¿Qué tipos de PLC existen?

Como con cada pieza de tecnología en el mundo, cada dispositivo debe llegar a un punto en el que debe ser capaz de ser escalado, o diseñado para aplicaciones más específicas: a gran escala, a pequeña escala, a mediana escala, analógico, digital, corriente directa, corriente alterna, lo que sea.

El dispositivo autómata programable más básico se ha adaptado a estos avances tecnológicos ramificándose en diferentes tipos que se adaptan a cada aplicación específica y, por lo tanto, maximizando los recursos económicos de cada consumidor. Vamos a entrar en profundidad en los Controladores Lógicos Programables. Sigue con nosotros en este interesante articulo sobre PLCs.

¿Qué es un PLC?

Un controlador lógico programable o PLC (PLC de “Programmable Logic Controller” en inglés) es un tipo especial de ordenador que está diseñado para hacer funcionar sistemas automatizados u otras máquinas en entornos comerciales e industriales. Utilizan las entradas y salidas de los robots u otras máquinas para leer y enviar datos. Los PLC pueden funcionar durante mucho tiempo y están diseñados para ser duros y resistentes, a diferencia de un ordenador normal. Es un dispositivo digital de propósito especial debido a su construcción robusta y a sus características funcionales, como la capacidad de control fiable, la facilidad de programación y de uso del hardware, y el control secuencial, los contadores y los temporizadores.

Los dos tipos principales de PLC

Cuando se trata de los tipos de PLC, estas dos son las respuestas más comunes que encontrarás en cualquier fuente de Internet.

PLC Compacto / Integrado / Fijo

Este tipo de PLC se llama más comúnmente el PLC de E/S fija.

“E/S fijas” en realidad significa “Entrada/Salida” fija. Cuando compra PLCs compactos, notará que la sección de entrada y la de salida del PLC están integradas en el propio microcontrolador.

Esto significa que cada tipo de entrada o salida es fija y está determinada por el fabricante.

Además, el número de entradas y salidas no puede ser ampliado en este tipo de PLC.

PLC Modular

El PLC modular es un tipo de PLC que permite múltiples expansiones del sistema PLC mediante el uso de módulos, de ahí el término “modular”.

Los módulos proporcionan al controlador lógico programable características extras como un mayor número de unidades de E/S, y suelen ser más fáciles de usar porque cada componente es independiente de los demás.

La fuente de alimentación, el módulo de comunicaciones, el módulo de entrada/salida están todos separados del microcontrolador real, por lo que hay que conectarlos manualmente entre sí para crear el sistema de control del PLC.

Un tipo de PLC modular es el PLC de montaje en bastidor o en rack. En un PLC de montaje en bastidor, el módulo de comunicaciones del PLC reside en el propio bastidor, por lo que todas las conexiones están centralizadas.

¿Cuáles son las ventajas de usar el PLC modular?

El PLC modular es el tipo de PLC más conveniente, especialmente para los grandes sistemas industriales con muchos dispositivos para tomar la entrada o el control. Veamos algunas de las ventajas que el PLC modular tiene sobre el PLC fijo:

Escalabilidad

El PLC modular, porque siempre se pueden añadir módulos una y otra vez, proporciona una mayor escalabilidad no sólo para el sistema de control del PLC sino también para la empresa que utiliza el controlador.

Al utilizar el PLC modular, los procesos se centralizan más, ya que los módulos sólo se añaden a un controlador lógico programable.

Debido al diseño del PLC Modular, la empresa podría ampliar sus líneas de montaje, por ejemplo, agregando más dispositivos de salida similares que realizan tareas similares para ser controlados por el mismo controlador.

Esto no sería posible con el PLC de E/S fija. Con el PLC de E/S fija, estaría limitado sólo a la capacidad de ese único dispositivo que realiza el control y los escaneos de entrada en su sistema de control.

Sin embargo, con el PLC de E/S fija, usted obtiene una ventaja económica si su sistema de control sólo consiste en un puñado de dispositivos, de tal manera que un solo dispositivo sería suficiente para manejarlo. Eso supone que el sistema no requeriría dispositivos adicionales en los próximos años.

Número de E/S

Por supuesto, debido a que el PLC modular es escalable, el número de dispositivos de entrada a ser escaneados por el PLC, así como el número de capacidad de control de salida que tiene, es mucho mayor que el PLC de E/S fija.

Incluso un solo módulo añadido para el PLC Modular es suficiente para superar la capacidad de E/S de un solo PLC Fijo del mismo tamaño.

Detección de fallos más fácil

Debido a que cada función está separada por cada módulo del PLC Modular, la detección de fallos se hace mucho más fácil que la de las E/S fijas.

Esta última requiere que tengas el conocimiento de los circuitos incorporados y propietarios del PLC que estás usando.

En el PLC Modular, sin embargo, tienes un problema menos porque si por ejemplo, TODAS las salidas no funcionan y el PLC no recibe la entrada de los dispositivos de entrada, puede ser que el módulo de E/S sea el problema.

