Este documento describe los conceptos básicos de la lógica de los PLC y el estándar internacional IEC 1131-3 para la programación de PLC. Explica las ventajas de los PLC sobre los sistemas de relés, como su tamaño reducido y facilidad de programación. También resume los diferentes lenguajes de programación estandarizados como diagrama de contactos, diagrama de flujo, gráfico secuencial de funciones y texto estructurado, así como la organización de tareas y bloques de funciones definidos en el estándar

1. C U R S O D E A U T Ó M ATA S P ROGRAMABLES
P LC
L ECCIÓN Nº2:
L ÓGICA DEL P LC Y E S TÁNDAR I NTERNACIONAL
uego de haber leído la primera entre- un resultado conforme con todo el proce-
L ga ya tendrá una idea clara de lo que
es un PLC, es decir, no caben dudas
que un autómata o un PLC es un dispositi-
so y todo esto en forma automática. En
esta nota veremos cómo es la lógica de
funcionamiento de un PLC realizando una
vo que realiza determinadas funciones en analogía con sistemas a relés y qué ele-
base a instrucciones que están “almace- mentos deben ser tenidos en cuenta para
nadas en algún lado”. También sabemos que el autómata cumpla con especifica-
que hoy es común encontrar a micropro- ciones estandarizadas.
cesadores que cumplen la función de
guardar datos, recibir otros desde las en- Por Horacio D. Vallejo
tradas, procesar estas señales en función e-mail:hvquark@internet.siscotel.com
del programa (datos guardados) y arrojar
¿QUÉ ES UN AUTÓMATA? simultánea, “el programa dice En este caso, basta con que se
que solo se activará el sistema si active al menos una entrada para
Hemos visto que los PLCs presiono los contactos A y B si- que la salida ponga en marcha al
nacieron con la necesidad de multáneamente”. sistema y, una vez que el sistema
“emular” a dispositivos construi- Aunque parezca muy elemen- se ha activado, por más que deje
dos con relés. tal, es un caso típico en que la de presionar el pulsador de en-
El PLC más elemental es salida responde a una determina- trada, la salida no cambiará de
quizá una compuerta AND co- da condición. Es decir, si se pre- estado gracias a la acción del
mo la de la figura 1. En este caso siona uno o el otro, entonces no contacto del relé de salida que lo
se tienen dos contactos que al pasa nada, precisamos que se ac- mantiene activado.
accionarlos en forma simultánea tiven ambos contactos para ha- Se trata de una compuerta
harán que se accione el relé de cer accionar el sistema. OR con memoria.
salida que comanda a algún sis- En la figura 2 tenemos un Ahora bien, hasta ahora esto
tema. Aquí la condición es que nuevo PLC “elemental”. Se trata parece muy fácil e incluso, debe-
los dos contactos de entrada de- de un circuito con memoria que ría ser entendible por cualquier
ban estar presionados en forma posee dos entradas y una salida. electricista, sin embargo, nor-
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2. Curso de P LC s
x 5 centímetros contiene el equi-
valente a 16 "relés" de entrada, 8
relés reales de salida, más de 100
relés ficticios internos (1 bit cada
uno), 20 temporizadores ó ti-
mers, o contadores , ó progra-
madores de tambor de 16 bits,
etc.
Los contactos de cada relé
ficticio pueden utilizarse indefi-
nidamente, por ejemplo hasta
completar la memoria de progra-
ma, (más de 500 veces). En
cuanto a la confiabilidad, como
los PLC se fabrican en series, se
puede depurar la calidad del di-
seño colocando gabinetes ade-
Figura 1 cuados, borneras y conectores
adaptados a la necesidad indus-
malmente esto no es así ya que 6) Fácil monitoreo de señales, trial, etc.
los técnicos poseen en una exce- tanto de entrada como de salida Por otra parte, existen muchí-
siva especialización que les impi- 7) Mantenimiento reducido simos equipos similares comer-
de abordar temas multidiscipli- 8) Mínimo tiempo “muerto” ciales, que con sólo cargar el
narios del control automático mismo programa guardado en
(mecánica hidráulica, neumática, un "disquette", funciona exacta-
electromecánica, electrónica, ¿QUÉ SE CONSIGUE CON mente igual que el original.
matemáticas superiores, conoci- ESTAS VENTAJAS? También, como son equipos nor-
mientos sobre el proceso en par- malizados internacionalmente, se
ticular a controlar papel, trata- A los fines de dar un ejemplo, asegura continuidad en el tiempo
miento de efluentes, etc.), a me- digamos que un PLC de 10 x 7 y en cualquier parte del planeta.
nos que reciban una formación
especial.
