guia de estudio basica plc

INSTITUTO UNIVERSITARIO DE TECNOLOGIA

DEL ESTADO TRUJILLO

AUTOMATIZACIÓN MEDIANTE CONTROLADORES LÓGICOS

PROGRAMABLES (P.L.C.)

APUNTES VER. 1 / TEORÍA BÁSICA DEL PLC

® T.S.U. PEDRO A. TORRES C.

Controles Industriales

® T.S.U. Pedro Torres C. 1

1 AUTOMATIZACIÓN

Evidentemente que con el correr de los tiempos el trabajo humano ha sido y será

sustituido por mecanismo que reciben instrucciones (programas) o que están conectados

adecuadamente para realizar tareas complejas dentro de los diferentes procesos de control o

producción, esta liberación física y mental del hombre de dichas labores se conoce como

AUTOMATIZACIÓN.

2 PARTES DE UN SISTEMA AUTOMÁTICO

Todo sistema automático por elemental que sea se basa en el concepto de bucle o

lazo, como se representa en la figura 1.

Figura 1. Diagrama básico de un sistema automático

.ACTUADORES DE

CAMPO

ORDENES DE FUNCIONAMIENTO

AUTOMATISMOO PARTE

DE CONTROL

SENSÓRICA

MÁQUINA O PROCESO

SEÑALES DE DETECCIÓN

TRABAJO



3 CARACTERÍSTICAS DE UN SISTEMA AUTOMÁTICO

Los sistemas automáticos están directamente vinculados a máquinas e instalaciones

complejas y de producción rápida, independiente, segura y precisa.

Un sistema automático en todo el concepto de su instalación cumple con las

siguientes características:

1. - Simplifica considerablemente el trabajo del operario y le da libertad para

realizar otras actividades.

2. - Permite pasar de un tipo de producción a otro fácilmente.

3. - Mejora y atiende la calidad del producto.

4. - Mejora y aumenta la producción.

5. - Ahorra material y energía (figura 2).

6. - Aumenta la seguridad del personal.

Figura 2. Ahorro de material y energía



4 OPCIONES PARA LA AUTOMATIZACIÓN

La automatización se efectúa mediante diferentes procedimientos esquematizados a

continuación:

Cuando se requiere cambiar o modificar el proceso o la función realizada por el

mecanismo de automatización, la lógica cableada requiere todo un cambio en su

interconexión o estructura, bien sea a relés o de circuitos electrónicos, no así la lógica

programada que solo requerirá un cambio en su programación. En un controlador de

programa fijo esto implica cambiar algunos elementos del circuito (memorias) pero será

mucho más sencillo si se trata de un controlador lógico programable ya que solo se

necesitará hacer una modificación del programa almacenado en él.

AUTOMATIZACIÓN

LÓGICA CABLEADA

LÓGICA PROGRAMADA

CONTACTORES Y RELÉS

CIRCUITOS ELECTRÓNICOS

CONTROLADORES DE PROGRAMA FIJO

CONTROLADORES LÓGICOS

PROGRAMABLES (PLC)



PROGRAMADOR

PROGRAMA TABLA DESALIDAS

TABLA DEENTRADAS

INFORMACIÓNALMACENADA

ELEMENTOSDE ENTRADA SISTEMA DE

ENTRADA/SALIDAELEMENTOSDE SALIDA

UNIDAD DE PROCESOS(CPU)

5 CONTROLADORES LÓGICOS PROGRAMABLES (PLC)

Un Controlador Lógico Programable, Autómata Programable o simplemente PLC es

una computadora industrial (basado en microprocesadores o microcontroladores) que

acepta entradas desde interruptores (pulsadores, finales de carrera, presostatos, termostatos,

etc.) y/o sensores digitales o analógicos (de proximidad, fotosensibles, de temperatura, de

flujo, etc.) evalúa esas entradas de acuerdo con un programa preestablecido y almacenado,

y genera salidas digitales y/o analógicas para controlar máquinas y procesos. En la figura 3

se muestra un diagrama de bloques de un controlador lógico programable.

Figura 3. Diagrama básico de bloques de un PLC



5.1 ANTECEDENTES HISTÓRICOS

En 1968, Ford y General Motor solicitan a sus proveedores de automatismo la

realización de un sistema de control para algunas de sus máquinas importantes, que debía

ser fácilmente programable y sin recurrir a las computadoras industriales ya en servicio en

la industria.

