PLC Y LÓGICA CABLEADA

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Abstract— This paper presents an analysis of the different

methods used to control industrial processes such as wired logic

and PLC's. Presenting what are the principal main components,

characteristics and applications.

Resumen— Este documento presenta un análisis de los diferentes

métodos usados a nivel industrial para el control de procesos como la

lógica cableada y los PLC’s. Presentándose cuáles son sus principales

componentes, características y aplicaciones.

Palabras Claves— PLC, Lógica Cableada, Relé,

Contactores.

Index Terms— PLC, Wired Logic, Relay, Contactor.

I. INTRODUCCIÓN

n la actualidad los sistemas de control son de vital

importancia de los procesos industriales modernos y la

manufactura, debido a que dan un desempeño óptimo de

los sistemas dinámicos mejorando la producción,

disminuyendo la repetitividad y las operaciones rutinarias,

eliminando las probabilidades de error, entre otras cosas. Pero

para que un sistema de control sea óptimo es necesario dar

mucha importancia a la etapa de diseño e implementación del

sistema.

Por lo general todos los procesos industriales siguen una

secuencia fija de acciones que están determinadas por los

pasos que se deben realizar para el desarrollo de un proceso

determinado. Debido a se vio la necesidad de crear sistemas o

elementos que se encarguen de realizar, coordinar y controlar

esos pasos.

La lógica cableada surgió como la solución a este problema,

ya que mediante contactores, relés y otros dispositivos

permitían el control de procesos, a parte era económica. Solo

poseía un problema y era que para controlar otro proceso toca

realizar un nuevo diseño. Ante esta nueva problemática se

busco la creación de un dispositivo capaz de ser

reprogramable y que tuviera todos los elementos necesarios

para controlar un proceso surgiendo así los PLC’s.

II. PLC

A. Definición:

Los PLC’s o también conocidos como Controladores

Lógicos Programables, son sistemas digitales de operación

electrónicos, diseñados para usos en ambientes industriales,

los cuales poseen una memoria interna que es programable y

Manuscrito creado para la asignatura de Electiva I en manos del

docente Ing. Carlos Días Sáenz, Msc., para el día 14 de Abril de 2012.

D. Rojas, estudiante de Ingeniería Mecatrónica Universidad Autónoma del Caribe. (email: darm940@hotmail.com).

se usa para el almacenamiento de las instrucciones orientadas

por el usuario, las cuales pueden ser de tipo lógico, secuencial,

de conteo o aritméticas, con el objetivo de controlar mediante

unos periféricos de entrada y salida varios tipos de maquinas

o procesos. [1]

Figura 1. Sistema De Componentes Del PLC. [2]

La función del modulo de entrada es convertir las señales

de entrada en señales que puedan ser procesadas por el PLC y

pasarlas a la unidad de control central. El modulo de salida se

encarga de la operación contraria, es decir, convertir las

señales generadas por el PLC en señales aptas para el

accionamiento de actuadores. [1]

El procesamiento de las señales es efectuado por la unidad

central de control en concordancia con el programa alojado en

su memoria. [1]

B. Modos De Operación:

El PLC posee genéricamente cuatro modos de operación:

[3]

a. RUN

EL PLC ejecuta el programa introducido por el usuario

previamente, se realizan todos los pasos que este contenga.

b. STOP

El PLC ignora el programa del usuario y efectúa sus

programas internos. En este modo el usuario puede monitorear

y/o programar el PLC desde un PC.

c. ERROR

El PLC detiene la ejecución del programa de usuario,

debido a que sus programas internos encontraron un error de

programación o de hardware. Se inactivan todas las salidas,

entradas o procesos hasta que no se resuelva el problema.

d. POWER-ON

Este modo ocurre a partir del momento en que se energiza

el PLC. En este modo el PLC se auto configura y comprueba

el estado del sistema.

PLC Y LÓGICA CABLEADA

D. Rojas Méndez.

E

Programa PLC

Unidad Central De Control Modulo De Salida Modulo De Entrada

Sensores Actuadores

PLC Y LÓGICA CABLEADA

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C. Estructura Externa:

Figura 2. Estructura Externa. [4]

La estructura externa del PLC está compuesta por: [5]

a. Entradas Y Salidas Digitales

Permiten al PLC comunicarse con el medio circundante,

mediante la recepción de señales enviadas por sensores o

maquinas, y la generación se señales enviadas a los

actuadores. .

b. Fuente de Poder

Suministra los voltajes y corrientes necesarios para

alimentar tanto al PLC como a sus circuitos auxiliares. Suele

ser de 24 V.

c. Controles De Operario

Permiten al operario parar o continuar la ejecución del

programa. Incluye las indicaciones luminosas.

d. Interfaz De Programación

Permite la transferencia del programa desde un

programador o computador.

e. Módulos De Expansión

Permiten ampliar el número de entradas y salidas que posee

el PLC.

