CONTROLADORES LGICOS PROGRAMABLES (PLC)

Segn lo define la Asociacin Nacional de Fabricantes Elctricos de los Estados Unidos un PLC Programable Logic Controller (Controlador Lgico Programable) es un dispositivo digital electrnico con una memoria programable para el almacenamiento de instrucciones, permitiendo la implementacin de funciones especficas como ser: lgicas, secuenciales, temporizadas, de conteo y aritmticas; con el objeto de controlar mquinas y procesos. Tambin se puede definir como un equipo electrnico, el cual realiza la ejecucin de un programa de forma cclica.

Seguidamente, la ejecucin del programa puede ser interrumpida momentneamente para realizar otras tareas consideradas ms prioritarias, pero el aspecto ms importante es la garanta de ejecucin completa del programa principal. Estos controladores son utilizados en ambientes industriales donde la decisin y la accin deben ser tomadas en forma muy rpida, para responder en tiempo real. Los PLC son utilizados donde se requieran tanto controles lgicos como secuenciales o ambos a la vez.

- Historia, evolucin y origen de los controladores lgicos programables (PLC):

Estos dispositivos se introdujeron por primera vez en la industria en la dcada de 1960 aproximadamente, por la necesidad de eliminar el gran costo que se produca al reemplazar el complejo sistema de control basado en rels y contactores. El problema de los rels radicaba en que cuando los requerimientos de produccin cambiaban tambin lo haca el sistema de control. Dado que los rels son dispositivos mecnicos y poseen una vida limitada se requera una estricta mantencin planificada. Por otra parte, a veces se deban realizar conexiones entre cientos o miles de rels, lo que implicaba un enorme esfuerzo de diseo y mantenimiento.

De acuerdo a lo anterior, se necesitaba implementar nuevos controladores que deban ser fcilmente programables por ingenieros de planta o personal de mantenimiento. Adems, el tiempo de vida deba ser prolongado y los cambios en el programa tenan que realizarse de forma sencilla. La solucin fue el empleo de una tcnica de programacin familiar y reemplazar los rels mecnicos por rels de estado slido. En el ao 1969 la Divisin Hydramatic de la General Motors, instal el primer PLC para reemplazar los sistemas inflexibles alambrados usados entonces en sus lneas de produccin.

De igual forma, a mediados de los 70, los microprocesadores convencionales cedieron la potencia necesaria para resolver de forma rpida y completa la lgica de los pequeos PLC. Por cada modelo de microprocesador haba un modelo de PLC basado en el mismo. No obstante, el modelo 2903 de AMD fue de los ms utilizados, y ya en 1971, estos nuevos dispositivos se extendan a otras industrias. Las habilidades de comunicacin comenzaron a aparecer en 1973.

En relacin a lo expuesto anteriormente, el primer sistema fue el bus Modicon (Modbus). El PLC poda ahora dialogar con otros similares y en conjunto podan estar aislados de las mquinas que controlaban. Tambin podan enviar y recibir seales de tensin variables, entrando en el mundo analgico. Desafortunadamente, la falta de un estndar acompaado con un continuo cambio tecnolgico ha hecho que la comunicacin de PLC's sea un gran ocano de sistemas fsicos y protocolos incompatibles entre s.

En el ao 1980, ya los componentes electrnicos permitieron un conjunto de operaciones en 16 bits, comparados con los 4 bits de la dcada de los 70, en un pequeo volumen, lo que los populariz en todo el mundo. En los aos 80, se produjo un intento de estandarizacin de las comunicaciones con el protocolo MAP (Manufacturing Automation Protocol) de General Motors. Tambin fue un tiempo en el que se redujeron las dimensiones del PLC y se pas a programar con programacin simblica a travs de ordenadores personales en vez de los clsicos terminales de programacin.