Entre estos microcomputadores y la lógica cableada aparecen los primeros modelos

de Autómatas, también llamados Controladores Lógicos Programables (PLC).

Conceptuados inicialmente para el tratamiento de la lógica secuencial, los PLC actualmente

extienden sus aplicaciones hacia todos los campos del control de procesos y de maquinas

industriales.

5.2 CAMPOS DE APLICACIÓN

Por sus características especiales y la constante evolución del hardware y software

aumenta continuamente su campo de aplicación, satisfaciendo las necesidades que se

presentan en la gama de sus posibilidades.

Su eficacia se aprecia fundamentalmente en procesos en que se producen necesidades

tales como:

• Espacio reducido.

• Procesos de producción periódicamente cambiantes.

• Procesos secuenciales.

• Maquinarias de procesos variables.

• Instalaciones de procesos complejos y amplios.

• Chequeo de programación centralizada de las partes del proceso.



5.3 VENTAJAS

• Menor tiempo empleado en la elaboración del proyecto, ya que no se dibujan esquemas

a contactos, no es necesario simplificar ecuaciones lógicas (posee memorias

suficientemente grandes) y la lista de materiales queda notablemente reducida al igual

que los proveedores.

• Flexibilidad de configuración y programación.

• Rápidos cambios con solo programarlos.

• Amplia variedad de funciones: reles internos, contadores, secuenciadores, shift register,

flip-flop, etc..

• Múltiples referencias: un relé puede tener en el programa múltiples contactos NC y NO.

• Mínimo espacio de ocupación.

• Menor costo en la mano de obra de instalación.

• Ahorro de tiempo en el montaje del equipo.

• Economía de mantenimiento (aumenta la fiabilidad del sistema al eliminar partes

mecánicas y contactos que se gasten o ensucien).

• Localización rápida de fallas.

• Posibilidad de gobernar varias máquinas.

• Si por alguna razón la máquina queda fuera de servicio, el PLC sigue siendo útil para

otra máquina o sistema de producción.

5.4 INCONVENIENTES

• Hace falta un programador, por lo que se debe adiestrar el personal relacionado.

• El costo inicial, esto es según las características del automatismo en cuestión.

5.5 ESTRUCTURA EXTERNA

Actualmente, son dos las estructuras más significativas que existen en el mercado:



• Estructura compacta: este tipo de Autómata se distingue por presentar en un solo

bloque todos sus elementos, esto es, fuente de alimentación, CPU, memorias,

entradas/salidas, etc.

• Estructura modular: como su nombre indica se divide en módulos que realizan

funciones específicas. Se distinguen dos versiones que denominaremos estructura

americana y europea:

Estructura americana: se caracteriza por separar las E/S del resto del autómata, de

tal forma que en un bloque compacto están reunidas las CPU, memorias de usuario

o de programa y fuentes de alimentación, y separadamente las unidades de E/S en

los bloques o tarjetas necesarias.

Estructura europea: su característica principal es la de que existe un módulo para

cada función: fuente de alimentación, CPU, entradas/salidas, etc.

5.6 ESTRUCTURA INTERNA

Los Autómatas Programables se componen esencialmente de tres bloques, tal como

se presenta en la figura 4.

• La Sección de Entradas.

• La Unidad Central de Procesos (CPU).

• La sección de salida.

Figura 4. Estructura interna de un PLC

Dispositivosde

entradao

captadores

Secciónde

entradas

Unidad Centralde

Procesos(CPU)

Secciónde

salidas

Dispositivosde

salidao

actuadores

Secciónde

entradas



• La sección de entradas, mediante la interfaz, adapta y codifica de forma

comprensible por la CPU las señales procedentes de los dispositivos de entrada o

captadores, también tiene la misión de protección de los circuitos electrónicos

internos del autómata, realizando una separación eléctrica entre estos y los

captadores.

• La unidad central de proceso (CPU) es, por decirlo así, la inteligencia del sistema,

ya que mediante la interpretación de las instrucciones del programa de usuario y en

función de los valores de entrada, activa las salidas deseadas.

• La sección de salidas, trabaja en forma inversa a la de entradas, es decir decodifica

las señales procedentes de la CPU, las amplifica y manda con ellas a los

dispositivos de salida o actuadores, aquí también existen unas interfaces de

adaptación a las salidas y de protección de circuitos internos.

