Un controlador lógico programable (PLC) es un ordenador industrial que se utiliza para la automatización industrial. Estos equipos básicamente se encargan de procesar datos de una máquina industrial.
El PLC es el equivalente al cerebro de una máquina. Activa los componentes de la maquinaria para que desarrollen actividades concretas, es decir, automatiza las acciones de dicha máquina o máquinas. Para entender mejor qué es y cómo funciona un PLC os dejamos éste vídeo explicativo:
¿Cómo se controlaban las máquinas antes?
Para entender mejor al PLC vamos a irnos unos años atrás, concretamente antes del 1968, año en el que se inventó.
Antes de que los PLC’s existieran, cuándo se necesitaba automatizar una máquina se usaba un control convencional. El control convencional es básicamente el control de una máquina a partir de principalmente cables y relés. Es decir, las condiciones que una máquina cumplía cuando trabajaba se controlaban a partir de cables y relés.
Pero esto era un problema, ya que cuánto más compleja era la máquina y cuántas más condiciones tenía, mayor cantidad de cables y relés eran necesarios para controlarla. Además, si se producía un fallo era difícil encontrar dónde se había producido.
Una alternativa a todo esto era usar tarjetas electrónicas para el control de las máquinas, pero esto tenía el riesgo de que una avería en la tarjeta electrónica podía provocar el fallo de la máquina entera.
Y para solucionar todos estos inconvenientes… ¡Llegó el PLC!
¿Cómo funciona un PLC?
El PLC está formado por tres elementos básicos: las entradas, las salidas y la CPU. Esos tres elementos se combinan de la siguiente forma para hacer-lo funcionar:
Como hemos comentado antes, el PLC se encarga de procesar satos de una máquina. Bien, pues estos datos que recibe, llegan a través de las entradas. Estos datos vienen de sensores, temporizadores, termómetros, etc…
Tras recibir las entradas, los datos llegan a la CPU del equipo, que es cómo el cerebro del PLC, y este procesa la información de las entradas y envía las señales de salida correspondientes. Después, gracias a relevadores o contactores harán actuar otro dispositivo, cómo válvulas, motores, luces, pistones…
Y os preguntaréis: ¿Cómo puede el mismo modelo de LC operar dos máquinas distintas y con distintas funciones? La respuesta es muy sencilla, según el programa que lleve instalado, éste es capaz de realizar distintas funcionalidades. Es decir que, cada PLC lleva un programa instalado en él que le indica qué debe hacer en cada momento. Estos programas se generan en un ordenador a partir de diagramas de escalera y se introducen en él posteriormente.
La ventaja que aporta esto es que el programa se puede modificar a nuestro antojo cuando queramos, ganando así mucha flexibilidad que antes no teníamos.
Las Compuertas Lógicas son circuitos electrónicos conformados internamente por transistores que se encuentran con arreglos especiales con los que otorgan señales de voltaje como resultado o una salida de forma booleana, están obtenidos por operaciones lógicas binarias (suma, multiplicación). También niegan, afirman, incluyen o excluyen según sus propiedades lógicas. Estas compuertas se pueden aplicar en otras áreas de la ciencia como mecánica, hidráulica o neumática.
Existen diferentes tipos de compuertas y algunas de estas son más complejas, con la posibilidad de ser simuladas por compuertas más sencillas. Todas estas tienen tablas de verdad que explican los comportamientos en los resultados que otorga, dependiendo del valor booleano que tenga en cada una de sus entradas.
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Trabajan en dos estado, "1" o "0", los cuales pueden asignarse a la lógica positiva o lógica negativa. El estado 1 tiene un valor de 5v como máximo y el estado 0 tiene un valor de 0v como mínimo y existiendo un umbral entre estos dos estados donde el resultado puede variar sin saber con exactitud la salida que nos entregara. Las lógicas se explican a continuación:
- La lógica positiva es aquella que con una señal en alto se acciona, representando un 1 binario y con una señal en bajo se desactiva. representado un 0 binario.
- La lógica negativa proporciona los resultados inversamente, una señal en alto se representa con un 0 binario y una señal en bajo se representa con un 1 binario.
A continuación vamos a analizar las diferentes operaciones lógicas una por una comenzando por la más simple:
- Compuerta AND
- Compuerta OR
- Compuerta NOT
- Compuerta NAND
- Compuerta NOR
- Compuerta XOR
- Compuerta XNOR
- Compuerta IF
Esta compuerta es representada por una multiplicación en el Algebra de Boole. Indica que es necesario que en todas sus entradas se tenga un estado binario 1 para que la salida otorgue un 1 binario. En caso contrario de que falte alguna de sus entradas con este estado o no tenga si quiera una accionada, la salida no podrá cambiar de estado y permanecerá en 0. Esta puede ser simbolizada por dos o más interruptores en serie de los cuales todos deben estar activos para que esta permita el flujo de la corriente.
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En el Algebra de Boole esta es una suma. Esta compuerta permite que con cualquiera de sus entradas que este en estado binario 1, su salida pasara a un estado 1 también. No es necesario que todas sus entradas estén accionadas para conseguir un estado 1 a la salida pero tampoco causa algún inconveniente. Para lograr un estado 0 a la salida, todas sus entradas deben estar en el mismo valor de 0. Se puede interpretar como dos interruptores en paralelo, que sin importar cual se accione, será posible el paso de la corriente.
En este caso esta compuerta solo tiene una entrada y una salida y esta actúa como un inversor. Para esta situación en la entrada se colocara un 1 y en la salida otorgara un 0 y en el caso contrario esta recibirá un 0 y mostrara un 1. Por lo cual todo lo que llegue a su entrada, será inverso en su salida.
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También denominada como AND negada, esta compuerta trabaja al contrario de una AND ya que al no tener entradas en 1 o solamente alguna de ellas, esta concede un 1 en su salida, pero si esta tiene todas sus entradas en 1 la salida se presenta con un 0.
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Así como vimos anteriormente, la compuerta OR también tiene su versión inversa. Esta compuerta cuando tiene sus entradas en estado 0 su salida estará en 1, pero si alguna de sus entradas pasa a un estado 1 sin importar en qué posición, su salida será un estado 0.
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También llamada OR exclusiva, esta actúa como una suma binaria de un digito cada uno y el resultado de la suma seria la salida. Otra manera de verlo es que con valores de entrada igual el estado de salida es 0 y con valores de entrada diferente, la salida será 1.
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Esta es todo lo contrario a la compuerta XOR, ya que cuando las entradas sean iguales se presentara una salida en estado 1 y si son diferentes la salida será un estado 0.
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Esta compuerta no es una muy utilizada o reconocida ya que su funcionamiento en estados lógicos es parecido a si solo hubiera un cable conectado porque exactamente lo que se le coloque en la entrada, se encontrara en la salida. Pero también es conocido como un buffer, en la práctica se utiliza como amplificador de corriente o como seguidor de tensión para adaptar impedancias.
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