En 1997, las compaas United Utilities, de Canad, y Northern Telecom, de Inglaterra, presentaron al mercado una tecnologa que poda conseguir que el Internet fuera accesible desde la red elctrica: el PLC (Powerline Communications). Desde entonces, las compaas elctricas empezaron a pensar que podan sacar un mayor rendimiento a sus redes y han sido numerosas las iniciativas en el sector para llevar a cabo un despliegue masivo de este servicio de comunicaciones.

En el origen de esta nueva forma de comunicar est la compaa elctrica israel Nisko, desarrolladora del protocolo NISCOM de PLC. Otras empresas tambin se han puesto a la cabeza de la lucha por el mercado, como son las alemanas RWE y Polytrax y la japonesa Hitachi. Estos precursores del P.L.C. creen tener buenas condiciones para conseguir una porcin del negocio al lado de la competencia. Por otro lado, las grandes compaas tecnolgicas como 3Com, AMD, Cisco Systems, Compaq, Conexant, Enikia, Intel, Intellon, Motorola, Panasonic, Diamond Multimedia y RadioShack crearon la empresa HomePlug Powerline con la finalidad de crear conjuntamente, dispositivos y promover la rpida adopcin de esta tecnologa en los hogares de los cibernautas.

Hoy da el PLC ms pequeo es del tamao de un simple rel. A comienzo de los aos 90, aparecieron los microprocesadores de 32 bits con posibilidad de operaciones matemticas complejas, y de comunicaciones entre otros controladores lgicos programables de diferentes marcas y los que abrieron la posibilidad de fbricas completamente automatizadas con comunicacin a la Gerencia en "tiempo real". La dcada de los aos 90, mostr una gradual reduccin en el nmero de nuevos protocolos. Cabe destacar que, en la actualidad, los grandes competidores de los PLC son los ordenadores personales o PC, debido a las grandes posibilidades que stos pueden proporcionar, aunque los PLC con su reducido tamao y su gran versatilidad aun controlan el escenario industrial.

- Ventajas y desventajas de los P.L.C.:

Resulta importante mencionar que no todos los autmatas ofrecen las mismas ventajas sobre la lgica cableada, ello es debido, principalmente, a la variedad de modelos existentes en el mercado y las innovaciones tcnicas que surgen constantemente. Tales consideraciones obligan a referirse a las ventajas que proporciona un autmata de tipo medio.

Ventajas:

Menor tiempo empleado en la elaboracin de proyectos, debido a que no es necesario dibujar previamente el esquema de contactos, es preciso simplificar las ecuaciones lgicas, ya que por lo general la capacidad de almacenamiento del mdulo de memoria es lo suficientemente grande.

La lista de materiales queda sensiblemente reducida, y al elaborar el presupuesto correspondiente se eliminara parte del problema que supone el contar con diferentes proveedores, distintos plazos de entrega.

Posibilidad de introducir modificaciones sin cambiar el cableado ni aadir aparatos.

Mnimo espacio del tablero donde se instala el autmata programable.

Menor costo de mano de obra de la instalacin.

Economa de mantenimiento. Adems de aumentar la fiabilidad del sistema, al eliminar contactos mviles, los mismos autmatas pueden indicar y detectar averas.

Posibilidad de gobernar varias mquinas con un mismo autmata.

Menor tiempo para la puesta en funcionamiento del proceso al quedar reducido el tiempo de cableado.

Si por alguna razn la mquina queda fuera de servicio, el autmata sigue siendo til para otra mquina o sistema de produccin.

Desventajas:

En primer lugar, se necesitara un programador, lo que obliga a adiestrar a uno de los tcnicos en tal sentido. Esta capacitacin puede ser tomada en distintos cursos, inclusive en universidades.

El costo inicial de lo que implica automatizar una tarea con un PLC es muy elevado. sta es una clara desventaja.

- Tipos de PLC:

El parmetro indicador que habitualmente define un PLC es la clasificacin por cantidad de entradas y salidas (E/S), a pesar de su arbitrariedad. Los fabricantes ofrecen caractersticas tales como: la capacidad de memoria, operaciones aritmticas, en directa relacin a la cantidad de entradas y salidas que el controlador puede manejar. As, por ejemplo, suele haber una directa relacin entre la clasificacin de PLC como integrales, y los clasificados como micro PLC por la cantidad de E/S.

