El blog sobre Los avances de la fabricación inteligente de energía de plcs

Imagínese una fábrica donde las máquinas funcionan con precisión y eficiencia, orquestadas por un dispositivo modesto pero poderoso: el Controlador Lógico Programable (PLC, por sus siglas en inglés).Esta maravilla tecnológica se ha convertido en la piedra angular de la automatización industrial moderna, transformando los procesos de fabricación en todo el mundo.

Un controlador lógico programable (PLC) es una computadora industrial especializada diseñada para la fiabilidad, el rendimiento en tiempo real y la resistencia en ambientes duros.Los PLC monitorean continuamente las señales de entrada de sensores y equipos, ejecutar lógicas programadas y controlar actuadores para automatizar procesos industriales.

Conceptualizar el PLC como el sistema nervioso central de la automatización industrial. Recibe información de entradas sensoriales (sensores), procesa estos datos a través de la lógica programada (el "cerebro"),y ordena acciones físicas (actuadores) para ejecutar flujos de trabajo automatizados.

El funcionamiento del PLC sigue un ciclo consistente de tres fases:

1. Adquisición de entradas:Los PLC recopilan datos en tiempo real a través de módulos de entrada de dispositivos de campo. Estas señales pueden ser digitales (estados discretos de encendido / apagado) o analógicas (medidas continuas como temperatura o presión).
2. Ejecución del programa:El PLC procesa los datos de entrada de acuerdo con la lógica programada, que van desde operaciones de conmutación simples hasta algoritmos de control complejos.
3. Control de salida:Basándose en los resultados del programa, los módulos de salida ordenan a los actuadores que regulan los motores, válvulas, calentadores y otros equipos industriales.

Considere un sistema de control de válvulas: los sensores de posición alimentan los datos al PLC, que compara las posiciones actuales y de destino.

Los PLC manejan dos tipos fundamentales de señales:

• E/S digital:Las señales binarias que representan estados de encendido/apagado (1 o 0), como los interruptores de límite que indican la posición del equipo.
• Las entradas y salidas analógicas:Las señales variables continuas como las lecturas de temperatura convertidas en valores de voltaje o corriente.

• Datos del equipo:Las lecturas de los sensores, incluidos los estados de los interruptores, las mediciones analógicas y los indicadores de estado del dispositivo.
• Entrada del operador:Los comandos de las interfaces hombre-máquina (HMI) o los sistemas SCADA a través de botones, pantallas táctiles u otros dispositivos de control.

• Comandos de actuadores para válvulas, motores y calentadores
• Alertas visuales/auditivas mediante luces indicadoras y alarmas

Los PLC ejecutan programas en bucles repetitivos:

1. Escaneo de entrada:Lee todos los estados de entrada en la memoria
2. Ejecución del programa:Proceso de datos de entrada de acuerdo con la lógica de control
3. Actualización de salida:Envía comandos a los dispositivos de salida
4. Diagnóstico del sistema:Realiza auto-verificaciones y actualiza el estado interno

Unidades compactas e integradas con capacidad de expansión limitada, ideales para aplicaciones a pequeña escala como máquinas de embalaje o sistemas de transporte básicos.ofrecen menos flexibilidad para las actualizaciones del sistema.

Sistemas configurables con componentes intercambiables (CPU, módulos de E/S, fuentes de alimentación) que se pueden escalar para satisfacer necesidades complejas de automatización.simplifican el mantenimiento mediante el reemplazo de módulos en lugar de revisiones completas del sistema.

Los PLC surgieron como sucesores de los sistemas de control basados en relevos, ofreciendo:

• Flexibilidad programable sin recableado
• Mejora de la fiabilidad mediante la electrónica de estado sólido
• Capacidades avanzadas de diagnóstico y mantenimiento
• Algoritmos de control sofisticados para mejorar la eficiencia

La norma IEC 61131-3 define cinco lenguajes de programación de PLC:

1. Logic de la escalera (LD):Programación gráfica inspirada en circuitos de relevos
2. Diagrama de bloques de funciones (FBD):Representación de la lógica de control modular
3. Secuencia de la función gráfica (SFC):Control del proceso basado en pasos
4. Texto estructurado (ST):Programación algorítmica de alto nivel
5. Lista de instrucciones (IL):Código de bajo nivel similar al ensamblaje

Los PLC forman la capa de control dentro de las arquitecturas integrales de automatización:

• Sistemas SCADA:Proporcionar monitoreo de supervisión y análisis de datos en múltiples PLC
• HMI:Permitir la interacción del operador a través de interfaces de pantalla táctil

Las redes industriales conectan los PLC con otros sistemas mediante estándares que incluyen:

• Modbus (comunicación en serie)
• Profibus (autobús de campo de alta velocidad)
• Ethernet/IP (Ethernet industrial)
• OPC (interoperabilidad entre plataformas)

La tecnología PLC continúa evolucionando con los avances del IoT Industrial (IIoT):

• Integración del aprendizaje automático para el mantenimiento predictivo
• Conectividad en la nube para la monitorización remota
• Formatos de datos estandarizados como Sparkplug B para las comunicaciones MQTT

Mientras que los PLC dominan la automatización industrial, las tecnologías emergentes incluyen:

• Controladores de automatización programables (PAC) que combinan la fiabilidad del PLC con la funcionalidad del PC
• Computadoras industriales integradas para aplicaciones especializadas

Los PLC siguen siendo la solución preferida para la mayoría de las aplicaciones de control industrial debido a su fiabilidad, rentabilidad y facilidad de uso.,En la actualidad, la industria de los automóviles es una de las principales industrias del mundo.