Un controlador lógico programable ( PLC ) o controlador programable es una computadora industrial que ha sido reforzada y adaptada para el control de procesos de fabricación, como líneas de montaje , máquinas, dispositivos robóticos o cualquier actividad que requiera alta confiabilidad, facilidad de programación y diagnóstico de fallas de proceso.
Los PLC pueden variar desde pequeños dispositivos modulares con decenas de entradas y salidas (E/S) , en una carcasa integrada con el procesador, hasta grandes dispositivos modulares montados en bastidor con miles de E/S, y que a menudo están conectados en red a otros sistemas PLC y SCADA . [1] Pueden diseñarse para muchas disposiciones de E/S digitales y analógicas, rangos de temperatura extendidos, inmunidad al ruido eléctrico y resistencia a la vibración y al impacto.
Los PLC se desarrollaron por primera vez en la industria de fabricación de automóviles para proporcionar controladores flexibles, resistentes y fácilmente programables que reemplazaran los sistemas lógicos de relé cableados . Dick Morley , quien inventó el primer PLC, el Modicon 084, para General Motors en 1968, es considerado el padre del PLC.
Un PLC es un ejemplo de un sistema de tiempo real estricto, ya que los resultados de salida deben producirse en respuesta a las condiciones de entrada dentro de un tiempo limitado; de lo contrario, puede producirse un funcionamiento no deseado. Los programas para controlar el funcionamiento de la máquina suelen almacenarse en una memoria no volátil o con respaldo de batería .
El PLC se originó a fines de la década de 1960 en la industria automotriz en los EE. UU. y fue diseñado para reemplazar los sistemas lógicos de relé. [2] Antes, la lógica de control para la fabricación estaba compuesta principalmente por relés , temporizadores de levas , secuenciadores de tambor y controladores de circuito cerrado dedicados . [3]
La naturaleza cableada de estos componentes dificultaba que los ingenieros de diseño pudieran alterar el proceso de automatización. Los cambios requerían recablear y actualizar cuidadosamente la documentación. La resolución de problemas era un proceso tedioso. [4] Cuando las computadoras de uso general estuvieron disponibles, pronto se aplicaron a la lógica de control en procesos industriales. Estas primeras computadoras no eran confiables [5] y requerían programadores especializados y un control estricto de las condiciones de trabajo, como la temperatura, la limpieza y la calidad de la energía. [6]
El PLC ofrecía varias ventajas sobre los sistemas de automatización anteriores. Estaba diseñado para tolerar mejor el entorno industrial que los sistemas destinados al uso en oficinas, era más fiable, compacto y requería menos mantenimiento que los sistemas de relés. Se podía ampliar fácilmente con módulos de E/S adicionales. Mientras que los sistemas de relés requerían cambios de hardware tediosos y a veces complicados en caso de reconfiguración, un PLC se puede reconfigurar cargando código nuevo o modificado. Esto permitía una iteración más sencilla sobre el diseño del proceso de fabricación. Con un lenguaje de programación simple centrado en la lógica y las operaciones de conmutación, era más fácil de usar que las computadoras que utilizaban lenguajes de programación de propósito general . Los primeros PLC se programaban en lógica de escalera , que se parecía mucho a un diagrama esquemático de lógica de relés . También permitía supervisar su funcionamiento. [7] [8]
En 1968, GM Hydramatic, la división de transmisión automática de General Motors , emitió una solicitud de propuestas para un reemplazo electrónico de los sistemas de relé cableados basándose en un informe técnico escrito por el ingeniero Edward R. Clark. La propuesta ganadora provino de Bedford Associates de Bedford, Massachusetts . El resultado, construido en 1969, fue el primer PLC y se denominó 084 , porque era el proyecto número ochenta y cuatro de Bedford Associates. [9] [10]
Bedford Associates inició una empresa dedicada a desarrollar, fabricar, vender y dar servicio a este nuevo producto, al que llamaronModicon (que significa controlador digital modular). Una de las personas que trabajó en ese proyecto fueDick Morley, considerado el padre del PLC.[11]La marca Modicon se vendió en 1977 aGould Electronicsy más tarde aSchneider Electric, su actual propietario.[10]Casi al mismo tiempo, Modicon creóModbus, un protocolo de comunicaciones de datos utilizado con sus PLC. Desde entonces, Modbus se ha convertido en un protocolo abierto estándar que se utiliza comúnmente para conectar muchos dispositivos eléctricos industriales.[12]
