Qué es un sistema PLC
Un autómata programable es el dispositivo que gobierna una máquina o un proceso: lee sus entradas, ejecuta un programa y gobierna sus salidas, de forma repetida y en un ciclo fijo. Donde un controlador de un solo lazo se ocupa de una medición y de una acción, un PLC se ocupa de toda la secuencia, de los enclavamientos y de la coordinación entre ellos.
Los sistemas PLC se especifican de forma distinta a los instrumentos. Los instrumentos que aparecen en el resto de este sitio se eligen por lo que miden; un PLC se elige por cuántas señales tiene que gestionar y de qué tipo, con qué rapidez tiene que responder y cómo tiene que comunicarse. El entorno de programación y quién va a mantener el programa importan tanto como el hardware, y con frecuencia son la parte que se deja para el final.
La gama va desde una unidad compacta con un conjunto fijo de entradas y salidas, pasando por sistemas modulares que se amplían añadiendo tarjetas, hasta plataformas de control que gestionan plantas grandes y redundancia. Esta página cubre cómo se traducen el número de puntos, los tipos de señal, la comunicación y los requisitos de soporte en una especificación, y la frontera frente a los dispositivos de control vecinos.
Cómo mide un sistema PLC
El controlador ejecuta un ciclo: lee todas las entradas a memoria, ejecuta el programa, escribe todas las salidas y vuelve a empezar. El tiempo que tarda ese ciclo es el tiempo de ciclo, y fija la respuesta más rápida que el sistema puede dar a un suceso cualquiera. Un tiempo de ciclo corto importa cuando hay que capturar una señal y actuar sobre ella en unos pocos milisegundos —una marca de registro en una línea rápida, o un enclavamiento— y importa mucho menos en un proceso lento como el nivel de un depósito.
Las entradas y las salidas se cuentan y se tipifican por separado, porque un canal analógico y uno digital cuestan de forma distinta y consumen tipos de tarjeta distintos. Los puntos digitales se cuentan normalmente con una reserva de capacidad libre, ya que una planta gana señales a lo largo de su vida. Los canales analógicos traen consigo sus propias decisiones sobre resolución, aislamiento y si la tarjeta acepta directamente una señal de proceso normalizada.
La comunicación es lo que conecta el controlador con todo lo demás: la interfaz de operador, los accionamientos, los instrumentos y la red de planta. El protocolo, el número de puertos y la topología de red forman parte de la especificación, y normalmente vienen fijados por lo que ya existe en la planta. Un controlador que no puede hablar con los sistemas instalados es un controlador que necesita una pasarela adicional, que es a la vez un coste y un punto de fallo.
Opciones de configuración
La mayor parte de la especificación viene determinada por estas decisiones y no por la clase de exactitud. Cada una condiciona la siguiente, y por eso se resuelven en orden.
| Configuración | Opciones a definir | Qué decide realmente |
| Formato | Una unidad compacta con E/S fijas, un sistema modular que se amplía con tarjetas, o una plataforma de control mayor | Cómo crece el sistema, y si se espera que el número de puntos cambie a lo largo de la vida de la máquina. |
| Número de entradas y salidas digitales | El número de cada una, con una reserva de capacidad prevista | Si las señales instaladas caben con margen para añadir, y si los canales libres se cablean o solo se reservan en el programa. |
| Tipo de salida | Salidas de relé, de transistor o de triac | Qué puede gobernar la salida. Un relé va bien con una carga mixta y es más lento; un transistor conmuta con rapidez y va bien para trabajo por impulsos. La elección sigue a la carga y no a una preferencia. |
| Canales analógicos | El número, y si aceptan directamente señales de proceso normalizadas | Si los instrumentos se conectan sin acondicionadores de señal, y cuánta resolución necesita el proceso. |
| Puertos y protocolos de comunicación | Ethernet, buses serie y opciones de bus de campo, y cuántos de cada uno | Con qué puede hablar el controlador sin una pasarela, lo que normalmente viene decidido por lo que ya está instalado en la planta. |
| Prestaciones y memoria del procesador | La velocidad de instrucción, y la memoria de programa y de datos | El tiempo de ciclo más corto alcanzable con el tamaño final del programa, y cuánta ampliación permite la memoria. |
| Entorno de programación y licencias | El software que se usa, y cómo se mantiene la licencia | Quién puede mantener el programa después de la entrega, que es una cuestión de soporte y no técnica. |
| Condiciones ambientales y montaje | Grado de protección de la envolvente, temperatura ambiente y espacio en el cuadro | Si la unidad puede montarse donde está la máquina, o necesita una envolvente climatizada. |
