Sistema de control basado en PLC

Tipos de sistemas de control basados en PLC

Un controlador lógico programable (PLC) es un sistema informático digital compacto que mejora la confiabilidad, la eficiencia y la flexibilidad de los sistemas de control automatizados. En los sistemas de control modernos basados en PLC, los PLC han reemplazado los paneles de control de relés tradicionales.

En función de los requisitos específicos y el entorno en el que se utilizan, el sistema de control PLC se puede clasificar en los siguientes tipos:

• PLC modulares: Estos sistemas basados en PLC están compuestos por módulos separados que se pueden agregar o quitar. Cada módulo tiene una función específica. Permiten una mayor flexibilidad y expansión porque los módulos de E/S, los módulos de comunicación y los módulos de alimentación se pueden personalizar en función de las necesidades del proyecto.
• PLC compactos: Estos sistemas de control PLC vienen en un solo paquete. Poseen puertos de E/S integrados y una CPU para controlar las tareas. Aunque son menos flexibles que los PLC modulares, su diseño compacto y su asequibilidad los convierten en la opción preferida para aplicaciones de automatización básica y máquinas pequeñas.
• PLC de seguridad: Diseñados para aplicaciones de seguridad críticas como los circuitos de parada de emergencia, los PLC de seguridad ofrecen altos niveles de integridad y funciones tolerantes a fallos. Cumplen con estrictos estándares de seguridad y garantizan un funcionamiento seguro en entornos peligrosos.
• Sistemas basados en la comunicación: Estos sistemas de control basados en PLC utilizan protocolos de comunicación (como Modbus, CANopen, EtherNet/IP, etc.) para conectar dispositivos de E/S, sensores, actuadores y otros controladores. Permiten un control distribuido e intercambio de datos en tiempo real entre dispositivos a largas distancias.
• PLC redundantes: Los sistemas PLC redundantes constan de dos o más PLC configurados como copias de seguridad entre sí. Su objetivo principal es garantizar que las funciones de control sigan funcionando incluso si falla un PLC. Las aplicaciones que requieren un funcionamiento continuo y no pueden tolerar el tiempo de inactividad del sistema, como las de las industrias de aviación y petróleo y gas, las utilizan comúnmente.
• PLC integrados: Estos sistemas de control basados en PLC están integrados en otras máquinas o dispositivos, como las ECU de automóviles o las máquinas industriales. Ofrecen capacidades de automatización dentro de equipos específicos y están diseñados para realizar tareas de control con recursos limitados.

Función y características del sistema de control basado en PLC

Algunas funciones y características importantes de los PLC que muestran cómo pueden ser útiles en los sistemas de control industrial incluyen las siguientes:

• Construcción robusta

  Los sistemas PLC están diseñados para tener una construcción robusta y compacta que puede soportar y tolerar entornos industriales hostiles. Los PLC pueden funcionar bien en áreas con alta temperatura, polvo, humedad, presión y vibración. Además, debido a su naturaleza compacta y su construcción sólida, los PLC requieren menos mantenimiento y permiten una mayor utilización de los espacios del panel de control.

• Control de programa

  El control de programa en los PLC brinda a los operadores la capacidad de cambiar continuamente los procedimientos operativos. Esto permite una mayor flexibilidad y un control conveniente sobre las funciones. El control de programa facilita el ajuste del sistema para atender cualquier cambio de procedimiento en un corto período de tiempo.

• Control de calidad

  El uso de un sistema de control basado en PLC en una planta o industria de fabricación ayuda a mejorar la calidad general del producto, reducir el desperdicio y proporcionar un registro detallado de todo el proceso de producción. Los PLC permiten una inspección precisa del producto, la medición y el control de diferentes condiciones para garantizar el estricto cumplimiento de los estándares de calidad.

• Mayor eficiencia y productividad

  Un PLC puede realizar varias tareas del sistema de control a la vez. Este control multipunto ayuda a mejorar la eficiencia y la productividad de todo el proceso industrial. La capacidad de un PLC para realizar tareas de control complejas con precisión reduce la participación humana, los errores y la intervención.

• Control electrónico e hidráulico

  Los sistemas PLC proporcionan un control electrónico y preciso sobre la presión, la velocidad, la fuerza, el desplazamiento y la temperatura en un sistema hidráulico. Pueden controlar los sistemas hidráulicos a través de la entrada electrónica, lo que mejora los tiempos de respuesta, la confiabilidad del sistema y la precisión del control. El control hidráulico permite a los operadores realizar diferentes tareas, como la manipulación automatizada de materiales, la lubricación de máquinas y el ensamblaje automático de piezas.

• Procesamiento CNC

  Esta es una función crucial de los sistemas basados en PLC que significa control numérico por computadora. El procesamiento CNC incorpora PLC para realizar operaciones de mecanizado en una variedad de materiales con alta precisión. El PLC controla funciones cruciales de procesamiento CNC al regular la velocidad, el posicionamiento, el bucle de control y la trayectoria de la herramienta.