Cantidad de Entradas y Salidas: Una de las clasificaciones ms comunes de los PLC hace referencia en forma directa a la cantidad de entradas y salidas (E/S o I/O) de un PLC y nos dice que un PLC es considerado micro PLC cuando tienen menos de 64 E/S, pequeos cuando tienen menos de 256 E/S, medianos cuando tienen menos de 1024 E/S y grandes cuando tienen ms de 1024 E/S.

Estructura: Otras de las clasificaciones que se suelen hacer con respecto a los PLC son por su construccin. Estos pueden ser compactos o modulares. Un PLC es compacto cuando todas sus partes se encuentran en la misma caja, compartimiento o chasis tal y como se muestra en la figura 1.

Figura 1.- PLC compacto.

Los PLC compactos suelen ser los ms baratos y pequeos, pero tienen la desventaja de slo poder ampliarse con muy pocos mdulos. Un PLC es modular cuando se puede componer o armar en un bastidor o base de montaje, sobre el cual se instalan la CPU, los mdulos de entradas/salidas y los mdulos de comunicaciones si fueran necesarios, entre otros (figura 2).

Figura 2.- PLC modular.

La principal ventaja de un PLC modular es que el usuario puede componer su equipo como sea necesario, y luego puede ampliarlo si su aplicacin lo requiere. Tambin suelen poseer instrucciones ms complejas, un lenguaje de programacin ms potente y posibilidades de comunicaciones.

La desventaja es que suele ser un poco ms costoso y voluminoso que el integral. Algunos mdulos de E/S tienen forma de tarjetas con una bornera en el frente y un conector macho en su parte posterior. A estos mdulos muchas veces se los denomina tarjetas de entradas y/o salidas. Estos mdulos o tarjetas existen con distintos nmeros de entradas y/o salidas. Podemos encontrar entre 4, 8, o 16, puntos de entradas y/o salidas en la misma tarjeta. Algunas empresas tienen mdulos de alta densidad con 32 o ms puntos de E/S.

Algunos PLC modulares tienen en sus tarjetas o mdulos las borneras desmontables. Esto es particularmente til en caso de tener que reemplazar algunos de los mdulos. Pues no ser necesario recablear las entradas o salidas.

Estructura y componentes de un PLC:

La estructura bsica de un PLC est compuesta por:

La CPU.

Las interfases de entradas.

Las interfases de salidas.

Esta estructura se puede observar en la figura 3:

Figura 3.- Estructura y componentes de un PLC.

A continuacin se definirn y se describirn los componentes de la estructura bsica de un PLC atendiendo a lo plasmado en la figura 3.

Procesador: es el cerebro del PLC, el responsable de la ejecucin del programa desarrollado por el usuario.

Tareas Principales:

Ejecutar el programa realizado por el usuario.

Administracin de la comunicacin entre el dispositivo de programacin y la memoria, y entre el microprocesador y los bornes de entrada/ salida.

Ejecutar los programas de autodiagnsticos.

Para poder realizar todas estas tareas, el procesador necesita un programa escrito por el fabricante, llamado sistema operativo. Este programa no es accesible por el usuario y se encuentra grabado en una memoria que no pierde la informacin ante la ausencia de alimentacin, es decir, en una memoria no voltil.

Memoria: Los PLC tienen que ser capaces de almacenar y retirar informacin, para ello cuentan con memorias. Las memorias son miles de cientos de localizaciones donde la informacin puede ser almacenada. Estas localizaciones estn muy bien organizadas. En las memorias el PLC debe ser capaz de almacenar:

Datos del Proceso:

Seales de entradas y salidas.

Variables internas, de bit y de palabra.

Datos alfanumricos y constantes.

Datos de Control:

Instrucciones de usuario, programa.

Configuracin del autmata.