Es mucho más conveniente solucionar los problemas de un PLC modular porque cada componente puede ser tratado independientemente de todo el sistema PLC.

Menos tiempo de inactividad

Como se ha dicho en el último punto, puede que te hayas dado cuenta de que el PLC modular es más fácil de reparar porque los módulos tienen sistemas separados.

Esto significa menos tiempo de inactividad para las líneas de ensamblaje que son controladas por el PLC, porque la solución de problemas tomará menos tiempo que la de las E/S fijas.

Debido a que los módulos pueden ser comprados por separado, una ventaja MAYOR de esto es que se puede utilizar absolutamente un conjunto de módulos de reserva para reemplazar inmediatamente un módulo roto una vez que esto ocurra.

Normalmente, estos módulos o incluso el PLC están diseñados para manejar condiciones industriales, por lo que eso no sucedería muy a menudo. Pero vale la pena tener una copia de seguridad por si acaso.

Con el PLC fijo, como sería más difícil solucionar los problemas del sistema PLC, se necesitaría más tiempo para que el sistema funcione de nuevo.

Además, si el PLC requiere algún tipo de servicio por parte del fabricante (lo que lleva mucho tiempo de nuevo), tendría que reemplazar el PLC por completo para que el sistema vuelva a funcionar.

Básicamente, un PLC de reserva en lugar de un módulo de reserva para los PLC fijos.

Combinaciones de módulos

Esto expande enormemente las capacidades del PLC Modular porque puedes mezclar y combinar los diferentes módulos como quieras para lograr un objetivo del sistema.

Básicamente, el PLC Modular ofrece más opciones de personalización, e incluso puede crear un sistema más complejo de dispositivos que realiza operaciones que tal vez nunca imaginó que un PLC pudiera hacer.

Memoria

Al igual que nuestras computadoras de escritorio, los PLCs modulares son capaces de tener expansiones de memoria para una mayor capacidad de almacenamiento.

Entendiendo mejor las diferencias – Analogía entre PLCs industriales

La mejor analogía que conocemos en InternetCtrl es de un ordenador portátil como el PLC de E/S fija y el ordenador de sobremesa como el PLC de E/S modular.

Los ordenadores portátiles suelen tener una RAM fija y una memoria de disco duro y suelen ser más caros incluso para actualizar.

La compatibilidad del disco duro y la RAM también es un problema en las ordenadores portátiles si hay ampliaciones disponibles.

Los ordenadores de sobremesa tienen ranuras que permiten al usuario simplemente conectar o reemplazar las piezas existentes para actualizar su ordenador.

La RAM o el disco duro pueden ser fácilmente reemplazados con sólo quitar el existente de sus respectivas conexiones y reemplazarlo con el nuevo que compró en algún lugar.

Aunque los ordenadores portátiles suelen tener mayores ventajas que un PC por el mismo precio (porque son portátiles), los límites de su capacidad de procesamiento son bastante bajos en comparación con los de los ordenadores de mesa.

Al igual que un PLC fijo, puede ser inicialmente más superior al PLC modular al principio, pero a largo plazo, el PLC modular seguirá ofreciendo una mayor ventaja económica en aplicaciones muy exigentes.

Tipos de PLC según su salida

Las operaciones de conmutación en las etapas primitivas del PLC eran de tipo relé. Esto significa que hay un interruptor electromecánico que se controla usando el Controlador Lógico Programable (PLC) para alimentar los dispositivos de salida.

A través de años de desarrollo, los desarrolladores han encontrado mayores ventajas en el uso de otros métodos de control de las salidas utilizando diferentes componentes de conmutación: TRIAC y transistores.

Sin embargo, el tipo de carga se debe considerar primero antes de elegir el tipo de salida que el PLC debe tener.

PLC de salida de relé

Las salidas de relé son apropiadas tanto para dispositivos de salida de corriente alterna como de corriente continua.

Básicamente es un relé como salida, y el PLC controla la conmutación del relé haciendo pasar la corriente a través de sus bobinas.

Si aún no lo sabía, hacer pasar la corriente a través de una bobina crea un campo magnético en el centro de la bobina que atrae a los contactos metálicos del relé.

Sin embargo, uno de los problemas de los relés es el desgaste mecánico que experimentan durante las operaciones repetitivas de conmutación.

Por lo tanto, ya debería darse cuenta de que la salida de tipo relé es más adecuada en operaciones de conmutación poco frecuentes, por ejemplo, para activar un dispositivo de funcionamiento continuo como un motor.

PLC de salida de transistor

Los transistores son dispositivos semiconductores que se utilizan para operaciones de conmutación y se usan dentro de microprocesadores en una escala micro o nano.

En los transistores no hay ningún componente mecánico o móvil, por lo que se consigue una conmutación más rápida utilizando este tipo de salida.