Son necesarios otros elementos para que el autómata sea operativo (fig.5), tales

como:

La unidad de alimentación, o fuente de alimentación adapta la tensión de red

de 120 volt o 220 volt, 60Hz a la de funcionamiento de los circuitos electrónicos

internos.

La unidad de programación, para que el usuario acceda al interior de la CPU para

cargar en memoria su programa, se acopla a ésta mediante un cable y un

conectador, o bien se enchufa directamente a la CPU.

Periféricos, son aquellos elementos auxiliares, físicamente independientes del

autómata, que se unen al mismo para realizar su función específica y que amplían su

campo de aplicación o facilitan su uso. No interviene ni en la elaboración ni en la

ejecución del programa.

Interfaces, son aquellos circuitos o dispositivos electrónicos que permiten la

conexión a la CPU de los elementos periféricos descrito.



Figura 5. Otros elementos para ser operativo

En la figura número 6, se muestra la arquitectura básica de un PLC.

5.7 UNIDADES DE ENTRADA-SALIDA (E/S)

En los autómatas compactos, las E/S están situadas en un solo bloque junto con el

resto del autómata.

En los modulares, las E/S son módulos o tarjetas independientes con varias E/S, y que

se acoplan al bus de datos por medio de su conductor y conector correspondiente, o bien a

un bastidor o rack, que le proporciona dicha conexión al bus y su soporte mecánico.

Dispositivosde

entradao

captadores

Secciónde

entradas

Unidad Centralde

Procesos(CPU)

Secciónde

salidas

Dispositivosde

salidao

actuadores

Secciónde

entradas

Unidad de alimentación

Interfaces

Consolade

programación

Dispositivosperiféricos



uPProgramay memoriadel sistema

ROM

Memoriade

datosRAM

Memoriade trabajodel usuario

RAM

Otros elementosanálg y digtdel sistema

Area de memoriasArea de la CPU

Bus CPU

Fuentede

alimen-tación

Interfazde unidadde progra-

mación

Interfacesde

periféricos

Interfacesentradassalidas

Entradas Salidas

Area de Interfaces Area de E/S

De redde alimen-

tación

A unidadde progra-

mación

A perifé-ricos

Decaptadores

A actuadores A BUSexterno

Figura 6. Arquitectura básica de un PLC

5.7.1 ENTRADAS

Las entradas son fácilmente identificables, ya que se caracterizan físicamente por sus

bornes para acoplar los dispositivos de entrada o captadores, por su numeración y por su

identificación INPUT o ENTRADA; lleva además una indicación luminosa de activado por

medio de un diodo LED.

En cuanto a la tensión, las entradas pueden ser de tres tipos:

• Libres de tensión.

• A corriente continua.

• A corriente alterna.



En cuanto al tipo de señal, éstas pueden ser: analógicas y digitales.

a) Analógicas

Cuando la magnitud que se acopla a la entrada corresponde a una medida, por

ejemplo, presión, temperatura, velocidad, etc. , esto es, analógica, es necesario disponer de

este tipo de módulo de entrada. Su principio de funcionamiento se basa en la conversión de

la señal analógica a código binario mediante un convertidor analógico-digital(A/D). A

continuación se enlistan los parámetros más significativos:

Campo o rango de Intensidad o

tensión Resolución Tiempo

De conversión Precisión

0 ...... 10 v 4 ...... 20 mA 0 ....± 10 v 4 ...... 20 mA

8 bits 8 bits

12 bits 12 bits

1 ms 1 ms 1 ms 1 ms

± (1% + 1 bit)

en entradas y

± 1% en salidas

b) Digitales

Son las más utilizadas y corresponden a una señal de entrada todo o nada. Ejemplos

de estos elementos son los finales de carrera, interruptores, pulsadores, etc...

La figura 7 representa el esquema simplificado de un circuito de entrada por transistor del

tipo NPN, y en el que se destaca el aislamiento eléctrico hecho por el opto acoplador.



Figura 7. Esquema simplificado de un circuito de entrada digital

5.7.2 SALIDAS

La identificación de las salidas se realiza igual que en las entradas, figurando en este

caso la identificación de OUTPUT o SALIDA; incluye un indicador luminoso LED de

activado. Estas pueden ser: analógicas o digitales. Las analógicas se basan en la conversión

del código binario a señal analógica mediante un convertidor digital - analógico (D/A) con

parámetros significativos igual a los descritos para las entradas analógicas.