Uno de los primeros modelos 084 construidos se exhibe actualmente en las instalaciones de Schneider Electric en North Andover, Massachusetts . Fue presentado a Modicon por GM cuando la unidad fue retirada después de casi veinte años de servicio ininterrumpido. Modicon utilizó el nombre 84 al final de su gama de productos hasta después de que apareciera el 984. [13]
En un desarrollo paralelo, Odo Josef Struger también es conocido a veces como el "padre del controlador lógico programable". [11] Estuvo involucrado en la invención del controlador lógico programable Allen-Bradley [14] [15] [16] y se le atribuye la creación del acrónimo PLC. [11] [14] Allen-Bradley (ahora una marca propiedad de Rockwell Automation ) se convirtió en un importante fabricante de PLC en los Estados Unidos durante su mandato. [17] Struger jugó un papel de liderazgo en el desarrollo de los estándares del lenguaje de programación PLC IEC 61131-3 . [11]
Muchas de las primeras aplicaciones de programación de PLC no eran capaces de representar gráficamente la lógica, por lo que se representaba en su lugar como una serie de expresiones lógicas en algún tipo de formato booleano, similar al álgebra de Boole . A medida que evolucionaron los terminales de programación, debido a que la lógica de escalera era un formato familiar utilizado para paneles de control electromecánicos, se volvió más común su uso. Existen formatos más nuevos, como la lógica de estados, [18] los diagramas de bloques de funciones y el texto estructurado . La lógica de escalera sigue siendo popular porque los PLC resuelven la lógica en una secuencia predecible y repetitiva, y la lógica de escalera permite a la persona que escribe la lógica ver cualquier problema con la sincronización de la secuencia lógica más fácilmente de lo que sería posible en otros formatos. [19]
Hasta mediados de la década de 1990, los PLC se programaban utilizando paneles de programación propietarios o terminales de programación de propósito especial , que a menudo tenían teclas de función dedicadas que representaban los diversos elementos lógicos de los programas de PLC. [9] Algunos terminales de programación propietarios mostraban los elementos de los programas de PLC como símbolos gráficos, pero las representaciones de caracteres ASCII simples de contactos, bobinas y cables eran comunes. Los programas se almacenaban en cartuchos de cinta de casete . Las instalaciones para impresión y documentación eran mínimas debido a la falta de capacidad de memoria. Los PLC más antiguos usaban memoria de núcleo magnético . [20]
Un PLC es un controlador industrial basado en microprocesador con memoria programable que se utiliza para almacenar instrucciones de programa y varias funciones. [21] Consiste en:
Los PLC requieren un dispositivo de programación que se utiliza para desarrollar y posteriormente descargar el programa creado en la memoria del controlador. [22]
Los PLC modernos generalmente contienen un sistema operativo en tiempo real , como OS-9 o VxWorks . [23]
Existen dos tipos de diseño mecánico para los sistemas PLC. Una caja única (también llamada ladrillo ) es un pequeño controlador programable que acomoda todas las unidades e interfaces en una carcasa compacta, aunque, por lo general, hay disponibles módulos de expansión adicionales para entradas y salidas. El segundo tipo de diseño, un PLC modular , tiene un chasis (también llamado bastidor ) que proporciona espacio para módulos con diferentes funciones, como fuente de alimentación, procesador, selección de módulos de E/S e interfaces de comunicación, que se pueden personalizar para la aplicación particular. [24] Un solo procesador puede administrar varios bastidores y puede tener miles de entradas y salidas. Se utiliza un enlace de E/S serial especial de alta velocidad o un método de comunicación comparable para que los bastidores se puedan distribuir lejos del procesador, lo que reduce los costos de cableado para plantas grandes. [ cita requerida ]
Las señales discretas (digitales) solo pueden tomar valores de encendido o apagado (1 o 0, verdadero o falso ). Algunos ejemplos de dispositivos que proporcionan una señal discreta son los interruptores de límite , los sensores fotoeléctricos y los codificadores . [25]