Tanto el sistema operativo como el programa de aplicacin, las tablas o registros de entradas/ salidas y los registros de variables o bits internos estn asociados a distintos tipos de memoria. La capacidad de almacenamiento de una memoria suele cuantificarse en bits, bytes (grupo de 8 bits), o words (grupo de 16 bits) Un bit es una posicin de memoria que puede tomar valor 0 1:

Un byte son 8 posiciones de memoria agrupadas:

Una palabra o word son 16 posiciones de memoria agrupadas:

El sistema operativo viene grabado por el fabricante. Como debe permanecer inalterado y el usuario no debe tener acceso a l, se guarda en una memoria como las ROM (Read Only Memory), que son memorias cuyo contenido no se puede alterar inclusive con ausencia de alimentacin.

Tipos de memoria:

La memoria de datos: Tambin llamada tabla de registros, se utiliza tanto para grabar datos necesarios a los fines de la ejecucin del programa, como para almacenar datos durante su ejecucin y/o retenerlos luego de haber terminado la aplicacin. Este tipo de memorias contiene la informacin sobre el estado presente de los dispositivos de entrada y salida. Si un cambio ocurre en los dispositivos de entrada o salida, ese cambio ser registrado inmediatamente en esta memoria.

En resumen, esta memoria es capaz de guardar informacin originada en el microprocesador incluyendo: tiempos, unidades de conteo y rels internos. En la figura 4 se puede ver como los terminales de entrada o de salida estn relacionados con una localizacin especfica en el registro de entradas/ salidas.

Figura 4.- Memoria de datos.

Los bornes de conexin de los PLC tienen la misma identificacin que la direccin de los registros. Por ejemplo, los bornes de la entrada 001 estn relacionados con el lugar de la memoria de datos que se encuentra en la palabra 00, bit 01. Como puede verse, esta codificacin asigna a una nica entrada o salida, una terminal y consecuentemente un dispositivo de entrada o salida.

Memoria del usuario: Es la memoria utilizada para guardar el programa. El programa construido por el usuario debe permanecer estable durante el funcionamiento del equipo, adems debe ser fcil de leer, escribir o borrar. Por eso es que se usa para su almacenamiento memorias tipo RAM, o EEPROM.

Cabe destacar que, a estas memorias se la llama memoria del usuario o memoria de programa. En el caso de usar memorias tipo RAM ser necesario tambin el uso de pilas, ya que este tipo de memoria se borra con la ausencia de alimentacin. En el caso de usar memorias EEPROM la informacin no se pierde al quitar la alimentacin.

Figura 5.- Representacin de las memorias en un PLC.

Entradas y salidas:

Dispositivos de entrada: Los dispositivos de entrada y salida son aquellos equipos que intercambian (o envan) seales con el PLC. Cada dispositivo de entrada es utilizado para conocer una condicin particular de su entorno, como temperatura, presin, posicin, entre otras.

Entre estos dispositivos se pueden encontrar:

Sensores inductivos magnticos, pticos, pulsadores, termocuplas, termoresistencias, encoders, etc.

Dispositivos de salida: Los dispositivos de salida son aquellos que responden a las seales que reciben del PLC, cambiando o modificando su entorno.

Entre los dispositivos tpicos de salida podemos hallar:

Contactores de motor.

Electrovlvulas.

Indicadores luminosos o simples rels.

Generalmente los dispositivos de entrada, los de salida y el microprocesador trabajan en diferentes niveles de tensin y corriente. En este caso las seales que entran y salen del PLC deben ser acondicionadas a las tensiones y corrientes que maneja el microprocesador, para que ste las pueda reconocer. sta es la tarea de las interfases o mdulos de entrada o salida. Las entradas se pueden clasificar en:

Entradas Digitales: tambin llamadas binarias u on-off, son las que pueden tomar slo dos estados: encendido o apagado, estado lgico 1 0. Los mdulos de entradas digitales trabajan con seales de tensin. Cuando por un borne de entrada llega tensin, se interpreta como 1 y cuando llega cero tensin se interpreta como 0. Existen mdulos o interfases de entradas de corriente continua para tensiones de 5, 12, 24 48 Vcc y otros para tensin de110 220 Vca.