D. Estructura Interna:

Figura 3. Esquema estructura interna. [6]

La estructura interna del PLC está compuesta por: [7]

a. Unidad Central De Control

Lleva a cabo la mayoría de los procesos del sistema, su

desempeño depende del programa introducido por el usuario.

b. Memoria: Permite el almacenamiento de información del

sistema. La información contenida puede ser un programa o

datos.

c. Puertos

Permiten habilitar la comunicación de la CPU con otros

dispositivos distintos a las memorias. Las entras y salidas del

PLC están acopladas a los puertos de la CPU.

d. Módulos

Son puertos con mayor grado de sofisticación.

Generalmente trabajan de manera autónoma con poca

intervención de la CPU.

E. Programación:

La programación de los PLC suele hacerse mediante

lenguajes de programación los cuales pueden ser de tipo visual

o escrito. Los visuales son símbolos, graficas, mientras que los

escritos son un listado de sentencias. [8]

Tabla 1. Lenguajes de Programación para PLC. [9]

LENGUAJE CARACTERÍSTICAS EJEMPLOS TIPO NIVEL

Listas Lista De

Instrucciones

IL AWL STL

IL/ST

Escrito Bajo

Plano Diagrama Eléctrico

LADDER LD

KOP

Visual

Alto

Diagrama de Bloques

Funcionales Diagrama Lógico

FBD FBS FUD

Organigrama de Bloques

Secuenciales

Diagrama Algorítmico

AS SFC

PETRI GRAFCET

Otros Lenguajes usados en otras áreas de la computación

BASIC C

Escrito

III. LÓGICA CABLEADA

La lógica cableada industrial consiste en el diseño de

automatismos en el que, el tratamiento de datos y señales se

realiza mediante dispositivos como contactores auxiliares de

relés electromecánicos, contactores de potencia, relés

temporizados, diodos, relés de protección, válvulas oleo-

hidráulicas o neumáticas y otros componentes, y surgió como

un paso previo a la lógica programada. [10][11]

Mediante la lógica cableada los automatismos que se crean

son rígidos, es decir, que solo son capaces de realizar una serie

de tareas en forma secuencial sin tener la posibilidad de

cambiar algún parámetro o variable, por ende, cuando se desea

realizar otra tarea es necesario realizar un nuevo diseño.

[11][12]

PLC Y LÓGICA CABLEADA

3

A. Estados De Las Variables:

En la lógica cableada las variables operan de la misma

manera que en la lógica tradicional, es decir, que solo poseen

dos estados posibles “verdadero” o “Falso”. En donde

“Verdadero” es igual a un relé energizado o en ON, contacto

cerrado y “Falso” es igual a un relé desenergizado o en OFF,

contacto abierto. [11]

Tabla 2. Variables Lógicas Empleadas En La Lógica Cableada. [13]

LÓGICA CIRCUITO DIGITAL LÓGICA CABLEADA

FALSO 0

Contacto abierto

VERDADERO 1 Contacto cerrado

B. Montaje:

El montaje de la lógica cableada se realiza en gabinetes o

armarios estancos, donde sobre un fondo muerto o sobre rieles

verticales, conocidos como rack en inglés de 19”, se atornillan

en forma horizontal los llamados rieles asimétricos y

simétricos, donde se instalan los relés, fuentes de

alimentación, elementos de potencia como los contactores, y

protección como porta fusibles o llaves termo-magnéticas.