Las señales analógicas pueden utilizar voltaje o corriente que sea proporcional al tamaño de la variable monitoreada y puede tomar cualquier valor dentro de su escala. La presión, la temperatura, el flujo y el peso a menudo se representan mediante señales analógicas. Estos suelen interpretarse como valores enteros con varios rangos de precisión según el dispositivo y la cantidad de bits disponibles para almacenar los datos. [25] Por ejemplo, una entrada de bucle de corriente analógica de 0 a 10 V o 4-20 mA se convertiría en un valor entero de 0 a 32.767. El PLC tomará este valor y lo transpondrá a las unidades deseadas del proceso para que el operador o el programa puedan leerlo. La integración adecuada también incluirá tiempos de filtro para reducir el ruido, así como límites altos y bajos para informar fallas. Las entradas de corriente son menos sensibles al ruido eléctrico (por ejemplo, de soldadores o arranques de motores eléctricos) que las entradas de voltaje. La distancia desde el dispositivo y el controlador también es una preocupación, ya que la distancia máxima de recorrido de una señal de 0-10 V de buena calidad es muy corta en comparación con la señal de 4-20 mA. [ cita requerida ] La señal de 4-20 mA también puede informar si el cable está desconectado a lo largo del camino, ya que una señal <4 mA indicaría un error. [ cita requerida ]
Algunos procesos especiales necesitan funcionar de forma permanente con un mínimo de tiempo de inactividad no deseado. Por lo tanto, es necesario diseñar un sistema que sea tolerante a fallos y capaz de manejar el proceso con módulos defectuosos. En tales casos, para aumentar la disponibilidad del sistema en caso de fallo de un componente de hardware, se pueden añadir a la configuración de hardware módulos de E/S o CPU redundantes con la misma funcionalidad para evitar el apagado total o parcial del proceso debido a un fallo de hardware. Otros escenarios de redundancia podrían estar relacionados con procesos críticos para la seguridad; por ejemplo, las grandes prensas hidráulicas podrían requerir que ambos PLC activen la salida antes de que la prensa pueda apagarse en caso de que una salida no se apague correctamente.
Los controladores lógicos programables están pensados para que los utilicen ingenieros sin conocimientos de programación. Por este motivo, se desarrolló primero un lenguaje de programación gráfico llamado diagrama de escalera (LD, LAD). Se asemeja al diagrama esquemático de un sistema construido con relés electromecánicos y fue adoptado por muchos fabricantes y luego estandarizado en el estándar de programación de sistemas de control IEC 61131-3 . A fecha de 2015, [update]todavía se utiliza ampliamente gracias a su simplicidad. [26]
A partir de 2015, [update]la mayoría de los sistemas PLC se adhieren al estándar IEC 61131-3 que define 2 lenguajes de programación textual: Texto Estructurado (ST; similar a Pascal ) y Lista de Instrucciones (IL); así como 3 lenguajes gráficos: lógica de escalera , diagrama de bloques de funciones y diagrama de funciones secuenciales . [26] [27] La Lista de Instrucciones (IL) quedó obsoleta en la tercera edición del estándar. [28]
Los PLC modernos se pueden programar de diversas maneras, desde la lógica de escalera derivada de relés hasta lenguajes de programación como dialectos especialmente adaptados de BASIC y C. [29 ]
Si bien los conceptos fundamentales de la programación de PLC son comunes a todos los fabricantes, las diferencias en el direccionamiento de E/S, la organización de la memoria y los conjuntos de instrucciones implican que los programas de PLC nunca son perfectamente intercambiables entre diferentes fabricantes. Incluso dentro de la misma línea de productos de un mismo fabricante, los diferentes modelos pueden no ser directamente compatibles. [30]
Los programas de PLC se escriben normalmente en un dispositivo de programación, que puede adoptar la forma de una consola de escritorio, un software especial en una computadora personal o un dispositivo de programación portátil. [31] Luego, el programa se descarga al PLC directamente o a través de una red. Se almacena en una memoria flash no volátil o en una RAM respaldada por batería . En algunos controladores programables, el programa se transfiere desde una computadora personal al PLC a través de una placa de programación que escribe el programa en un chip extraíble, como EPROM .
Los fabricantes desarrollan software de programación para sus controladores. Además de poder programar los PLC en varios lenguajes, ofrecen funciones comunes como diagnóstico y mantenimiento de hardware, depuración de software y simulación fuera de línea. [31]
La simulación de PLC es una característica que se encuentra a menudo en el software de programación de PLC. Permite realizar pruebas y depuraciones en las primeras etapas del desarrollo de un proyecto.
