1. El Corazón del Sistema: La CPU
La Unidad Central de Procesamiento (CPU) es el cerebro del PLC. Su función principal es leer el estado de las entradas, ejecutar el programa cargado en memoria y actualizar las salidas. No todos los procesadores son iguales; su elección depende de la complejidad de la lógica y la rapidez necesaria.
Ciclo de Scan (Barrido)
El funcionamiento de un PLC es cíclico y consta de cuatro etapas principales:
- Autodiagnóstico: Verificación interna del hardware y estado de la batería.
- Lectura de Entradas: Se copia el estado físico de los sensores a una tabla de memoria imagen.
- Ejecución del Programa: Se resuelve la lógica (instrucciones) paso a paso.
- Escritura de Salidas: Se transfieren los resultados de la memoria a los actuadores físicos.
2. Gestión de Memoria
A diferencia de un PC convencional, la memoria en un PLC está rígidamente estructurada para garantizar que no se pierdan datos críticos en caso de fallo eléctrico.
| Tipo de Memoria | Función Principal |
|---|---|
| Memoria de Programa | Almacena el código (Ladder, Texto estructurado, etc.) introducido por el usuario. |
| Memoria de Datos | Guarda variables dinámicas, temporizadores y contadores durante la ejecución. |
| Memoria Retentiva | Área especial protegida por batería o EEPROM que mantiene valores tras un apagado. |
| Imagen de E/S | Mapa temporal de los estados de entrada y salida para acelerar el procesamiento. |
3. Entradas y Salidas (I/O)
Son los puntos de conexión con el "mundo real". Es vital distinguir entre señales digitales (discretas) y analógicas (continuas).
Módulos típicos de E/S: Digitales (24V) y Analógicas (4-20mA).
Configuración Eléctrica: SINK vs SOURCE
Uno de los errores más comunes en la planificación es no coincidir la lógica del PLC con la del sensor:
- PNP (Source): El PLC recibe una señal positiva (+VDC) del sensor para activar la entrada.
- NPN (Sink): El PLC recibe una señal de masa (0V/GND) para activar la entrada.
4. Grado de Protección y Robustez
Los PLC están diseñados para trabajar en entornos con ruido electromagnético, polvo y humedad. La especificación técnica IP (Ingress Protection) define su resistencia:
- IP20: Protección contra dedos, pero sin protección contra agua (común en PLC de carril DIN dentro de cuadros).
- IP65/67: Protegidos contra chorros de agua y polvo (PLC para montaje directo en maquinaria).
En este vídeo se analizan las partes físicas y las características eléctricas internas que debes considerar antes de comprar un equipo.
Ver Videotutorial en YouTube5. Clasificación según Arquitectura
Para la planificación de un sistema, debemos elegir la forma física del equipo:
A. PLC Compactos
La CPU, la fuente y las E/S están en una sola carcasa. Son económicos y ocupan poco espacio, pero tienen expansión limitada. Ideales para máquinas pequeñas.
B. PLC Modulares
Se componen de un rack o bastidor donde se insertan tarjetas según sea necesario. Ofrecen máxima flexibilidad y facilidad de mantenimiento (se puede cambiar solo un módulo averiado).
Diferencia visual entre un PLC compacto (izq) y uno modular de alta gama (der).
6. Evaluación de Conocimientos
📝 Caso Práctico de Planificación:
Necesitas diseñar el control de una cinta transportadora que operará en una planta química con alta humedad y requiere 40 entradas digitales. El presupuesto permite futuras ampliaciones.
¿Qué combinación técnica es la más lógica?