[11]

C. Señalización:

La señalización comprende la indicación de los estados de

marcha, parada, falla o defectos, posición de interruptores

abiertos o cerrados. Para lo cual suelen emplearse elementos

luminosos como lámparas incandescentes o LEDs. En los

autómatas de gran tamaño la alimentación utilizada para la

señalización es independiente de la utilizada para el mando,

ya que un cortocircuito provocado por un elemento de

señalización luminoso no debería dejar fuera de servicio el

autómata. [11]

D. Proceso Para La Implementación De La Lógica

Cableada:

El proceso que se debe implementar es como se sigue a

continuación. [11]

A. Plano: Consiste en la realización del diagrama

eléctrico. Se basa dos diagramas, el primero de

mando o control, en el que describen los

componentes necesarios para la puesta en marcha del

sistema, como interruptores, pulsadores, bobinas; y el

segundo circuito de potencia o fuerza que describe

las alimentaciones, contactores, relés y motores.

B. Funcionamiento: Consiste en la explicación del

funcionamiento del sistema y la forma en cómo se

relacionan los elementos.

C. Puesta En Marcha: Se realiza el montaje del circuito

y se prueba su correcto funcionamiento.

D. Materiales y Cotización: Se realiza una cotización de

los materiales y costos del trabajo.

IV. CONCLUSIÓN

Los diferentes procesos que se llevan actualmente en la

industria pueden ser controlados mediante diferentes

dispositivos o técnicas y para ello podemos utilizar la lógica o

los PLC’s. En donde el uso de uno o del otro dependerá como

tal de las características del proceso a controlar.

Que la lógica cableada en comparación con los PLC’s es

menos costosa, pero su implementación requiere más tiempo.

Que la lógica cableada requiere un nuevo diseño cada vez

que se añada una nueva etapa al proceso lo cual es engorroso,

mientras que el PLC puede ser reprogramado fácilmente.

Que actualmente las mayorías de las industrias utilizan

PLC’s para el control de sus procesos debido a su versatilidad

y fácil adaptación a cualquier sistema.

REFERENCIAS

[1] R. Bliesener, F, Ebel, C. Loffler, B. Plagemann, H. Regber, E. Terzi, A.

Winter. Programmable Logic Controllers. FESTO. Material De Estudio. Curso PLC I. Sena Virtual.

[2] Imagen tomada de: R. Bliesener, F, Ebel, C. Loffler, B. Plagemann, H.

Regber, E. Terzi, A. Winter. Programmable Logic Controllers. FESTO. Material De Estudio. Curso PLC I. Sena Virtual.

[3] PLCIs2. Material De Estudio. Curso PLC I. Sena Virtual. P.11.

[4] Imagen tomada de: Que Es Un PLC Avanzado? Recurso digital. Disponible en: http://www.rocatek.com/forum_plc2.php

[5] PLCIs2. Material De Estudio. Curso PLC I. Sena Virtual. P.13-22

[6] Imagen tomada de: PLCIs2. Material De Estudio. Curso PLC I. Sena Virtual. P.24

[7] PLCIs2. Material De Estudio. Curso PLC I. Sena Virtual. P.24-32.

[8] PLCIs3. Material De Estudio. Curso PLC I. Sena Virtual. P.3-8

[9] Tabla tomada de: PLCIs3. Material De Estudio. Curso PLC I. Sena

Virtual. P.6

[10] Recurso Digital: Universidad Nacional De Cuyo. Apuntes De Tecnología Del Control. Autor, Ing. J. Bucella. Disponible en:

http://tecnologia.mendoza.edu.ar/trabajos_profesores/buscella-

control/tc.pdf [11] Instalaciones Eléctricas En Baja Tensión. Sena Regional Cundinamarca.

Autor Desconocido. Disponible en:

http://www.slideshare.net/maodgsanty/guia-1-logica-cableada [12] Lógica Cableada – Enciclopedia Libre Wikipedia en Español– Autor

Desconocido “Comunidad de Autores”. Disponible en: http://es.wikipedia.org/wiki/L%C3%B3gica_cableada

[13] Tabla tomada de: Instalaciones Eléctricas En Baja Tensión. Sena

Regional Cundinamarca. Autor Desconocido. Disponible en: http://www.slideshare.net/maodgsanty/guia-1-logica-cableada

BIOGRAFÍAS

Danilo Alfonso Rojas Méndez, estudiante de

Ingeniería Mecatrónica Universidad Autónoma del

Caribe, Barranquilla, Atlántico. Cursos Sena Virtual (AutoCAD 2D y 3D, PLC I e Identificación y

análisis de circuitos integrados y compuertas

lógicas) Cursos Sena convenio UAC (Curso básico de las TIC para la docencia en ambientes virtuales)

(Email: darm940@hotmail.com) Cel.: 3002443554

Cód. 250910028