En cuanto a las salidas digitales se pueden dar tres tipos de salida:

• A relé.

• A triac.

• A transistor.

La salida a transistor se utiliza cuando los actuadores son a corriente continua, las de

relé y triac suelen utilizarse cuando los actuadores son a corriente alterna. La intensidad que

soportan las salidas oscila entre 0,5 y 2 Amp.

La figura número 8, muestra el circuito de salida digital a triac; se destaca el

aislamiento eléctrico y el circuito protector para cargas inductivas.

Entradas

R1

R2

R3Diodo

Led indicador

Optoacoplador

I/OBUS

Tablastatus

Entradas

CPU

+vcc

-

Convensionalo del estadosólido (PNP)



CB4B3B2B1

CONTACTOSDE CAMPÒ

MODULO AC: FASEMODULO DC: V+

MODULO AC: NEUTRO O FASEMODULO DC: V-

BORNERA DE ENTRADAS

CB2CB1

MODULO AC: FASEMODULO DC: V+

BORNERA DE SALIDAS

MODULO AC: NEUTRO O FASEMODULO DC: V-

ACTUADORESDE CAMPO M1 M2

Figura 8. Esquema simplificado de un circuito de salida digital a triac

5.8 CONEXIONADO DE ENTRADAS Y SALIDAS DIGITALES (E/S)

En la figura número 9, se muestra el conexionado típico de entradas y salidas

digitales.

Figura 9 Conexionado típico de entradas y salidas digitales

R1

Optoacoplador

I/OBUS

Tablastatus

Salidas

CPU

Circuitoamplificador

Triac

Led indicador

C

R Salida

Varistor

Vac

M

Cargapor eje. contactorCircuito

protectorde

cargasinductivas



5.9 COMO SELECCIONAR UN PLC

Técnica sugerida para estimar un Controlador Lógico Programable según los

requerimientos del sistema a controlar:

1) Cuantificar la aplicación según los requerimientos de control. Actualmente los PLC

tienen una gran variedad de interfaces o tipos de entradas y salidas.

Usaremos tres categorías genéricas:

Discretas o ON/OFF.

Analógicas o variables.

Propósitos especiales.

2) Una vez estimado el total de los puntos I/O requeridos, el siguiente paso es decir la

localización de los módulos, ya sea en el propio sitio donde se efectúa el control o si es

remoto.

3) Es importante considerar el tipo de función de control que será necesario. Esas

funciones de control son importantes a la estimar la cantidad de memoria a usar.

4) Es importante definir la velocidad de aplicación. Esto en aplicaciones en donde el

tiempo de respuesta es critico.

5) Establecer la cantidad de memoria del programa.

5.10 MANTENIMIENTO

Aunque la fiabilidad de estos sistemas es alta, las consecuencias derivadas de sus

averías originan un alto costo, por lo que se necesita de un plan de mantenimiento

preventivo y de estrategias para la localización y reparación de las averías.

Mantenimiento preventivo.

Su periodicidad es tanto más cortas cuanto más complejo sea el sistema.

Localización y reparación de averías.

La detección de averías en los autómatas generalmente se determina por los dos

procedimientos que han desarrollado los fabricantes e incluido en el mismo, y son:



Por la lista de mensajes de error correspondientes a los leds indicadores que se

encuentran en el frente de la CPU.

Por las indicaciones que aparecen en el display de la consola de programación

5.11 INSTRUCCIONES Y PROGRAMAS

Programa: es una secuencia de funciones introducidas en el Controlador

Programable a ser ejecutadas por la CPU con el propósito de controlar una máquina o un

proceso.

Instrucción u orden de trabajo (figura 10): es la parte más pequeña de un programa

y consta de dos partes principales: operación y operando; a su ves el operando esta

dividido en símbolo y parámetro.

Figura10. Partes de una instrucción de trabajo

La operación es el código de la instrucción. Puede venir como código numérico o

cifrado o código nemónico. La operación le indica a la CPU qué tiene que hacer, la clase de

instrucción que ha de ejecutar.

El operando es el complemento al código u operación. Mediante el operando

indicamos la dirección del elemento de que se trate. El operando le indica a la CPU dónde

debe hacerlo, dónde debe realizar esa instrucción.

Operación

¿Qué?

Instrucción

Operando ¿Dónde?

