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Autómatas programables: ¿Qué son y cómo funcionan?

automata programable

Hoy en día, los autómatas programables, también conocidos por sus siglas PLC (controlador lógico programable), se encuentran en todas las industrias de procesos y fabricación. Surgieron por la necesidad de construir mecanismos que pudiera ejecutar tareas repetitivas sin necesidad de control y supervisión humana. Si quieres saber más acerca de estos dispositivos, sigue leyendo este artículo en el cual explicaremos qué es un autómata programable, cómo funciona y qué ventajas tiene.

¿Qué es un autómata programable?

Un autómata programable o PLC es sencillamente un sistema de control informático industrial cuyo objetivo es controlar y supervisar el estado de los dispositivos electromecánicos, electroneumáticos o electrohidráulicos. Como adelantábamos en la introducción, los autómatas programables permiten que las máquinas realicen tareas sin necesidad de que intervenga una persona. Se puede automatizar un proceso en específico, la función de una máquina e incluso toda una línea de montaje.

Los PLC están diseñados para varias señales de entrada y de salida y para distintos rangos de temperatura. Es un sistema en tiempo real, es decir, los resultados de salida deben haberse generado en respuesta a las condiciones preestablecidas de entrada dentro de un espacio de tiempo limitado. El automatismo puede hacerse mediante cableado o programación, pero, en ambos casos, encontramos una parte de control y otra de potencia. Ambas partes comparten un elemento: el contactor, que tiene una bobina que crea un campo magnético cuando entra corriente, y unos contactos eléctricos que se abren o se cierran en función de dicho campo magnético.

¿Cómo funciona un autómata programable?

El autómata programable recibe información de los dispositivos o sensores de entrada que estén conectados, procesa los datos y entonces activa las salidas basándose en parámetros ya programados. En función de las entradas y salidas, el PLC puede monitorear y registrar datos de tiempo de ejecución, productividad de la máquina o temperatura de funcionamiento; puede también iniciar o detener procesos automáticamente, generar alarmas en caso de que una máquina no funcione correctamente, etc.

Características de un autómata programable

automata partes

Los módulos de entrada y salida que conectan el PLC con la máquina pueden ser analógicos o digitales. Los dispositivos de entrada incluyen sensores, interruptores y medidores, mientras que los de salida incluyen relés, válvulas y variadores. Además de estos dispositivos, un autómata programable debe conectarse a a un sistema de control de supervisión y adquisición de datos o SCADA, que se encarga de monitorear los múltiples dispositivos que estén conectados.

A su vez, para poder interactuar con el PLC en tiempo real, se necesita una Interfaz Hombre-Máquina o HMI, que pueden ser pantallas simples con lectura de texto y teclado o pantallas grandes táctiles. Esta interfaz de operario permite a los usuarios revisar e introducir información en el PLC.

Antes de comprar un autómata programable debemos fijarnos en el tipo de rack, bahía o tarjetas que tiene, si es compacto o modular, pues los compactos no se puede ampliar, cuál es su tensión de alimentación, cuánta memoria tiene, el número de entradas y salidas, y el lenguaje de programación, ya que cada fabricante tiene su propio lenguaje.

Componentes de un autómata programable

Ahora que sabemos algo más acerca de los autómatas programables y cómo funcionan, vamos a ver qué partes básicas los componen:

Unidad Central de Procesamiento o CPU

El procesador es el «cerebro» del autómata programable y su tipo y tamaño determinará las funciones de programación disponibles, el tamaño de la lógica de la aplicación disponible, la cantidad de memoria disponible y la velocidad de procesamiento. Se encarga de ejecutar el programa ingresado en el PLC, siguiendo todas las instrucciones en bucle, secuenciadas por un reloj.

Rack

El rack o ensamblaje de bastidor es un soporte, generalmente metálico, sobre el cual se montan todos los módulos que componen el PLC. En él se colocan los cables que llevan la información de un lado a otro del PLC para permitir un intercambio de datos efectivo entre todas las partes.

Ensamblaje de entrada/salida

Las entradas llevan señales de  del proceso industrial al controlador y pueden ser interruptores, sensores de presión o temperatura, etc., mientras que las salidas envían al exterior los cambios que deben producirse siguiendo los parámetros del PLC, es decir, son los actuadores que el autómata programable utiliza para ajustar o controlar el proceso.

Fuente de alimentación

La fuente de alimentación se encarga de proporcionar corriente continua interna al PLC para operar los circuitos lógicos del procesador y los ensamblajes de entrada y salida. Por lo general, los niveles de energía más utilizados son de 24VDC y 120VAC.

Unidad de programación, dispositivo o PC/software

Un técnico programador especializado es quien se encarga de programar el PLC. También se puede utilizar un software específico que se instala en el ordenador, carga la información y cambia la lógica del interior del PLC.

¿Para qué sirven los autómatas programables?

automata industria

Los autómatas programables abarcan distintas funciones, según las necesidades específicas del sistema de control: control analógico, discreto, proporcional, integral y derivativo o PID, control de posición o de motor, comunicación en serie, conexiones con la red… Sus capacidades de manejo de datos, almacenamiento, procesamiento y comunicación son equivalentes a las de los ordenadores de sobremesa.

Por su inmunidad a las interferencias eléctricas y su resistencia a la vibración y a posibles impactos, los PLC son ideales para la industria pesada. Además, sus niveles de tolerancia a la humedad y las temperaturas extremas, así como su larga vida útil, son mucho mayores a las de cualquier ordenador de sobremesa que también pudiera asumir las funciones del PLC.

Ventajas de los autómatas programables

Estas son algunas de las ventajas que presentan los autómatas programables:

  • Gracias a la programación interna y las líneas de comunicación electrónicas, son innecesarios muchos de los cables de interconexión que necesitan los sistemas de control por cable.
  • Conectar los dispositivos es menos complejo y mucho más rápido.
  • Sus características facilitan la detección y corrección de errores en el sistema.
  • Los PLC ocupan poco espacio.

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