Un dispositivo de conmutación que no tiene componentes móviles se llama dispositivo de estado sólido. Puede que ya hayas oído esto en los dispositivos de almacenamiento: Unidades de estado sólido o SSD.

Por supuesto, ya debería esperar velocidades más altas de los accionamientos de estado sólido, como se espera en las salidas de estado sólido del PLC.

De todos modos, sólo las salidas de corriente continua pueden ser gestionadas por transistores debido a su construcción: sólo permiten que fluya una dirección de corriente después de haber sido conmutadas.

Una ventaja de este tipo de salida es que el PLC utiliza el optoaislamiento para conmutar el transistor: por lo tanto, aislar el PLC de la fuente eléctrica de la salida.

PLC de salida de TRIAC

El TRIAC es también un dispositivo de estado sólido que es equivalente a dos transistores ” en espejo ” (específicamente, el transistor de unión bipolar).

Debido a que la corriente puede fluir ahora en dos direcciones, este tipo de salida del PLC puede utilizarse para controlar las salidas que utilizan corriente alterna.

PLC de salida analógica

Los tipos de salidas del PLC mencionados anteriormente están diseñados para operaciones de conmutación. Esto significa que son de naturaleza digital porque sólo funcionan en la condición de encendido o apagado.

Las salidas analógicas están en un ámbito diferente. Por lo general, los PLC de salida analógica controlan la velocidad de los dispositivos de funcionamiento continuo como motores o turbinas. Por supuesto, los rangos de voltaje/corriente varían según el fabricante y/o los módulos.

Tipos de PLC según su tamaño

Los PLC más grandes suelen estar diseñados para manejar un mayor número de dispositivos, incluso en los tipos Modulares y Fijos.

Sin embargo, el uso de estos PLCs más grandes no siempre es el dispositivo más eficiente para convertirse en el controlador de su sistema automatizado.

Los fabricantes de PLC han creado PLC cada vez más pequeños para adaptarse a aplicaciones más pequeñas. En la compra del tipo Fijo de PLC, este es usualmente el factor más considerado porque como se ha aprendido anteriormente, los PLCs Fijos se usan más eficientemente en aplicaciones de pequeña escala que no requieren una gran expansión en el futuro.

Mini PLC

Los mini PLCs suelen tener de 128 a 512 puntos de E/S que ya son MUCHO para un sistema de control.

Para un sistema de control pequeño que sólo se prevé que se amplíe un poco, los mini PLC son ideales para usarlos en lugar de los PLC más grandes (por encima de los 512 puntos de E/S).

Micro PLC

Los micro PLCs son los que tienen de 15 a 128 puntos de E/S. Se usan más comúnmente en sistemas de automatización o control muy pequeños como los parques de atracciones.

¿Por qué? Porque las atracciones requieren que los controles estén cerca de la propia atracción, así que esto elimina el requisito de que haya un “PLC central” para todas las atracciones del parque de atracciones.

Además, debido a que cada atracción sólo puede añadir un par de dispositivos aquí y allá por razones de seguridad, no se requiere un gran número de puntos de E / S, por lo que el Micro PLC ya será suficiente.

Pico/Nano PLC

Los PLC de Pico tienen menos de 15 puntos de E/S.

Normalmente, se ven en los sistemas de entrenamiento de PLC porque son muy fáciles de usar (y normalmente vienen con un panel de visualización) y no parecen intimidar a los principiantes que quieren conocer primero los fundamentos del PLC.

Lo que es realmente deseable en los dispositivos PLC Pico/Nano es la simplicidad y la compacidad, ya que normalmente son del tamaño de tu mano.

PLCs de seguridad

El PLC de seguridad es un tipo especial de PLC que cumple con la IEC 61508 – Seguridad funcional de los sistemas eléctricos/electrónicos programables relacionados con la seguridad.

Básicamente, este tipo de PLC funciona igual que el controlador lógico normal, excepto que casi no falla.

Eso suena demasiado bueno para ser verdad, porque lo es. Ningún escenario del mundo real es ideal. Por lo tanto, los PLCs de seguridad están equipados con “redundancias” de tal manera que si falla, lo hace de manera segura.

Lo único que hay que tener en cuenta, sin embargo, es que cuando se utilizan PLCs de seguridad, se debe tener personal de mantenimiento experimentado y educado para examinar estos PLCs.

Además, generalmente es más caro que el PLC normal debido a los circuitos de seguridad añadidos.

Aparte de eso, si esos no fueran un problema, entonces es más conveniente a largo plazo usar PLCs de seguridad en lugar de PLCs normales.

Conclusión final

Hay diferentes tipos de PLCs disponibles en el mercado y en realidad es una información vital que hay que aprender antes de conectar un dispositivo de entrada o salida a un PLC o incluso poner el PLC en su sistema de control si es el responsable del diseño. Algunos pueden conectar una salida de CA a un PLC basado en transistores y eso ya se convertiría en un problema. Si ha leído todo el articulo, ahora tiene una guía general de los diferentes tipos de PLC que son rentables en su aplicación específica.