Aplicaciones del sistema de control basado en PLC

La industria y los procesos de fabricación emplean ampliamente el sistema de control PLC para tareas sofisticadas de control, automatización y monitoreo. Las siguientes son aplicaciones de sistemas de control basados en PLC:

• Automatización de líneas de ensamblaje: El PLC regula las líneas de ensamblaje automatizadas controlando motores y sensores para facilitar un ensamblaje constante de las piezas en productos terminados.
Control de procesos:
• El control de procesos en industrias como petróleo y gas, alimentos y bebidas, farmacéutica y química implica el uso de sistemas de control basados en PLC para regular parámetros como flujo, nivel, presión y temperatura para mantener las condiciones del proceso y lograr operaciones seguras y eficientes.
• Sistemas de manipulación de materiales: Los sistemas de transporte, los sistemas robóticos y los vehículos guiados automatizados son ejemplos de equipos de manipulación de materiales que se basan en los PLC para administrar las operaciones y coordinar el movimiento de materiales y productos.
• Control de máquinas: El PLC permite un control eficaz de las máquinas en entornos de fabricación ejecutando funciones lógicas y control secuencial para regular las paradas de arranque, la velocidad y los patrones de movimiento de las máquinas.
• Control de calidad: Los PLC también pueden integrarse con equipos de inspección y prueba para realizar el monitoreo en tiempo real de las características del producto y el ajuste automático de los parámetros del proceso con el fin de mantener la consistencia de la calidad del producto.
• Robótica industrial: Los PLC se utilizan con frecuencia para controlar robots industriales para fines como ensamblaje, soldadura, pintura y manipulación de materiales, entre otros. Estos robots se pueden programar para realizar tareas complejas y precisas de manipulación robótica.
• Sistemas HVAC: Los sistemas de control basados en PLC también se pueden aplicar a los sistemas HVAC para controlar ventiladores, bombas, actuadores y otros componentes para regular las temperaturas, los niveles de humedad y la calidad del aire en edificios o instalaciones industriales.
• Sistemas de parada de emergencia: La aplicación de un sistema de control basado en PLC en el control de los sistemas de parada de emergencia es fundamental para proteger al personal, el equipo y la seguridad de las instalaciones en caso de emergencia.

Cómo elegir un sistema de control basado en PLC

• Necesidades de la aplicación:

  La aplicación determinará el tipo de PLC que se utilizará. Un PLC pequeño y compacto funcionaría para procesos de control simples como encender un motor con un temporizador. Las aplicaciones complejas como los sistemas de cintas transportadoras necesitarían PLC más grandes con E/S adicionales, potencia de procesamiento y capacidad de memoria.

• Condiciones ambientales:

  Aunque están diseñados para uso industrial, los PLC se ven afectados por condiciones como la humedad, el polvo, la temperatura y la vibración. Los PLC de alta temperatura pueden soportar condiciones hostiles. Los PLC con recintos con clasificación IP68 son a prueba de polvo y agua.

• Presupuesto y costo del PLC:

  Considere el costo total de propiedad, que incluye el mantenimiento, la capacitación y la expansión. Opte por un PLC que tenga bajos costos de funcionamiento y requiera pocas actualizaciones. Elija un PLC que tenga buenas reseñas y sea popular para que las piezas de repuesto se obtengan de manera fácil y económica.

• Compatibilidad e integración:

  Elija un PLC que funcione con sensores, módulos de E/S y actuadores actuales. Asegúrese de que pueda integrarse sin problemas con otros sistemas de control, como SCADA, HMI y DCS, utilizando protocolos de comunicación comunes.

• Soporte técnico:

  Busque vendedores que ofrezcan soporte oportuno cuando haya una falla. Considere proveedores que brindan soporte remoto a través de Internet. Elija PLC de fabricantes conocidos que tengan buenas reseñas y brinden actualizaciones y documentación.

• Recursos de capacitación disponibles:

  Evalúe la capacitación proporcionada por el fabricante del PLC. Verifique si el vendedor ofrece capacitación in situ con un instructor calificado. Averigüe si hay capacitación ofrecida en línea a través de tutoriales en video, seminarios web y documentación.

• Requisitos de personalización:

  Considere la necesidad de soluciones de control personalizadas y funciones específicas de la aplicación. Algunos fabricantes brindan personalización en función de los requisitos del usuario y funcionalidad adicional, como recintos a prueba de explosión.

• Capacidades de expansión:

  Considere la necesidad de agregar más E/S, módulos de comunicación o actualizaciones de la CPU en el futuro. Elija un PLC que admita tarjetas y módulos de expansión para acomodar el crecimiento futuro.

• Factor de forma:

  El tamaño y el espacio que requiere un PLC afectan su ubicación. Los PLC compactos son ideales para sistemas con espacio limitado. Los PLC de montaje en riel DIN se pueden colocar dentro de los paneles de control, mientras que los PLC de montaje en panel son adecuados para gabinetes PLC independientes.

Preguntas y respuestas

P1: ¿Cuáles son los beneficios del control PLC?

A1: Los beneficios incluyen una mayor eficiencia y productividad, reducción del tiempo de inactividad, flexibilidad y escalabilidad, mayor seguridad y mantenimiento simplificado.

P2: ¿Qué industrias utilizan los controles PLC?

A2: Las industrias que utilizan ampliamente los controles PLC son alimentos y bebidas, petróleo y gas, agua y aguas residuales, farmacéutica y fabricación de productos químicos.

P3: ¿Cuál es el papel de un PLC en la automatización industrial?

A3: Los PLC juegan un papel fundamental en la automatización industrial. Proporcionan un control y monitoreo confiables de los sistemas automatizados, realizan diversas tareas como la adquisición y el procesamiento de datos, e implementan algoritmos y estrategias de control para optimizar las operaciones.

P4: ¿Qué sistemas pueden controlar los PLC?

A4: Los controles basados en PLC se pueden implementar en varios sistemas, incluidos los procesos de fabricación, los sistemas de manipulación de materiales, las líneas de ensamblaje, los sistemas HVAC y equipos industriales como bombas, motores y válvulas.