El controlador lógico programable (PLC) es un dispositivo electrónico diseñado específicamente para operaciones digitales en entornos industriales. Utiliza una memoria programable para almacenar instrucciones que realizan operaciones lógicas, secuenciales, de temporización, conteo y aritméticas, y puede controlar diversos tipos de maquinaria o procesos de producción a través de entradas y salidas digitales o analógicas. Tanto el PLC como sus dispositivos periféricos deben ser diseñados con el principio de facilidad para integrarse en un sistema de control industrial y la posibilidad de expandir sus funcionalidades.
Actualmente, el PLC se utiliza ampliamente en varios sectores, tanto nacionales como internacionales, como el acero, el petróleo, la química, la energía eléctrica, los materiales de construcción, la fabricación de maquinaria, la automoción, la industria ligera y textil, el transporte, la protección del medio ambiente y el entretenimiento. Su uso se puede clasificar en las siguientes categorías:
1. Control lógico de señales discretas
Este es el campo de aplicación más básico y amplio del PLC. Reemplaza los circuitos de relés tradicionales, logrando control lógico y secuencial, y se puede usar tanto para controlar equipos individuales como para el control de múltiples máquinas y líneas de producción automatizadas, como en máquinas de inyección, impresoras, encuadernadoras, máquinas-herramienta, rectificadoras, líneas de producción de envasado y líneas de galvanoplastia.
2. Control de señales analógicas
En los procesos de producción industrial, existen muchas variables que cambian continuamente, como temperatura, presión, flujo, nivel de líquido y velocidad, que son señales analógicas. Para que un PLC pueda manejar señales analógicas, es necesario realizar la conversión A/D (analógico a digital) y D/A (digital a analógico). Los fabricantes de PLC producen módulos de conversión A/D y D/A para que el PLC pueda utilizarse en el control de señales analógicas.
3. Control de movimiento
El PLC puede ser utilizado para controlar movimiento circular o lineal. En términos de configuración del mecanismo de control, en los primeros días se usaban módulos de entrada/salida de señales discretas conectados a sensores de posición y actuadores, pero ahora se utilizan módulos de control de movimiento dedicados. Por ejemplo, módulos de control de posición de un solo eje o múltiples ejes que pueden accionar motores paso a paso o servomotores. Prácticamente todos los principales fabricantes de PLC en el mundo ofrecen productos con funcionalidad de control de movimiento, utilizados en diversas aplicaciones como maquinaria, robots y ascensores.
4. Control de procesos
El control de procesos se refiere al control en bucle cerrado de variables analógicas como temperatura, presión y flujo. Como computadora de control industrial, el PLC puede programar una variedad de algoritmos de control para completar el control en bucle cerrado. El control PID es uno de los métodos de ajuste más utilizados en sistemas de control en bucle cerrado. Los PLC de tamaño mediano y grande suelen tener módulos PID, y actualmente muchos PLC de tamaño pequeño también cuentan con esta función. El control de procesos se aplica de manera muy amplia en la metalurgia, la química, el tratamiento térmico y el control de calderas.
5. Procesamiento de datos
Los PLC modernos tienen capacidades para realizar operaciones matemáticas (incluidas operaciones de matriz, funciones y lógicas), transferencia de datos, conversión de datos, ordenación, búsqueda en tablas y operaciones bit a bit, permitiendo la recolección, análisis y procesamiento de datos. Estos datos se pueden comparar con valores de referencia almacenados en la memoria para llevar a cabo ciertas operaciones de control, y también se pueden transmitir a otros dispositivos inteligentes mediante funciones de comunicación o imprimir en forma de tablas. El procesamiento de datos se utiliza comúnmente en sistemas de control grandes, como sistemas de fabricación flexible no controlados; también se aplica en sistemas de control de procesos, como en la industria del papel, metalurgia y alimentos.
6. Comunicación y redes
La comunicación en PLC incluye la comunicación entre PLC y entre PLC y otros dispositivos inteligentes. Con el desarrollo del control por computadora, las redes de automatización de fábricas han avanzado rápidamente, y todos los fabricantes de PLC prestan mucha atención a la funcionalidad de comunicación de los PLC, lanzando sus propios sistemas de red. Los PLC producidos recientemente tienen interfaces de comunicación, lo que facilita la comunicación.