Figura 6.- Representacin de entradas digitales.

Los PLC modernos tienen mdulos de entrada que permiten conectar dispositivos con salida PNP o NPN en forma indistinta (figura 7). La diferencia entre dispositivos con salida PNP o NPN es como la carga (en este caso la carga es la entrada del PLC) est conectada con respecto al neutro o al positivo.

Figura 7.- Entrada de comn positivo o negativo estndar.

Las seales digitales en contraste con las seales analgicas no varan en forma continua, sino que cambian en pasos o en incrementos discretos en su rango. La mayora de las seales digitales utilizan cdigos binarios o de dos estados. Las entradas discretas, tanto las de la corriente continua como las de la corriente alterna, estn compuestas por una estructura tpica que se puede separar en varios bloques tal y como se muestra a continuacin:

Figura 8.- Estructura tpica de las entradas discretas.

Rectificador: en el caso de una entrada de corriente alterna, convierte laseal en continua. En el caso de una seal de corriente continua, impide daos por inversin de polaridad.

Acondicionador de seal: elimina los ruidos elctricos, detecta los niveles de seal para los cuales conmuta el estado lgico, y lleva la tensin al nivel manejado por la CPU.

Indicador de estado: en la mayora de los PLC existe un indicador luminoso por cada entrada. Este indicador (casi siempre un LED) se encender con la presencia de tensin en la entrada y se apagar en caso contrario.

Aislacin: en la mayora de los PLC las entradas se encuentran aisladas para que, en caso de sobretensiones externas, el dao causado no afecte ms que a esa entrada, sin perjudicar el resto del PLC.

Circuito lgico de entrada: es el encargado de informar a la CPU el estado de la entrada cuando ste lo interrogue.

Cuando la seal llega hasta los bornes del PLC tiene que atravesar todos estos bloques. Recorrer este camino le lleva un tiempo que es llamado: tiempo de respuesta de la entrada. Un aspecto a analizar es el mnimo tiempo de permanencia o ausencia de una seal requerido para que el PLC la intrprete como 0 1. Si una variable de proceso pasa al estado lgico 1, y retorna al estado 0 en un tiempo inferior al tiempo de respuesta de la entrada, es posible que le PLC no llegue a leerla.

Entradas Analgicas: estos mdulos o interfases admiten como seal de entrada valores de tensin o corriente intermedios dentro de un rango, que puede ser de 4-20 mA, 0-5 VDC o 0-10 VDC, convirtindola en un nmero. Este nmero es guardado en una posicin de la memoria del PLC.

Los mdulos de entradas analgicas son los encargados de traducir una seal de tensin o corriente proveniente de un sensor de temperatura, velocidad, aceleracin, presin, posicin, o cualquier otra magnitud fsica que se quiera medir en un nmero para que el PLC la pueda interpretar. En particular es el conversor analgico digital (A/D) el encargado de realizar esta tarea. Una entrada analgica con un conversor A/D de 8 bits podr dividir el rango de la seal de entrada en 256 valores (28). En la medida que el conversor A/D tenga mayor nmero de bits ser capaz de ver o reconocer variaciones ms pequeas de la magnitud fsica que estamos observando.

Figura 9.- Seales analgicas.

Los mdulos de salida digital permiten al autmata programable actuar sobre elementos que admitan rdenes de tipo prendido - apagado, todo o nada u on - off. El valor binario de las salidas digitales se convierte en la apertura o cierre de un rel interno del autmata, en el caso de mdulos de salidas a rel. Existe una gran cantidad de mdulos de salida discreta, todos ellos con la misma estructura que se presenta a continuacin:

Figura 10.- Estructura tpica de las salidas discretas.

Circuitos lgicos de salida: es el receptor de la informacin enviada por la CPU.

Aislacin: cumple la misma funcin que en las interfases de entrada.

Indicador de estado: tambin tiene la misma funcin que en la entrada.

