Qué es un PLC: cómo funciona y cómo elegirlo

¿Qué es un PLC?

PLC significa Programmable Logic Controller, en español autómata programable. Apareció a finales de los años sesenta para sustituir los grandes armarios de relés de la industria del automóvil. En lugar de recablear cada vez que cambiaba una máquina, los ingenieros podían cambiar el programa.

Un PLC está hecho para la industria: soporta vibraciones, interferencias eléctricas y el calor del armario eléctrico, y ejecuta el mismo programa día y noche durante años. Un sistema PLC se compone de:

• CPU: el procesador que ejecuta el programa y contiene la memoria.
• Entradas: digitales (24 V DC de pulsadores y sensores) y analógicas (4–20 mA, 0–10 V, temperatura).
• Salidas: salidas de transistor o de relé hacia válvulas, contactores y pilotos, y salidas analógicas hacia variadores y válvulas de regulación.
• Comunicación: buses de campo y Ethernet industrial hacia paneles de operador, variadores y sistemas de nivel superior.
• Alimentación: normalmente 24 V DC.

¿Dónde se usan los PLC?

• Fabricación: máquinas de envasado, transportadores, células robotizadas, prensas y bancos de ensayo.
• Alimentación y procesos: dosificación, procesos por lotes y secuencias de limpieza, a menudo programados en SFC.
• Agua y aguas residuales: estaciones de bombeo y depuradoras con telecontrol mediante SCADA.
• Energía: aerogeneradores, parques solares, almacenamiento en baterías y subestaciones.
• Ferrocarril e infraestructuras: control a bordo de trenes, en la vía y en túneles.
• Edificios: ventilación, calefacción e iluminación en edificios de gran tamaño.

¿Cómo funciona un PLC? El ciclo de scan

Un PLC trabaja en un bucle fijo, el ciclo de scan. Primero lee todas las entradas y guarda los valores. Después ejecuta el programa de principio a fin con los valores guardados. Los resultados se escriben en las salidas, y el PLC se ocupa de la comunicación y el diagnóstico. Luego todo vuelve a empezar.

El tiempo de ciclo depende del tamaño del programa y de la velocidad del procesador. Un watchdog detiene el PLC y lleva las salidas a un estado seguro si un ciclo dura demasiado. Los eventos muy rápidos, por ejemplo los pulsos de un encoder, se capturan mediante interrupciones o módulos de contaje rápido.

Para comunicarse, los PLC usan buses de campo y Ethernet industrial como PROFINET, EtherNet/IP, Modbus TCP, EtherCAT y PROFIBUS. Hacia los sistemas IT y la nube, OPC UA y MQTT son cada vez más habituales.

Lenguajes de programación de la IEC 61131-3

La IEC 61131-3 define lenguajes de programación comunes para los PLC, de modo que un técnico pueda moverse entre distintas marcas. La mayoría de los proyectos combinan varios lenguajes.

¿PLC compacto, PLC modular o E/S distribuidas?

• PLC compacto: CPU, entradas y salidas en una sola unidad, a menudo con algunos módulos de ampliación. Adecuado para máquinas pequeñas, estaciones de bombeo y automatización de edificios.
• PLC modular: CPU, fuente de alimentación y módulos de E/S en un carril o bastidor. Eliges exactamente los módulos que necesitas y puedes ampliar más adelante. Adecuado para máquinas y procesos más grandes.
• E/S distribuidas: estaciones de E/S en la propia máquina, conectadas a la CPU por bus de campo o Ethernet. Ahorran mucho cableado y facilitan el diseño modular de máquinas.

¿PLC, control basado en PC o microcontrolador?

Un PLC de seguridad gestiona paradas de emergencia, puertas de protección y cortinas fotoeléctricas. Tiene doble canal y autodiagnóstico, y está certificado, por ejemplo, para SIL 3 según IEC 61508 o PL e según EN ISO 13849-1. Las señales de seguridad pueden compartir la red con otros datos mediante protocolos como PROFIsafe y FSoE.

Cómo elegir un PLC: cinco errores habituales

1. Demasiadas pocas E/S. Las máquinas crecen. Prevé un 10–20 % de reserva y espacio para más módulos.
2. Olvidar la comunicación. Comprueba qué protocolos usan los variadores, los paneles y las demás máquinas antes de elegir una CPU.
3. Dejar fuera el software. Las licencias y la formación pueden costar más que el hardware. Comprueba qué está incluido y cuánto cuestan las actualizaciones.
4. No tener en cuenta lo que saben los técnicos. Elige un entorno que conozca quien tenga que localizar la avería a las tres de la madrugada. Eso puede significar un sistema que se programe con las mismas herramientas que las instalaciones existentes.
5. Subestimar el entorno. Los PLC estándar suelen estar especificados para 0–60 °C. Los trenes, los armarios de exterior y las aplicaciones móviles necesitan un rango más amplio, y los trenes además la EN 50155.

Sistemas PLC de SCN

Tenemos sistemas PLC de Yaskawa (antes VIPA) de las familias Micro PLC, SLIO y 300S+. Se pueden programar en Siemens SIMATIC Manager (STEP 7) o TIA Portal, y SLIO y Micro PLC también en Yaskawa Speed 7 Studio. Además ofrecemos controladores CODESYS de Weintek y controladores programables y E/S remotas de Moxa.

Ejemplos de nuestra gama

Preguntas frecuentes

¿Qué significa PLC?

Programmable Logic Controller, es decir, autómata programable: un sistema de control programable para máquinas y procesos.

¿Qué lenguaje de PLC es el más habitual?

El ladder (LD) sigue siendo habitual para la lógica, mientras que el texto estructurado (ST) se usa cada vez más para cálculos y programas grandes. La mayoría de los proyectos combinan lenguajes.

¿Qué diferencia hay entre un PLC y un DCS?

Un DCS (Distributed Control System) es un sistema de control para grandes plantas de proceso, con control, pantallas de operador y bases de datos integrados desde el principio. Un PLC es más independiente y lo más habitual en máquinas e instalaciones pequeñas.

¿Puedo usar un PLC que no sea de Siemens en un entorno Siemens?

Sí. Hay sistemas PLC compatibles con S7, por ejemplo de Yaskawa, que se programan en SIMATIC Manager o TIA Portal. Comprueba qué funciones y módulos son compatibles.

¿Qué es un soft PLC?

Un PLC que funciona como software en un ordenador industrial en lugar de en un hardware PLC dedicado. Ofrece más potencia de cálculo, pero necesita un ordenador hecho para entornos industriales.