador ha sobrepasado el límite de tiempo.
Use la instrucción TOF comienza a contar los intervalos de la base de tiempo cuando el 
temporizador se desenergiza. Mientras el temporizador se mantenga sin energía, el 
temporizador incrementa su valor acumulado (ACC) durante cada escaneo hasta alcanzar
el valor preseleccionado (PRE). El valor acumulado se resetea sin importar si el 
temporizador ha sobrepasado el límite de tiempo si el temporizador se energiza.
La instrucción RTO se diferencia del TON en que al quitarle la energía este suspende el 
conteo y al suministrársela nuevamente lo reinicia donde lo suspendió.
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Cuando ocurre cualquiera de los siguientes eventos la instrucción retiene el valor 
acumulado:
 Se le quita la energía al temporizador.
 Se cambia el procesador del modo RUN a PROGRAM
 Se corta la alimentación del procesador (siempre que tenga batería auxiliar).
 Ocurre un fallo.
Para resetear el temporizador se debe programar la instrucción RES con el mismo 
nombre del temporizador.
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En el ejemplo anterior al pulsar el botón de START se energiza la bobina B3:0/0 y el 
temporizador inicia su conteo, inmediatamente recibe energía la salida O:0/2 se 
energiza por las características del contacto EN, la salida O:0/0 se energiza también 
porque el temporizador esta contando, mientras que la salida O:0/1 no se energiza 
porque el temporizador no ha terminado su conteo.
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El tiempo total del temporizador es de 5 segundos que serán contados en intervalos de
10 milisegundos. Una vez concluido el conteo la salida O:0/0 apaga, O:0/1 enciende y 
O:0/2 permanece encendida. Solo quitándole la energía al temporizador desactiva la 
salida O:0/2. 
CONTADORES
Los contadores pueden ser: CTU (counter up) y CTD (conunter down)
Un contador cuenta la cantidad de veces que en el renglón se produce la transición de 
falso a verdadero, incrementando o decrementando el valor del acumulador. El contador 
continúa el conteo aunque el valor del acumulador sea igual al valor del preset.
En el diagrama anterior la salida O:0/0 se energizara cuando el contador registre 20 
pulsos enviados por la entrada I:0/0 y se mantendrá energizada hasta que se presione 
I:0/1
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