Programación en PLC: controladores programables

Imagen de unos PLC Omron en una clase de programación en PLC

Un PLC (Programmer Logic Controller) es un controlador lógico programable diseñado para ejecutar procesos de automatización en la industria. Se compone de un sistema operativo (firmware) y de un entorno de programación que puede soportar uno u varios lenguajes. Estos dispositivos se vienen empleando para la automatización de procesos desde 1970. Desde entonces su tecnología ha ido mejorando y hoy en día ofrecen grandes prestaciones para la industria. En este artículo te explicaremos las claves de la programación en PLC.

 

A diferencia de un computador tradicional, los PLC o autómatas programables, no tienen teclado, ni ratón, ni disco duro, ni monitor. No obstante, sigue siendo un ordenador, con su hardware y con su software. La diferencia principal que encontramos entre un PLC y un PC normal es que el PLC recibe señales a través de diversos canales de entrada conectados a sensores instalados en la máquina o proceso que controlan. De la misma manera, dispone de unos canales de salida para transmitir las órdenes a las máquinas y activar procesos automáticos. Un PLC permite controlar y monitorizar en tiempo real los diversos procesos industriales, presentándolas en un HMI (interfaz hombre-máquina) o en redes de control superior. Podemos encontrar sistemas PLC en muchos ámbitos diferentes: control de presas, subestaciones, distribución de gas, petroquímica, cadenas de producción, etc…

Programación en PLC

Programar un PLC implica generar un conjunto de instrucciones y de órdenes que provocarán la ejecución de una tarea determinada. Podemos decir que un programa es una respuesta predeterminada a todas las combinaciones posibles de estados de la información que recibe. La programación en PLC se compone de diversas fases:

 

1 – Definición y análisis del problema: En primer lugar debemos identificar cuál es la necesidad que queremos resolver a través de la controladora programable. ¿Qué resultados nos debe proporcionar el sistema? ¿Qué datos o información nos hacen falta para poder determinar la respuesta de la máquina?

 

2 – Definición de la arquitectura del automatismo: Definiremos el hardware de la controladora. Una vez que sepamos cuál es la información o los procesos que necesitamos monitorizar, configuraremos las entradas de la controladora para que pueda recibir los datos que se recogen a través de los sensores. Se definen también las salidas a través de las cuáles se activarán procesos, y factores como la redundancia o el diagnóstico.

 

3 – Diseño de los algoritmos: Un algoritmo consiste en una secuencia de los pasos requeridos para ejecutar una tarea. Así, se diseñara el método para la toma de decisiones.

 

4 – Programación de código: Con todos los procesos definidos, pasaremos a redactar las órdenes que nos permitirán comunicarnos con la máquina. Para ello se emplean los lenguajes de programación.

 

5 – Depuración, test y verificación del programa: La última fase implica una serie de tareas orientadas a comprobar el correcto funcionamiento del programa. Se detectan posibles errores en la comunicación y se hacen las correcciones oportunas para garantizar una óptima ejecución del automatismo programado.

Lenguajes de programación en PLC

Los lenguajes de programación en PLC se componen de una serie de símbolos, caracteres y reglas de uso que fueron diseñados para poder establecer una comunicación de los usuarios con las máquinas. Es el código mediante el cual somos capaces de crear un programa con instrucciones para controlar el funcionamiento de cualquier proceso o máquina industrial. En la actualidad, el estándar internacional IEC 6131 define los principales lenguajes de programación en PLC:

 

1 – IL (Instruction List): Es un lenguaje de texto y es el lenguaje de programación más antiguo. En realidad, es la base del resto de lenguajes y se empleaba cuando las computadoras no tenían capacidad gráfica. El IL es un lenguaje de bajo nivel y recuerda al lenguaje ensamblador. En este lenguaje todos los programas pueden ser traducidos a una lista de instrucciones. El control del programa se consigue a través de “saltos” y de llamadas a funciones.

Ejemplo de programación en lenguaje IL de PLC

 

2 – LD (Ladder): Es un lenguaje gráfico y es la evolución del lenguaje IL. El lenguaje Ladder se conoce también como Diagrama de Escalera, ya que su estructura recuerda a la de una escalera: se compone de dos niveles verticales (alimentación) y de dos horizontales. Las instrucciones se colocan en el lado izquierdo y las salidas en el lado derecho. El procesador del PLC interpretará los lados de abajo arriba y de izquierda a derecha.

Ejemplo de programación de PLC en lenguaje Ladder

 

3 – FBD (Function Block Diagram): Es un lenguaje gráfico que define la función entre las variables de entrada y las de salida. En este lenguaje se utilizan bloques de símbolo lógico.

Muestra de un código en lenguaje FBD

 

4 – ST (Structured Text): Es un lenguaje gráfico que define la función entre las variables de entrada y las de salida. Recuerda al lenguaje de programación C y al Pascal. Se compone de una serie de instrucciones que se pueden ejecutar de manera condicionada.

Muestra de código en lenguaje ST

 

Comunicación entre dos o más PLC’s

La comunicación entre dos o más controladoras lógicas programables es posible a través de una conexión especial, construida a base de reglas, que permiten la transferencia de datos o información entre cada uno de estos. A este tipo de reglas se las conoce como «protocolo de comunicación». Los protocolos de comunicación entre PLC’s más conocidos son son: Profibus, Fieldbus, Modbus, Devicenet o Interbuss.

Controladores programables: Omron

Existen muchos controladores lógicos programables en el mercado y saber elegir el autómata adecuado para cada ocasión resulta fundamental para que el proyecto llegue a buen puerto. Los diferentes modelos presentan ventajas y desventajas y son adecuados para cubrir necesidades concretas. Pero si hay una marca que destaca por su versatilidad y por su eficiencia esa es Omron. El fabricante japonés ofrece PLC’s de alto rendimiento muy adecuados para cualquier tipo de automatismo industrial.

 

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