Circuitos de conexin: esta compuesto por el elemento de salida al campo que maneja la carga conectada por el usuario. Existen tres tipos de circuitos de conexin que se describirn ms adelante.

Proteccin: son internas al PLC y pueden ser fusibles en serie con los contactos de salida, alguna proteccin electrnica por sobrecarga, o algn circuito RC. Recordar que en caso de que ms de una salida use un solo borne de referencia, es ste el que lleva asociada la proteccin. Por lo cual si esta proteccin acta dejarn de funcionar todas las salidas asociadas a ese borne comn.

Tiempo de respuesta de la salida: al igual que en las entradas, se denomina tiempo de respuesta de la salida al tiempo que tarda una seal para pasar por todos los bloques. Existen cuatro posibilidades para el circuito de conexin de una salida:

1. Salida a rel: Es una de las ms usuales. Con ellos es posible conectar tanto cargas de corriente alterna como continua. Suelen soportar hasta 2A de corriente. Una buena prctica en la instalacin es verificar que la corriente mxima que consume la carga est dentro de las especificaciones de la salida del PLC.

Los tiempos de conmutacin de estos tipos de salidas llegan a los 10 mseg. Tanto para la conexin como para la desconexin. Algunas cargas son muy problemticas, por ejemplo las cargas inductivas, que tienen la tendencia a devolver corriente al circuito cuando son conectadas. Siendo la corriente estimada en unas 30 veces a la corriente de consumo nominal. Esto genera picos de voltaje que pueden daar la salida a la que esta conectada la carga. Para minimizar estos riesgos se utilizan comnmente diodos, varistores u otros circuitos de proteccin.

Figura 11.- Contacto de salidas de rel.

2. Salidas a transistor: Slo son capaces de operar con corriente continua, de baja potencia (hasta 0,5 A). Pero tienen tiempos de conmutacin que rondan el milisegundo y una vida til mucho mayor que la de los rels. En este tipo de salida el transistor es el encargado de conectar la carga externa cuando el programa lo indique.

Figura 12.- Contacto de salidas de comn positivo de transistor.

3. Salidas por triac: Manejan corrientes alternas. Al igual que los transistores, por ser semiconductores tienen una vida til mucho mayor que la del rel, que es un elemento electromecnico.

4. Salidas analgicas: Los mdulos de salida analgica permiten que el valor de una variable numrica interna del autmata se convierta en tensin o corriente.

Internamente en el PLC se realiza una conversin digital analgica (D/A), puesto que el autmata slo trabaja con seales digitales. Esta conversin se realiza con una precisin o resolucin determinada (nmero de bits) y en un intervalo determinado de tiempo (perodo muestreo)

Esta tensin o intensidad puede servir de referencia de mando para actuadores que admitan mando analgico, como pueden ser las vlvulas proporcionales, los variadores de velocidad, las etapas de los tiristores de los hornos, los reguladores de temperatura, etc. Permitiendo al autmata realizar funciones de regulacin y control de procesos continuos.

Alimentacin:

La fuente de alimentacin proporciona las tensiones necesarias para el funcionamiento de los distintos circuitos del sistema. La alimentacin a la CPU frecuentemente es de 24 Vcc, o de 110/220 Vca. En cualquier caso es la propia CPU la que alimenta las interfaces conectadas a travs del bus interno.

La alimentacin a los circuitos E/S puede realizarse, en alterna a 48/110/220 Vca o en continua a 12/24/48 Vcc. Equipos o Unidades de programacin El autmata debe disponer de alguna forma de programacin, la cual se suele realizar empleando algunos de los siguientes elementos:

Unidad de programacin: Suele ser en forma de calculadora. Es la forma bsica de programar el autmata, y se suele reservar para pequeas modificaciones del programa o la lectura de datos en el lugar de colocacin del autmata.

Figura 13.- Unidad de programacin.

Consola de programacin: Es un terminal a modo de ordenador que proporciona una forma ms favorable de realizar el programa de usuario y observar parmetros internos del autmata.