Símbolo Parámetro



0000

0001

0002

0003

n-1

n

Instrucción

Instrucción

"

Número de línea

InstrucciónInstrucción

"

"

"

Ejecución de programas

En función de cómo se efectúe la ejecución o barrido del programa, se distinguen las

siguientes estructuras de programación:

Ejecución lineal: cuando el ciclo de barrido de la memoria del usuario se

realiza línea tras línea, y la CPU consulta las instrucciones contenidas en

la memoria secuencialmente, una a continuación de la otra, sin alterar

este orden, como se muestra en la figura número 11.

Figura 11. Ejecución lineal

Salto condicional: cuando el ciclo de ejecución de un programa tiene la

posibilidad, previa condición establecida, de alterar la secuencia línea a

línea del mismo y dar un salto a otras líneas de programa, dejando un

número de líneas sin ejecutar, tal como se indica en la

fig. 12.



Figura 12. Salto condicional

Salto a subrutina: cuando en un programa hay uno o más grupos de

secuencias de instrucciones idénticas que se repiten y que habrá que

reescribir tantas veces como éstas se repitan en dicho programa principal;

se escribe una sola vez la secuencia o subrutina y se va a ella cuando se

requiera, tal como se muestra e la figura 13.

Figura 13. Salto a subrutina

0000

0001

n-1

n

Instrucción

Instrucción

"

Número de línea

InstrucciónInstrucción

"

U

U+1

V

V+1

"

"

"

"

"

"

"

SALTO

PROGRAMAPRINCIPAL

NIVEL 1 NIVEL 2 NIVEL 3

SUBRUTINAS



Programas paralelos: en este sistema, el procesamiento se realiza

paralelamente y de forma asíncrona. En aquellos casos con un único

autómata queremos controlar varios procesos totalmente independientes,

este sistema es muy útil, aunque también se utiliza controlando funciones

de un proceso único. En la figura 14 se ilustra este funcionamiento.

Figura 14. Programas paralelos

5.12 LENGUAJES DE PROGRAMACIÓN

Existen varios lenguajes de programación para los PLC, aunque su utilización no se

puede dar en todos los autómatas; por esa razón los fabricantes indican en las características

generales de sus equipos el lenguaje o lenguajes con los que puede operar.

Normalmente acompañan al equipo con el Software de programación.

Los lenguajes de programación más usuales son aquellos que transfieren directamente

el esquema de contactos y las ecuaciones lógicas al autómata, sin embargo, no son los

únicos.

PROGRAMA DE ASIGNACIÓNDE PROGRAMAS PARALELOS

CON LAS DIRECCIONESDE COMIENZO

M0 M1 M2 M3



Los lenguajes y métodos más utilizados son:

Nemónico, también conocido como lista de instrucciones, booleano,

abreviatura nemotécnica, IL o AWL.

Diagramas de contactos, diagramas de escalera, plano de contactos,

esquemas de contactos, LD o KOP.

Plano de funciones, bloques funcionales, logigrama, FUP.

Grafcet o diagrama funcional, diagrama de etapas o fases.

Organigrama, u ordinograma, diagrama de flujo.

Excepto el nemónico, los demás tienen como base su representación gráfica,

pero todos deben ir acompañados del correspondiente cuadro o lista de instrucciones.

A continuación se describen los más usados actualmente:

⇒ Nemónico o booleano (IL o AWL).

Es un lenguaje en el cual cada instrucción se basa en las definiciones del

álgebra de boole.

Ejemplo:

STR: Operación inicio contacto abierto.

! N : Operación inicio contacto cerrado.

OR: Contacto paralelo abierto.

& N: Contacto serie cerrado.

TMR: Temporizador.

OUT: Bobina de relé de salida.

⇒ Diagramas de contactos o diagramas de escalera (LD o KOP).

La mayoría de los fabricantes incorporan este lenguaje debido a que se

emplea una simbología muy similar a la utilizada en los diagramas de control

electromecánicos.



En la figura número 15, podemos ver como los diagramas electromecánicos son

muy similares a los diagramas de escalera.

Figura 15. Diagramas similares

En las líneas de los circuitos electromecánicos se requiere continuidad eléctrica para

energizar un elemento de salida, en los sistemas programados se requiere continuidad

lógica para generar una señal de salida.

Como se observa en la figura 15, en el diagrama de programación, los símbolos

individuales representan instrucciones y los números, por ejemplo, 001,003 y 011 son

direcciones de la instrucción correspondiente.

⇒ Plano de funciones (FUP).