Cómo elegir un sistema PLC
| Criterio | Por qué decide la respuesta | Cómo resolverlo antes de consultar |
| Número y tipo de señales | El recuento determina el tamaño del sistema, y los tipos determinan las tarjetas | Aporte una lista de entradas y salidas, con las digitales y las analógicas contadas por separado. |
| Reserva de capacidad deseada | Las plantas ganan señales; un sistema dimensionado exactamente para la lista de hoy no tiene sitio para crecer | Indique la proporción de reserva requerida, y si los canales libres deben ir cableados. |
| Tiempo de respuesta requerido | Fija un techo al tiempo de ciclo y, por tanto, al procesador | Dé el suceso más rápido que el sistema tiene que capturar y atender. |
| Con qué tiene que comunicarse | Los accionamientos, los instrumentos y las redes existentes deciden los protocolos | Enumere los dispositivos y los protocolos que ya se usan en la planta. |
| Quién va a mantener el programa | El entorno de programación y la licencia determinan si el propio personal del cliente puede dar soporte | Indique quién será propietario del software y lo mantendrá después de la entrega. |
| Alimentación y entorno | Suministro disponible, espacio en el cuadro, temperatura ambiente y cualquier clasificación | Describa el cuadro y el lugar, y no la planta en general. |
| Crecimiento y fases futuras | Un sistema especificado para una fase puede tener que asumir una segunda | Indique lo que está previsto, para que la memoria, las E/S y la red se dimensionen para el recorrido y no para el primer paso. |
Si alguno de estos puntos sigue abierto, envíe lo que se conozca. La cotización puede emitirse contra una descripción de la función y afinarse cuando se cierren los huecos.
Las alternativas más cercanas
Estos son los tipos a los que normalmente se refiere una consulta por un sistema PLC, y el punto en el que la elección se decide realmente.
| Alternativa más cercana | Qué lo separa de un sistema PLC |
| Controladores PID | Controlan un lazo cada uno, tomando una medición y gobernando una salida para mantenerla en un punto de consigna. Son autónomos, no necesitan programa y son la respuesta correcta cuando hay que mantener una sola variable. Un PLC asume el mando cuando varios lazos interactúan, o cuando la secuencia importa tanto como el valor. |
| E/S remotas | Extienden las entradas y salidas de un controlador hacia el campo sobre una red, sin aportar un procesador propio. Reducen el cableado y permiten alejar el cuadro de la máquina, pero por sí solas no hacen nada: tiene que haber un controlador en el otro extremo. |
| Módulos de control | Añaden una función concreta a un sistema, como una capacidad dedicada de movimiento o de pesaje, y no lógica general. Cuando una aplicación tiene un requisito especializado exigente, un módulo hecho para ella puede servir mejor que escribir esa misma función en el programa principal. |
| Dispositivos de comunicación industrial | Conectan sistemas que de otro modo no hablarían entre sí, convirtiendo un protocolo en otro. Son la respuesta cuando el controlador no puede cambiarse pero las redes tienen que unirse, y añaden un dispositivo entre los dos extremos. |
| Aisladores de señal | Separan circuitos eléctricamente para que un fallo o un bucle de tierra de un lado no pueda afectar al otro. Se sitúan entre el campo y el controlador, y resuelven un problema eléctrico y no uno de control. |
| Dispositivos Modbus | Hablan un protocolo concreto y muy extendido, y pueden ser instrumentos o pasarelas. Importan para la especificación porque el controlador tiene que soportar ese protocolo de forma nativa o a través de una pasarela. |
La decisión que más veces se aplaza, y que más veces se lamenta, es quién mantiene el programa. Un sistema que los propios ingenieros del cliente no pueden mantener los ata a quien lo escribió, diga lo que diga la especificación del hardware.
Qué incluir en la consulta
La primera respuesta puede ser una cotización en lugar de una lista de preguntas si la consulta incluye estos datos. Si no conoce una cifra, envíe la descripción de la aplicación y le confirmaremos lo que implica.
- La lista de entradas y salidas, con las digitales y las analógicas contadas por separado
- Los tipos de señal analógica, y si son señales de proceso normalizadas
- La reserva de capacidad requerida, y si los canales libres deben ir cableados
- El suceso más rápido que el sistema tiene que capturar y atender
- Los dispositivos y protocolos con los que tiene que comunicarse
- El entorno de programación preferido, y quién lo mantendrá después
- El suministro disponible, el espacio en el cuadro, las condiciones ambientales y cualquier clasificación
- Las fases futuras previstas, y el crecimiento esperado
- Cantidad, puerto de destino y fecha de entrega requerida