Controlador lógico programable (abbr. PLC ; controlador lógico programable en inglés , abbr. PLC ; una traducción más precisa al ruso es un controlador con lógica programable), un controlador programable es un tipo especial de computadora electrónica. Muy a menudo, los PLC se utilizan para automatizar procesos tecnológicos . El principal modo de funcionamiento del PLC es su uso autónomo a largo plazo, a menudo en condiciones ambientales adversas , sin mantenimiento serio y prácticamente sin intervención humana.
A veces, los PLC se utilizan para construir sistemas de control numérico para máquinas herramienta.
Los PLC son dispositivos diseñados para trabajar en sistemas en tiempo real .
Los PLC tienen una serie de características que los distinguen de otros dispositivos electrónicos utilizados en la industria:
En los sistemas de control de objetos tecnológicos, los comandos lógicos, por regla general, prevalecen sobre las operaciones aritméticas sobre números de coma flotante , lo que permite, con la relativa simplicidad del microcontrolador ( buses de 8 o 16 bits de ancho), obtener sistemas potentes que operan en tiempo real . . En los PLC modernos, las operaciones numéricas en sus lenguajes de programación se implementan a la par que las lógicas. Todos los lenguajes de programación de PLC tienen fácil acceso a la manipulación de bits en palabras de máquina, a diferencia de la mayoría de los lenguajes de programación de alto nivel de las computadoras modernas.
Los primeros controladores lógicos aparecieron en forma de gabinetes con un conjunto de relés y contactos interconectados. Este circuito no se podía cambiar después de la fase de diseño y, por lo tanto, se le llamó lógica dura . El primer controlador lógico programable del mundo en 1968 fue Modicon 084 (1968) (del inglés modular digital controller ), que tenía 4 kB de memoria.
El término PLC fue acuñado por Odo Joseph Struger(Allen Bradley) en 1971. También desempeñó un papel clave en la unificación de los lenguajes de programación de PLC y la adopción del estándar IEC61131-3 . con ricardo morley(Modicon) se les llama los 'padres del PLC'. En paralelo con el término PLC, el término controlador de microprocesador fue ampliamente utilizado en la década de 1970 .
En los primeros PLC que reemplazaron a los controladores lógicos de relé, la lógica de operación se programaba con el esquema de conexión LD . El dispositivo tenía el mismo principio de funcionamiento, pero los relés y contactos (excepto entrada y salida) eran virtuales, es decir, existían en forma de programa ejecutado por el microcontrolador PLC . Los PLC modernos son libremente programables.
Es esta dirección la que se ha desarrollado significativamente en los últimos años, y esto se debe a ciertas razones. Esas razones son:
Estos controladores se utilizan para controlar pequeños objetos cerrados en la industria, en sistemas de automatización especializados en medicina y otras áreas. El controlador realiza funciones que proporcionan un procesamiento complejo de la información de medición con el cálculo de varias acciones de control, mientras que el número total de entradas/salidas no supera varias decenas. Las principales ventajas de estos controladores son una gran cantidad de cálculos en un período de tiempo bastante corto. Similitud con las condiciones de trabajo de las PC de oficina, la posibilidad de programar en un lenguaje de alto nivel. El soporte de hardware lo proporcionan los controladores convencionales, que tienen funciones de diagnóstico detallado y solución de problemas sin detener el funcionamiento del controlador [1] .
LPK está sujeto a la siguiente clasificación:
Estos controladores tienen una capacidad de procesamiento promedio, es decir, potencia. Es una característica compleja que depende de la frecuencia y la profundidad de bits de la computadora y la cantidad de RAM. Para implementar la transferencia de información con otros sistemas de automatización, los controladores locales tienen varios puertos físicos. Estos controladores implementan funciones estándar para procesar información de medición, bloqueo, regulación y control lógico del programa. En los sistemas de protección de emergencia, se utiliza un tipo especial de controladores locales, ya que son altamente confiables, de supervivencia y rápidos. También proporcionan un diagnóstico completo de fallas con localización y redundancia de componentes y del dispositivo como un todo.
A menudo, un PLC consta de las siguientes partes:
Normalmente, la entrada o salida de un PLC no se puede conectar inmediatamente a la salida correspondiente del chip central. Estas salidas se caracterizan por niveles de tensión bajos, normalmente de 3,3 a 5 voltios. Las entradas y salidas del PLC normalmente deberían funcionar a 24 V CC o 220 V CA. Por lo tanto, entre la salida del PLC y la salida del microcircuito, es necesario prever elementos amplificadores y protectores.
Programación de PLC utilizando lenguajes IEC estandarizados (IEC) del estándar IEC61131-3
Lenguajes de programación (gráfico)
Lenguajes de programación (texto)
Estructuralmente, en IEC61131-3, el entorno de ejecución es un conjunto de recursos (en la mayoría de los casos, se trata de un PLC, aunque algunas computadoras potentes que ejecutan sistemas operativos multitarea brindan la capacidad de ejecutar varios programas SoftPLC y simular varios recursos en una CPU). El recurso proporciona la capacidad de ejecutar tareas. Las tareas son un conjunto de programas. Las tareas se pueden llamar cíclicamente, por evento, con una frecuencia máxima.
Un programa es un tipo de módulo de programa POU. Los módulos (POU) pueden ser de tipo programa, bloque funcional y función. En algunos casos se utilizan lenguajes no estándar para la programación de PLC, por ejemplo: Diagramas de bloques de algoritmos Entorno de desarrollo orientado a C para programas de PLC. HiGraph 7 es un lenguaje de control basado en el gráfico de estado del sistema.
Las herramientas de programación de PLC en lenguajes IEC 61131-3 pueden especializarse para una familia de PLC particular o universal, trabajando con varios (pero no todos) tipos de controladores:
La programación de PLC es diferente de la programación tradicional. Esto se debe a que los PLC ejecutan una secuencia interminable de ciclos de programa, en cada uno de los cuales:
Por lo tanto, al programar el PLC, se utilizan banderas: variables booleanas de signos del paso de ciertas ramas de transiciones condicionales por el algoritmo del programa. Por lo tanto, al programar un PLC, se requiere cierta habilidad por parte del programador.
Por ejemplo, los procedimientos para la inicialización inicial del sistema después de un reinicio o encendido. Estos procedimientos deben realizarse una sola vez. Por lo tanto, se introduce una variable booleana (bandera) de finalización de la inicialización, que se establece cuando se completa la inicialización. El programa analiza este indicador y, si está establecido, omite la ejecución del código de los procedimientos de inicialización.
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