Un PLC programado incorrectamente puede provocar pérdidas de productividad y condiciones peligrosas. Probar el proyecto en simulación mejora su calidad, aumenta el nivel de seguridad asociado con el equipo y puede ahorrar costosos tiempos de inactividad durante la instalación y puesta en servicio de aplicaciones de control automatizado, ya que se pueden probar y evaluar muchos escenarios antes de activar el sistema. [31] [32]
La principal diferencia con la mayoría de los demás dispositivos informáticos es que los PLC están pensados para condiciones más severas (como polvo, humedad, calor, frío) y, por tanto, son tolerantes a ellas, al tiempo que ofrecen una amplia entrada/salida (E/S) para conectar el PLC a sensores y actuadores . La entrada del PLC puede incluir elementos digitales simples como interruptores de límite , variables analógicas de sensores de proceso (como temperatura y presión) y datos más complejos como los de los sistemas de posicionamiento o visión artificial . [33] La salida del PLC puede incluir elementos como lámparas indicadoras, sirenas, motores eléctricos , cilindros neumáticos o hidráulicos , relés magnéticos , solenoides o salidas analógicas. Las disposiciones de entrada/salida pueden estar integradas en un PLC simple, o el PLC puede tener módulos de E/S externos conectados a un bus de campo o una red informática que se conecta al PLC.
La funcionalidad del PLC ha evolucionado a lo largo de los años para incluir control de relé secuencial, control de movimiento, control de procesos , sistemas de control distribuido y redes . El manejo de datos, almacenamiento, potencia de procesamiento y capacidades de comunicación de algunos PLC modernos son aproximadamente equivalentes a las computadoras de escritorio . La programación similar a la de un PLC combinada con hardware de E/S remotas permite que una computadora de escritorio de uso general se superponga a algunos PLC en ciertas aplicaciones. Los controladores de computadoras de escritorio no han sido generalmente aceptados en la industria pesada porque las computadoras de escritorio funcionan con sistemas operativos menos estables que los PLC y porque el hardware de la computadora de escritorio generalmente no está diseñado para los mismos niveles de tolerancia a la temperatura, la humedad, la vibración y la longevidad que los procesadores utilizados en los PLC. Los sistemas operativos como Windows no se prestan a la ejecución de lógica determinista, con el resultado de que el controlador puede no siempre responder a los cambios de estado de entrada con la consistencia en el tiempo esperado de los PLC. Las aplicaciones de lógica de escritorio encuentran uso en situaciones menos críticas, como la automatización de laboratorios y el uso en pequeñas instalaciones donde la aplicación es menos exigente y crítica. [ cita requerida ]
La función más básica de un controlador programable es emular las funciones de los relés electromecánicos. A las entradas discretas se les asigna una dirección única y una instrucción de PLC puede probar si el estado de la entrada está activado o desactivado. Así como una serie de contactos de relé realizan una función AND lógica, que no permite el paso de corriente a menos que todos los contactos estén cerrados, una serie de instrucciones de "examinar si está activado" activará su bit de almacenamiento de salida si todos los bits de entrada están activados. De manera similar, un conjunto paralelo de instrucciones realizará un OR lógico. En un diagrama de cableado de relé electromecánico, un grupo de contactos que controlan una bobina se denomina "peldaño" de un "diagrama de escalera", y este concepto también se utiliza para describir la lógica de PLC. Algunos modelos de PLC limitan la cantidad de instrucciones en serie y en paralelo en un "peldaño" de lógica. La salida de cada peldaño activa o desactiva un bit de almacenamiento, que puede estar asociado con una dirección de salida física o que puede ser una "bobina interna" sin conexión física. Dichas bobinas internas se pueden utilizar, por ejemplo, como un elemento común en varios peldaños separados. A diferencia de los relés físicos, generalmente no hay límite en la cantidad de veces que se puede hacer referencia a una entrada, salida o bobina interna en un programa de PLC.
Algunos PLC aplican un estricto orden de ejecución de izquierda a derecha y de arriba a abajo para evaluar la lógica de peldaño. Esto es diferente de los contactos de relé electromecánicos, que, en un circuito suficientemente complejo, pueden pasar la corriente de izquierda a derecha o de derecha a izquierda, según la configuración de los contactos circundantes. La eliminación de estas "rutas de escape" es un error o una característica, según el estilo de programación.