PC: Es la forma ms cmoda empleada en la actualidad. Permite programar desde un ordenador personal estndar, con todo lo que ello supone: herramientas ms potentes, posibilidad de almacenamiento en soporte magntico, impresin, transferencia de datos, monitorizacin mediante software SCADA, entre otros.

Figura 14.- Software y PC de los PLC.

- Lenguaje de programacin de los PLC:

Cuando se habla de los lenguajes de programacin se hace referencia a diferentes formas de poder escribir el programa usuario. Los softwares actuales permiten traducir el programa usuario de un lenguaje a otro, pudiendo as escribir el programa en el lenguaje que ms convenga. La creciente complejidad en la programacin de los autmatas programables requiere ms que nunca de la estandarizacin de la misma; por tanto, bajo la direccin del IEC el estndar IEC 1131-3 (IEC 65) para la programacin de PLC, ha sido definida la misma. Alcanz el estado de estndar internacional en agosto de 1992. Con la idea de hacer el modelo adecuado para un gran abanico de aplicaciones, cinco lenguajes han sido definidos en total:

Grfico secuencial de funciones (Grafcet):

Lista de instrucciones.

Texto estructurado.

Diagrama de flujo.

Diagrama de contactos o Lgica de Escalera o Ladder Logic.

No obstante, los lenguajes de programacin ms empleados en la actualidad son: el listado de instrucciones y el esquema de contactos o Ladder Logic.

Diagrama de Contactos o Lgica de Escalera: Tradicionalmente los diagramas de lgica de escalera estn compuestos por dos lneas verticales que representan las lneas de alimentacin, mientras que los renglones contienen los cableados, los arreglos de contactos y las bobinas de rels. En los PLC, los diagramas de Lgica de Escalera o Ladder Logic son una manera fcil de dibujar los programas. Una ventaja importante es que los smbolos bsicos estn normalizados segn NEMA y son empleados por todos los fabricantes. En la tabla 1 se puede ver una comparacin entre lo que significa los dibujos para la antigua lgica de escalera y para la moderna programacin de un PLC.

Tabla 1.- Comparacin de los diagramas Ladder o de escalera.

Cada contacto y cada bobina del rel representan una localizacin en el registro de entradas o salidas. Debe quedar claro que los dibujos slo representan rels que no existen fsicamente. El smbolo de una bobina del rel representa un bit del registro de las salidas, que podr estar encendido (puesto en 1) o apagado (puesto en 0) durante la ejecucin del programa.

Cada rengln o peldao del diagrama de lgica de escalera del PLC corresponde a un conjunto de instrucciones para el PLC, ese conjunto de instrucciones le dir al PLC que hacer en respuesta al estado de las entradas (contactos) ver figura 15.

Figura 15.- Peldao o escaln del diagrama de lgica de escalera del PLC.

Algunos smbolos usados: Como se sabe, existen dos smbolos para la programacin de PLC: uno para representar contactos normalmente abiertos y otro para representar contactos normalmente cerrados. Estos contactos pueden representar entradas, salidas o variables internas, es decir, un bit del registro de entradas, o bits del registro de salida, o de los bits internos o auxiliares, tambin llamados rels internos o auxiliares.

Una forma conveniente de ver estos contactos en un programa es pensarlos como una instruccin que examina si esa entrada est encendida o si est apagada, o dicho de otra forma examina si el bit que representa esa entrada est encendido o apagado. Un contacto normalmente abierto representa una interrogacin por si un bit est encendido y un contacto normalmente cerrado representa una interrogacin por si un bit est apagado. Una condicin de verdadero o falso es otorgada al contacto si el PLC encuentra la requerida condicin de bit. Si el PLC encuentra una condicin de verdadero para todos los contactos del rengln, el bit de salida es encendido o apagado segn lo indique el smbolo de esa salida, en la tabla 2 se muestra lo anterior explicado.

Tabla 2.- Actuacin del PLC de acuerdo al tipo de contacto.