Su semejanza con los símbolos lógicos o puertas lógicas facilita su representación

para los conocedores de la electrónica lógica. En la figura número 16, se presenta el

esquema para la ecuación propuesta.

Figura 16. Plano de funciones

L1 L2LS

CR2

001 003011

P1

X1

X2

X3

X4

X5

X6

&

&

& Y1

ECUACIÓN:((X1*X2)+(X3*X4)+(X5))*X6=Y1



La programación de los autómatas puede realizarse desde un computador personal

(PC) o desde una consola de programación portátil.

Existen diferentes lugares en donde guardar la aplicación, por ejemplo:

• Memoria RAM (On line): Se trabaja en la memoria en la cual el programa es

ejecutado.

• EEPROM: Programa salvado permanente.

• RAM (Off line): Se trabaja en la memoria de la consola portátil.

• Flash EEPROM: Respaldo permanente en la consola de programación.

• Tarjetas especiales: respaldo permanente y transportable.

5.13 FUNCIONES DE REGULACIÓN EN EL PLC

Las funciones de regulación son elementos base en la programación de modelos de

PLC configurados para tal fin.

Estas funciones satisfacen especialmente las necesidades siguientes:

El proceso secuencial que requiere funciones de regulación auxiliares (ejemplos:

máquinas de embalaje en películas de plástico, máquinas de tratamientos de

superficies, prensas…).

El proceso de regulación simple (ejemplos: hornos para tratamientos de metales,

hornos para cerámicas, pequeños grupos frigoríficos…).

Las particularidades de regulación y control mecánico cuyo tiempo de muestreo es

crítico (ejemplos: regulación de pares, regulación de velocidad).

A continuación se describen brevemente las funciones de regulación PID, PWM y

SERVO del PLC Modicon TSX Micro.



5.13.1 LA FUNCIÓN PID

La función PID a partir de una medida y de un valor de consigna analógico en el

formato [0 – 10.000] y proporciona un control analógico en el mismo formato.

Algunas características son:

Algoritmo PID serie – paralelo.

Acción directa / inversa (según signo de la ganancia Kp).

Modos de marcha manual / automático con cambio instantáneo.

Formato de [0 – 10.000].

Funcionamiento en integrador puro (Kp = Td = 0].

5.13.2 LA FUNCIÓN PWM

La función PWM permite realizar una regulación de amplitud de impulsos en una

salida TON. Es una función que formatea la salida PID.

La amplitud de los impulsos depende de la salida del PID y del período de

modulación.

5.13.3 LA FUNCIÓN SERVO

La función SERVO permite realizar una regulación con un accionador de tipo motor

controlado en dos posiciones TON (UP y DOWN). Es un condicionamiento de salida que

se conecta en cascada a la salida analógica de un PID.

Cuando existe una copia de posición, se efectúa un control de la posición a partir de

las entradas INP (valor de consigna) y POT (medida de la posición).

Cuando la copia no existe físicamente, el algoritmo utiliza la variación de salida en

vez de la salida absoluta del PID. La salida UP (o DOWN, según el signo de la variación)



se pone a uno (1) durante un tiempo proporcional al tiempo de apertura del accionador y al

valor de la variación. Además, se introduce la noción de tiempo mínimo del impulso.

5.14 EL PLC Y LA INTELIGENCIA ARTIFICIAL

Todos los grandes avances científicos y técnicos que han tenido lugar desde la

creación del hombre hasta nuestros días, tienen un punto común de origen como lo es el

cerebro del hombre.

El cerebro del hombre, a pesar de su pequeño tamaño, es un componente de

características especiales tales como: aprendizaje continuo basado en la experiencia,

comprensión de diferentes tipos de información hasta la más difusa y complicada,

almacenamiento de información que puede ser utilizada para engranar nuevos

conocimientos. Estas características lo hacen extraordinariamente interesante, por lo que el

hombre ha realizado un sin fin de investigaciones para lograr reproducir esta genialidad en

un sistema artificial. Las Redes Neuronales Artificiales, Lógica Difusa y los Algoritmos

Genéticos son un ejemplo de este afán.

La inteligencia artificial es utilizada ya en muchos campos profesionales y

científicos: economía, medicina, electrónica, ingeniería de control, etc.

En el campo de la ingeniería de control tenemos principalmente: identificación de

procesos, simulación de la evolución dinámica de procesos y en el control de los mismos.