Las instrucciones más avanzadas del PLC pueden implementarse como bloques funcionales, que realizan alguna operación cuando son habilitados por una entrada lógica y que producen salidas para señalar, por ejemplo, finalización o errores, mientras manipulan internamente variables que pueden no corresponder a la lógica discreta.
Los PLC utilizan puertos integrados, como USB , Ethernet , RS-232 , RS-485 o RS-422 para comunicarse con dispositivos externos (sensores, actuadores) y sistemas (software de programación, SCADA , HMI ). La comunicación se realiza a través de varios protocolos de red industrial, como Modbus o EtherNet/IP . Muchos de estos protocolos son específicos del proveedor.
Los PLC que se utilizan en sistemas de E/S más grandes pueden tener comunicación peer-to-peer (P2P) entre procesadores. Esto permite que partes separadas de un proceso complejo tengan control individual y, al mismo tiempo, permite que los subsistemas se coordinen a través del enlace de comunicación. Estos enlaces de comunicación también se utilizan a menudo para dispositivos HMI , como teclados o estaciones de trabajo tipo PC .
Anteriormente, algunos fabricantes ofrecían módulos de comunicación dedicados como una función adicional cuando el procesador no tenía conexión de red incorporada.
Los PLC pueden necesitar interactuar con personas para fines de configuración, generación de informes de alarmas o control diario. Para este fin se utiliza una interfaz hombre-máquina [ broken anchor ] (HMI). Las HMI también se conocen como interfaces hombre-máquina (MMI) e interfaces gráficas de usuario (GUI). Un sistema simple puede utilizar botones y luces para interactuar con el usuario. También hay disponibles pantallas de texto y pantallas táctiles gráficas. Los sistemas más complejos utilizan software de programación y monitoreo instalado en una computadora, con el PLC conectado a través de una interfaz de comunicación.
Un PLC funciona en un ciclo de escaneo de programa, donde ejecuta su programa repetidamente. El ciclo de escaneo más simple consta de 3 pasos:
El programa sigue la secuencia de instrucciones. Normalmente, el procesador tarda un lapso de tiempo de decenas de milisegundos en evaluar todas las instrucciones y actualizar el estado de todas las salidas. [35] Si el sistema contiene E/S remotas (por ejemplo, un bastidor externo con módulos de E/S), eso introduce una incertidumbre adicional en el tiempo de respuesta del sistema PLC. [34]
A medida que los PLC se volvieron más avanzados, se desarrollaron métodos para cambiar la secuencia de ejecución de la escalera y se implementaron subrutinas. [36]
Se pueden utilizar módulos de E/S de propósito especial cuando el tiempo de escaneo del PLC es demasiado largo para permitir un rendimiento predecible. Los módulos de sincronización de precisión, o módulos contadores para usar con codificadores de eje , se utilizan cuando el tiempo de escaneo sería demasiado largo para contar pulsos de manera confiable o detectar el sentido de rotación de un codificador. Esto permite que incluso un PLC relativamente lento interprete los valores contados para controlar una máquina, ya que la acumulación de pulsos la realiza un módulo dedicado que no se ve afectado por la velocidad de ejecución del programa. [37]
En su libro de 1998, EA Parr señaló que si bien la mayoría de los controladores programables requieren claves físicas y contraseñas, la falta de un estricto control de acceso y de sistemas de control de versiones, así como de un lenguaje de programación fácil de entender, hacen probable que se produzcan cambios no autorizados en los programas y pasen desapercibidos. [38]
Antes del descubrimiento del gusano informático Stuxnet en junio de 2010, la seguridad de los PLC recibía poca atención. Los controladores programables modernos generalmente contienen sistemas operativos en tiempo real, que pueden ser vulnerables a ataques de forma similar a los sistemas operativos de escritorio, como Microsoft Windows . Los PLC también pueden ser atacados obteniendo el control de una computadora con la que se comunican. [23] Desde 2011, estas preocupaciones han aumentado: la creación de redes se está volviendo más común en el entorno de los PLC, conectando las redes de planta y las redes de oficina, que antes estaban separadas. [39][update]
En febrero de 2021, Rockwell Automation reveló públicamente una vulnerabilidad crítica que afectaba a su familia de controladores Logix. La clave criptográfica secreta utilizada para verificar la comunicación entre el PLC y la estación de trabajo podía extraerse del software de programación (Studio 5000 Logix Designer) y utilizarse para cambiar de forma remota el código del programa y la configuración de un controlador conectado. La vulnerabilidad recibió una puntuación de gravedad de 10 sobre 10 en la escala de vulnerabilidades CVSS . En el momento de redactar este artículo, la mitigación de la vulnerabilidad consistía en limitar el acceso a la red a los dispositivos afectados . [40] [41]
Los PLC de seguridad pueden ser un dispositivo independiente o un hardware con clasificación de seguridad y funcionalidad agregada a las arquitecturas de controlador existentes ( Allen-Bradley GuardLogix, Siemens serie F, etc.). Se diferencian de los tipos de PLC convencionales en que son adecuados para aplicaciones críticas de seguridad para las que los PLC tradicionalmente se han complementado con relés de seguridad cableados y áreas de la memoria dedicadas a las instrucciones de seguridad. El estándar de nivel de seguridad es el SIL .