Además, el PLC requiere al-
gunos conocimientos básicos en
electrónica y el lenguaje requiere
habilidad para la lectura de lógi-
ca de contactos con el cual están
programados; y no poseen en ge-
neral una formación para manejo
de conceptos abstractos.
Las ventajas de los PLC res-
pecto de los relés son las siguien-
tes:
1) Tamaño reducido
2) Confiabilidad
3) Fácil de reemplazar
4) Fácil de programar Figura 2
5) Costo reducido
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3. Lección Nº 2: Lógica del PLC y Estándar Internacional
Durante la "puesta en marcha", lógica y mediante un control de atamos con alambres para que si-
casi siempre hace falta corregir acceso por PC, se pueden saber ga funcionando”).
la lógica, en estos casos intervie- los estados de los relés internos y Es evidente que también de-
ne sólo el experto que opera so- valores acumulados como tiem- bemos realizar comparaciones
bre el medio para programación pos o cantidades (esto puede entre un PLC y un automatismo
y no necesita generalmente hacer apreciarlo mejor en el Artículo realizado con lógica digital
cambios en cableado, como suce- de Tapa de esta edición). El PLC CMOS o con un microcontrola-
de con las lógicas a relés. Esto, a también puede ejecutar una tarea dor, pero de esto nos ocupare-
su vez, reduce costos ya que el mucho más rápido que una lógi- mos en la próxima edición, ahora
desarrollo de la aplicación re- ca implementada con relés y esto avanzaremos en los estándar in-
quiere un experto, pero en las se entiende si pensamos que en ternacionales.
sucesivas máquinas se ahorra to- las lógicas a relé electromecáni-
do el cableado de la lógica a re- cos, en un grupo de contactos
lés, pues basta con cargar el pro- NA de un mismo relé, "NO EL ESTÁNDAR IEC 1131-3
grama adecuado. TODOS ABREN Y CIERRAN
Otra ventaja que hemos enu- AL MISMO TIEMPO", esto es La complejidad cada vez ma-
merado se refiere a que no es ne- conocido como "aleatorios de yor en la programación de los
cesario tener tiempos “muertos” unos y ceros". Si cableo un NA autómatas programables requiere
de parada prolongados ya que si en paralelo con un NC del mis- más que nunca de la estandariza-
es preciso un mantenimiento, és- mo relé, el circuito no debería ción de la misma. El IEC definió
te normalmente será un testeo abrirse, pero en la realidad elec- el estándar 1131-3 (IEC 65) para
interno, un cambio de programa, tromecánica puede abrirse; esto la programación de PLC's que
mejor adaptación de los recursos, virtualmente no sucedería en un ha alcanzado el estado de Están-
etc. “No es preciso cambiar un PLC ya que los tiempos de pro- dar Internacional en Agosto de
relé porque se gastaron sus con- pagación en los distintos estados 1992. Los lenguajes gráficos y
tactos”. es el mismo. Del mismo modo si textuales definidos en el estándar
Para el cambio de programa coloco un NA en serie con un constituyen una base para entor-
por preelaboración, éste se pue- NC del mismo relé, idealmente nos de programación potentes en
de estudiar y corregir mientras el el circuito no debería cerrarse, PLC's.
PLC está corriendo el programa pero en la realidad se puede ce- Con la idea de hacer el están-
anterior (la máquina funcionan- rrar. dar adecuado para un gran nú-
do). El nuevo programa se guar- mero de aplicaciones, se norma-
da en la PC, y se carga en unos lizaron cinco tipos lenguajes:
minutos. DESVENTAJA DEL PLC
Si la nueva versión no funcio- RESPECTO DE LA LÓGICA A RELÉS Diagrama de contactos.
na mejor, se para la máquina y se Diagrama de flujo.
recarga el programa anterior en Aquí tengo un gran proble- Gráfico secuencial de funcio-
poco tiempo. ma… nes (grafcet).