En el siguiente punto se muestra brevemente un ejemplo de la utilización del PLC

en la inteligencia artificial con Redes Neuronales.

5.14.1 EJEMPLO DE IMPLEMENTACIÓN DE UNA RED NEURONAL EN EL

PLC (MODELO NEURONAL DE UN INTERCAMBIADOR DE CALOR)

Para implementar el sistema se empleará un modelo neuronal como el mostrado en

la figura 17.



W1

b1

+Wn

bn

+

RS1 Sn

1 1

a1

an. . .

Figura 17. Modelo neuronal a implementar

f(.)Z -1

Z -1

Z -1

Z -1

Z -1

U(k)

y(k)

.

De donde f(.) esta representada por una red neuronal multicapa de la forma en que

se muestra en la figura 18 (obtenida por ensayo y error a partir de datos de entrada y salida)

y describirá, en este caso, las condiciones dinámicas del intercambiador de calor. U(k) e

y(k) es la entrada y salida respectivamente.

Figura 18. Red neuronal multicapa f(.)

La implementación del modelo de la red neuronal en el controlador lógico

programable (PLC) será a través de su software de programación en diagrama de escalera o

set de instrucciones, tomando como base: la entrada, la salida, pesos, suma ponderada de

las entradas y función de activación de la red neuronal.

La figura 19 muestra un esquema representativo de la implementación del modelo

neuronal del intercambiador de calor en el PLC:



Figura 19 Implementación de la red neuronal en el PLC

PROGRAMAESCALERADE LA REDNEURONAL

Z -1

Z -1

Z -1

Z -1

Z -1

PLC(SIMULADOR DEL INTERCAMBIADOR DE CALOR)

ENTRADA ALMODELO0 - 10 V

SALIDA DELMODELO0 - 10 V

Cabe destacar, que entre los requerimientos básicos que debe tener el PLC a utilizar,

en una aplicación como la anterior, tenemos: entradas y salidas analógicas, operaciones

aritméticas, buena resolución (32 bits) y manejo de punto flotante.

5.15 CAPACIDAD DE DIÁLOGO

Generalmente poseen puertos seriales RS 485 integrados para intercambio de datos con

elementos inteligentes.

Pueden formar una red transparente con autómatas iguales.

Arquitecturas distribuidas con otros PLC de orden superior con o sin programas

actuando como extensión de E / S o PLC esclavos. Si poseen programa intercambian datos

con palabras específicas.



Pueden intervenir en redes con protocolos de comunicación (p.e. Modbus o Uni-telway)

actuando como clientes o servidores. Esto permite también interactuar PLC de diferentes

marcas y aplicaciones de larga distancia (enlaces con RTU).

5.16 PASOS A SEGUIR EN UNA APLICACIÓN

A continuación se presentan una serie de pasos cuya aplicación no debe considerarse en

forma rígida, sino quedan sujetos a juicio del programador, esto basándose en su

experiencia o destreza.

1. - Describa las especificaciones del proceso, como existe actualmente o que

operaciones deben realizarse y en que orden.

2. - Asigne las entradas y salidas.

3. - Escriba las condiciones de "Activado" y "Desactivado" para cada salida

4. - Escriba el "Diagrama de escalera" para cada salida. Este representa en secuencia

correcta, todas las funciones requeridas.

5. - Escriba las instrucciones booleanas para el diagrama de escalera o codifique los

símbolos del diagrama en una forma que pueda ser introducida al PLC a través

del equipo de programación.

6. - Entre a la lógica del sistema. Transfiera estas instrucciones al PLC vía equipo de

programación.

7. - Pruebe el programa, usando un simulador de entradas simule las acciones de

entradas programadas para cada salida.

8. - Debut y vuelva a probar.

9.- Salvar el programa.

5.17 ALGUNOS FABRICANTES DE PLC

A continuación se presentan algunos fabricantes de PLC:

SIEMENS



ALLEN-BRADLEY

THOSIBA

GRUPO SCHNEIDER ELÉCTRIC

L G

ABB

MOOLLER

YOKOGAWA

5.18 EJERCICIOS DE APLICACIÓN

Para obtener un entrenamiento básico en el manejo y programación de los

controladores lógicos programable (PLC) se recomienda revisar las siguientes guías de

estudios:

• Ejercicios resueltos con Relé Inteligente Zelio Lógic

• Descripción básica y ejercicios resueltos con PLC TSX Nano

guia de estudio basica plc

Business