Un PLC de seguridad se puede utilizar para controlar el acceso a una celda de robot con acceso mediante llave atrapada o para gestionar la respuesta de apagado ante un botón de parada de emergencia en una línea de producción de cintas transportadoras. Estos PLC suelen tener un conjunto de instrucciones regulares restringido, ampliado con instrucciones específicas de seguridad diseñadas para interactuar con botones de parada de emergencia, pantallas de luz y otros dispositivos relacionados con la seguridad.
La flexibilidad que ofrecen estos sistemas ha dado lugar a un rápido crecimiento de la demanda de estos controladores. [ cita requerida ]
Los PLC se adaptan bien a una variedad de tareas de automatización . Se trata, por lo general, de procesos industriales de fabricación en los que el coste de desarrollo y mantenimiento del sistema de automatización es alto en relación con el coste total de la automatización y en los que se esperarían cambios en el sistema durante su vida útil. Los PLC contienen dispositivos de entrada y salida compatibles con dispositivos piloto y controles industriales; se requiere poco diseño eléctrico y el problema de diseño se centra en expresar la secuencia deseada de operaciones. Las aplicaciones de PLC suelen ser sistemas altamente personalizados, por lo que el coste de un PLC empaquetado es bajo en comparación con el coste de un diseño de controlador personalizado específico. Por otro lado, en el caso de bienes producidos en masa, los sistemas de control personalizados son económicos. Esto se debe al menor coste de los componentes, que se pueden elegir de forma óptima en lugar de una solución "genérica", y donde los gastos de ingeniería no recurrentes se distribuyen entre miles o millones de unidades. [ cita requerida ]
Los controladores programables se utilizan ampliamente en el control de movimiento, posicionamiento o par. Algunos fabricantes producen unidades de control de movimiento que se integran con el PLC para que se pueda utilizar el código G (que involucra una máquina CNC ) para indicar los movimientos de la máquina. [ cita requerida ]
Son para máquinas y sistemas pequeños de bajo o medio volumen. Pueden ejecutar lenguajes PLC como Ladder, Flow-Chart/Grafcet, etc. Son similares a los PLC tradicionales, pero su pequeño tamaño permite a los desarrolladores diseñarlos en placas de circuito impreso personalizadas como un microcontrolador, sin conocimientos de programación informática, pero con un lenguaje fácil de usar, modificar y mantener. Se sitúan entre los clásicos PLC/micro-PLC y los microcontroladores. [ cita requerida ]
Un diseño basado en microcontroladores sería apropiado cuando se producirán cientos o miles de unidades y, por lo tanto, el costo de desarrollo (diseño de fuentes de alimentación, hardware de entrada/salida y pruebas y certificación necesarias) se puede distribuir en muchas ventas, y donde el usuario final no necesitaría alterar el control. Las aplicaciones automotrices son un ejemplo; se construyen millones de unidades cada año y muy pocos usuarios finales alteran la programación de estos controladores. Sin embargo, algunos vehículos especiales, como los autobuses de tránsito, utilizan de manera económica los PLC en lugar de controles diseñados a medida, porque los volúmenes son bajos y el costo de desarrollo sería antieconómico. [42]
El control de procesos muy complejos, como los que se utilizan en la industria química, puede requerir algoritmos y un rendimiento que superen incluso la capacidad de los PLC de alto rendimiento. Los controles de alta velocidad o precisión también pueden requerir soluciones personalizadas; por ejemplo, los controles de vuelo de aeronaves. Se pueden elegir computadoras de placa única que utilicen hardware semipersonalizado o totalmente propietario para aplicaciones de control muy exigentes en las que se pueda soportar el alto costo de desarrollo y mantenimiento. Los "PLC blandos" que se ejecutan en computadoras de escritorio pueden interactuar con hardware de E/S industrial mientras ejecutan programas dentro de una versión de sistemas operativos comerciales adaptados a las necesidades de control de procesos. [42]
La creciente popularidad de los ordenadores de placa única también ha influido en el desarrollo de los PLC. Los PLC tradicionales son generalmente plataformas cerradas , pero algunos PLC más nuevos (por ejemplo, groov EPIC de Opto 22 , ctrlX de Bosch Rexroth , PFC200 de Wago , PLCnext de Phoenix Contact y Revolution Pi de Kunbus) ofrecen las características de los PLC tradicionales en una plataforma abierta .