Note que este trabajo de car- Siendo poco catedrático, diría Lista de instrucciones (LDI o
ga de programas es mucho más que la única desventaja que le AWL).
rápido y sencillo que el cableado veo al PLC respecto de un siste- Texto estructurado.
entre relés ma automático con relé es que a
En cuanto a la verificación de los primeros debo saber reparar- En cuanto a la “estructura de
los estados del sistema durante los cuando fallan, precisando los lenguajes”, tenemos las si-
un determinado proceso, diga- personal especializado, mientras guientes posibilidades:
mos que todos los PLCs poseen que cuando hay problemas con
LEDs para indicar los estados un relé un buen electricista pue- Diagrama de contactos (LD)
de las entradas y salidas, no se de solucionarlo (en la jerga téc- El diagrama de contactos
requiere multímetro, ni punta nica, muchas veces decimos “lo (ladder diagram LD) es un len-
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4. Nuevo!!! Curso de P LC s
Electrónica Audiovisual tured text o ST) es es permitida por línea (ej. alma-
un lenguaje de alto cenar un valor en un registro).
nivel estructurado Este lenguaje es adecuado para
por bloques que po- pequeñas aplicaciones y para op-
see una sintaxis pare- timizar partes de una aplicación.
cida al PASCAL.
Puede ser empleado
para realizar senten- ORGANIZACIÓN DE TAREAS
cias complejas que
manejen variables El estándar también define
con un amplio rango una nueva arquitectura para la
de datos, incluyendo organización e interacción de ta-
valores analógicos y reas con PLC's. Una tarea con-
digitales. También se trola la ejecución de un progra-
Se compone de:
especifican los tipos
1 Video de Electrónica General ma ejecutándolo periódicamente
Todo de datos para el ma-
1 Video de Símbolos Electrónicos o en respuesta a un evento espe-
1 Video sobre Transistores
por sólo nejo de horas, fechas
1 Video sobre Circuitos Integrados
cífico. Para optimizar los recur-
$50 y temporizaciones.
4 Manuales del Mundo de la Electrónica sos del controlador, se puede
1 Manual Multimedia de 150 Circuitos Prácticos en
Disquete
fragmentar una aplicación en pe-
Gráfico secuencial de queños programas concretos.
funciones (SFC) Cada programa está bajo el con-
Ideal para Estudiantes y Hobbistas
El gráfico secuencial trol de una tarea que se ejecuta a
4 Videos + 4 Manuales a todo color + 150 Circuitos por sólo: $50 de funciones (SFC o la velocidad que requiera la E/S
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de de detallar todos sus datos para que podamos remitirle el pedido. na una representa-
ción en forma de BLOQUES DE FUNCIONES
diagrama de las se-
guaje que utiliza un juego estan- cuencias del programa. Soporta Los bloques de funciones
darizado de símbolos de progra- selecciones alternativas de se- (FB's) son bloques estándar que
mación. El estándar prevee un cuencias y secuencias paralelas. ejecutan algoritmos como regu-
número reducido de símbolos. Los elementos básicos del len- ladores PID. El estándar IEC
guaje son pasos y transiciones. asegura que los FB's son defini-
Diagrama de funciones Los pasos consisten de piezas de dos empleando una metodología
(FBD) programa que son inhibidas has- estándar. Hay controles em-
El diagrama de funciones ta que se conoce una condición pleando parámetros externos,
(function block diagram o FBD) especificada por las transiciones. mientras que los algoritmos in-
es un lenguaje gráfico que per- Como consecuencia de que las ternos permanecen ocultos em-
mite programar elementos que aplicaciones industriales funcio- pleando Programación Orienta-
aparecen como bloques para ser nan en forma de pasos, el SFC es da a Objetos.
cableados entre sí de forma aná- la forma lógica de especificar y Lo dado hasta aquí es sólo
loga al esquema de un circuito. programar el más alto nivel de una guía para que Ud. com-
FBD es adecuado para muchas un programa para PLC. prenda que un PLC comercial
aplicaciones que involucren el debe reunir ciertos requisitos y
flujo de información o datos en- Lista de instrucciones (IL) que a la hora de diseñar un au-
tre componentes de control. La lista de instrucciones (IL o tómata, si será para uso indus-
AWL) es un lenguaje de bajo ni- trial, tendrá que preveer las es-
Texto estructurado (ST) vel, similar al lenguaje ensambla- pecificaciones enmarcadas en el
El texto estructurado (struc- dor. Con IL solo una operación estándar IEC1131-3. ✪
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