Un contacto de entrada (salida, variable interna) NA (normalmente abierto) hace que el PLC revise en el registro de las entradas (salidas o variables internas) si esa entrada en particular se encuentra activa o encendida. Si el PLC encuentra la entrada activa permitir la continuidad a travs de ese contacto, en particular en el programa lgico realizado por el usuario.

De forma similar un contacto de entrada (salida o variable interna) NC hace que el PLC revise en el registro de las entradas (salidas o variables internas) si esa en particular se encuentra inactiva o desactivada. Esto es, que el PLC revisa a esa localizacin en el registro de las entradas para ver si est desactivada. De ser cierto, el PLC permite la continuidad a travs de ese contacto en el programa del usuario.

Cuando el smbolo del contacto NA representa una localizacin en el registro de las salidas, nos provee un reporte del estado del dispositivo de salida. Un contacto de salida NA hace que el PLC revise esa direccin de salida en particular. El contacto de salida tendr continuidad si la salida est encendida, pero mostrar discontinuidad si la salida est apagada.

Un contacto de salida NC hace que el PLC revise esa direccin de salida en particular. El contacto de salida tendr continuidad si la salida est apagada, pero mostrar discontinuidad si la salida est encendida. El smbolo ms usado para representar las salidas es el de la bobina de un rel. Estos smbolos no son bobinas reales, sino que son dibujos utilizados para graficar la localizacin de una salida en el registro de las salidas.

Para las lneas de funciones ms complejas como temporizadores, registros de desplazamiento, etc., se emplea el formato de bloques. stos no estn estandarizados, aunque guardan una gran similitud entre s para distintos fabricantes y resultan mucho ms expresivos que si se utiliza para el mismo fin el lenguaje en lista de instrucciones.

Listado de instrucciones o mnemnico: Utiliza instrucciones derivadas de las operaciones del lgebra de Boole, combinadas con otras que permiten representar funciones como temporizadores, contadores, movimientos de datos en la memoria y clculos (suma, resta, multiplicacin, divisin, raz cuadrada, clculo de porcentaje, cambios en el sistema de numeracin, etc.)

Cada instruccin est formada por un mnemnico o cdigo, (abreviatura que representa una funcin), y uno o varios argumentos (variables que indican la direccin de memoria sobre la que se va a trabajar). Como puede imaginarse existe una equivalencia o correspondencia entre la lgica de escalera y el listado de instrucciones. En muchos PLC esta equivalencia se puede ver en forma inmediata slo con activar un icono de la pantalla de programacin.

Diagramas de funciones: El diagrama de funciones (function block diagram o FBD) es un lenguaje grfico que permite programar elementos que aparecen como bloques para ser cableados entre si de forma anloga al esquema de un circuito. El uso de FBD es adecuado para muchas aplicaciones que involucren el flujo de informacin o datos entre componentes de control.

Texto estructurado: El texto estructurado (structured text o ST) es un lenguaje de alto nivel estructurado por bloques que posee una sintaxis parecida al PASCAL. El ST puede ser empleado para realizar rpidamente sentencias complejas que manejen variables con un amplio rango de diferentes tipos de datos, incluyendo valores analgicos y digitales. Tambin se especifica tipos de datos para el manejo de horas, fechas y temporizaciones, algo importante en procesos industriales. El lenguaje posee soporte para bucles como REPEAR UNTIL, ejecuciones condicionales empleando sentencias IF-THEN-ELSE y funciones como SQRT() y SIN().

Grafcet: El grfico secuencial de funciones (SFC o Grafcet) es un lenguaje grfico que proporciona una representacin en forma de diagrama de las secuencias del programa. Soporta selecciones alternativas de secuencia y secuencias paralelas. Los elementos bsicos son pasos y transiciones. Los pasos consisten en piezas de programas que son inhibidas hasta que una condicin especificada por las transiciones es conocida. Como consecuencia de que las aplicaciones industriales funcionan en forma de pasos, el SFC es la forma lgica de especificar y programar el ms alto nivel de un programa para PLC.