En los últimos años, los pequeños productos llamados relés lógicos programables (PLR) o relés inteligentes se han vuelto más comunes y aceptados. Son similares a los PLC y se utilizan en industrias ligeras donde solo se necesitan unos pocos puntos de E/S y se desea un bajo costo. Estos pequeños dispositivos suelen estar fabricados en un tamaño y forma físicos comunes por varios fabricantes y los fabricantes de PLC más grandes los marcan para completar su gama de productos de gama baja. La mayoría de estos tienen de 8 a 12 entradas discretas, de 4 a 8 salidas discretas y hasta 2 entradas analógicas. La mayoría de estos dispositivos incluyen una pequeña pantalla LCD del tamaño de un sello postal para ver la lógica de escalera simplificada (solo una parte muy pequeña del programa es visible en un momento dado) y el estado de los puntos de E/S, y normalmente estas pantallas están acompañadas por un pulsador basculante de 4 vías más cuatro pulsadores separados más, similares a los botones de tecla en un control remoto de VCR , y se utilizan para navegar y editar la lógica. La mayoría tiene un puerto RS-232 o RS-485 para conectarse a una PC, de modo que los programadores puedan utilizar un software fácil de usar para programar en lugar de la pequeña pantalla LCD y el conjunto de botones para este propósito. A diferencia de los PLC comunes, que suelen ser modulares y muy ampliables, los PLR no suelen ser modulares ni ampliables, pero su costo puede ser significativamente menor que el de un PLC y aún ofrecen un diseño robusto y una ejecución determinista de la lógica.
Una variante de los PLC que se utiliza en lugares remotos es la unidad terminal remota o RTU. Una RTU es típicamente un PLC robusto y de bajo consumo cuya función principal es gestionar los enlaces de comunicaciones entre el sitio y el sistema de control central (normalmente SCADA ) o, en algunos sistemas modernos, "la nube". A diferencia de la automatización de fábricas que utiliza protocolos de comunicación por cable, como Ethernet , los enlaces de comunicaciones con sitios remotos suelen estar basados en radio y son menos fiables. Para compensar la fiabilidad reducida, la RTU almacenará en búfer los mensajes o cambiará a rutas de comunicación alternativas. Al almacenar en búfer los mensajes, la RTU marcará con la hora cada mensaje para que se pueda reconstruir un historial completo de los eventos del sitio. Las RTU, al ser PLC, tienen una amplia gama de E/S y son totalmente programables, normalmente con lenguajes del estándar IEC 61131-3 que es común a muchos PLC, RTU y DCS. En lugares remotos, es común utilizar una RTU como puerta de enlace para un PLC, donde el PLC realiza todo el control del sitio y la RTU administra las comunicaciones, registra la hora de los eventos y monitorea el equipo auxiliar. En sitios con solo unas pocas E/S, la RTU también puede ser el PLC del sitio y realizará funciones de control y comunicaciones.
El Dr. Odo J. Struger, quien inventó el controlador lógico programable, que hace posible la automatización industrial moderna, las atracciones de los parques de diversiones y los suntuosos efectos escénicos en las producciones de Broadway, murió el 8 de diciembre en Cleveland. Tenía 67 años.
