Conocimiento esencial del PLC para la automatización
Conocimiento esencial del PLC para la automatización
En el ámbito de la producción industrial y el avance tecnológico, los PLC (controladores lógicos programables) juegan un papel crucial en el control de automatización. Un PLC puede entenderse ampliamente como un panel de control de extensión de relé centralizado. En aplicaciones prácticas, los PLC reducen significativamente los costos de control industrial y mejoran la gestión y automatización de equipos. Para dominar los PLC, primero uno debe comprender el conocimiento fundamental.
Componentes del PLC y sus funciones
Además de las interfaces de CPU, memoria y comunicación, los PLC tienen interfaces de entrada y salida directamente relacionadas con sitios industriales.
Interfaz de entrada: recibe señales de dispositivos controlados y impulsa los circuitos internos a través de optoacopladores y circuitos de entrada.
Interfaz de salida: transmite resultados de ejecución del programa a través de optoacopladores y componentes de salida (relés, tiristores, transistores) para controlar las cargas externas.
Unidad PLC básica y sus componentes
La unidad PLC básica consta de varias partes clave:
CPU: el núcleo del PLC, que dirige varias operaciones, como recibir programas de usuario y datos, diagnósticos y ejecución del programa.
Memoria: almacena el sistema y los programas y datos de usuarios.
Interfaz de E/S: conecta el PLC a equipos industriales, recibiendo señales y la producción de resultados del programa.
Interfaz de comunicación: permite el intercambio de información con otros dispositivos como monitores e impresoras.
Fuente de alimentación: proporciona energía al sistema PLC.
Interfaces de salida de conmutación de PLC y sus características
Interfaces de salida de conmutación de PLC:
Tipo de salida del tiristor: típicamente utilizado con cargas de CA, con respuesta rápida y alta frecuencia de operación.
Tipo de salida del transistor: generalmente se usa con cargas de CC, que también ofrece respuesta rápida y alta frecuencia de operación.
Tipo de salida de retransmisión: compatible con las cargas de CA y CC, pero con un tiempo de respuesta más largo y una frecuencia de funcionamiento más baja.
Tipos estructurales de PLC y sus características
Los PLC se pueden clasificar en tres tipos estructurales:
Tipo integral: con CPU, fuente de alimentación y componentes de E/S alojados en un solo caso, este tipo es compacto y costo, efectivo, comúnmente utilizado en PLC a escala pequeña.
Tipo modular: presenta módulos separados para diferentes funciones, ofreciendo una configuración flexible y una fácil expansión y mantenimiento. Por lo general, se usa en PLC a mediana y gran escala y consiste en un marco o placa base y varios módulos.
Tipo apilable: combina las características de los tipos integrales y modulares. La CPU, la fuente de alimentación y las interfaces de E/S son módulos independientes conectados por cables, asegurando la configuración flexible y un tamaño compacto.
El ciclo de exploración de PLC y sus factores influyentes
El ciclo de exploración PLC abarca cinco etapas: procesamiento interno, servicio de comunicación, procesamiento de entrada, ejecución del programa y procesamiento de salida. El tiempo requerido para completar estas cinco etapas una vez se denomina el ciclo de escaneo. Está influenciado por la velocidad de funcionamiento de la CPU, la configuración de hardware PLC y la longitud del programa de usuario.
Método y proceso de ejecución del programa PLC
PLCS ejecuta programas de usuario utilizando un método de escaneo cíclico. El proceso de ejecución incluye tres etapas: muestreo de entrada, ejecución del programa y actualización de salida.
Ventajas de los sistemas de control del PLC sobre los sistemas de control de retransmisión
Método de control: los PLC usan control programable, permitiendo una modificación fácil o una mejora de los requisitos de control, con contactos ilimitados.
Modo de trabajo: los PLC funcionan en modo serie, mejorando la capacidad anti -interferencia del sistema.
Velocidad de control: los contactos PLC son esencialmente desencadenantes con los tiempos de ejecución de instrucciones medidos en microsegundos.
Tiempo y conteo: los PLC usan circuitos integrados de semiconductores como temporizadores, con pulsos de reloj proporcionados por osciladores de cristal, que ofrecen una alta precisión de tiempo y capacidades de sincronización de amplio rango. También poseen funciones de conteo que no están disponibles en los sistemas de retransmisión.
Confiabilidad y mantenimiento: los PLC utilizan tecnología de microelectrónica y presentan funciones autognósticas para la detección oportuna de fallas.
Causas del retraso y soluciones de respuesta de salida del PLC
Los PLC emplean muestreo centralizado y escaneo cíclico de salida. Los estados de entrada solo se leen durante la fase de muestreo de entrada de cada ciclo de escaneo, y los resultados de la ejecución del programa solo se envían durante la fase de actualización de salida. Además, los retrasos de entrada y salida y la longitud del programa del usuario pueden causar retraso de respuesta de salida. Para mejorar la velocidad de respuesta de E/S, se puede aumentar la frecuencia del muestreo de entrada y la actualización de salida, adoptar el muestreo de entrada y la actualización de salida directa, utilizar la entrada y salida de interrupción, o implementar interfaces inteligentes de E/S.
Relés suaves internos en la serie Siemens PLC
Siemens PLCS cuentan con varios relés suave interno, incluidos relés de entrada, relés de salida, relés auxiliares, registros de estado, temporizadores, contadores y registros de datos.
Consideraciones de selección del PLC
Selección del modelo: considere factores como la estructura, el método de instalación, los requisitos funcionales, la velocidad de respuesta, la confiabilidad y la uniformidad del modelo.
Selección de capacidad: según los puntos de E/S y la capacidad de memoria del usuario.
Selección del módulo de E/S: Cubiertas de conmutación y módulos de E/S analógicos, así como módulos de funciones especiales.
Módulo de fuente de alimentación y otra selección de dispositivos: como dispositivos de programación.
Características del modo de trabajo de muestreo y salida centralizado de PLC
En el muestreo centralizado, el estado de entrada se muestrean solo durante la fase de muestreo de entrada de un ciclo de escaneo, y el extremo de entrada se bloquea durante la fase de ejecución del programa. En la salida centralizada, la fase de actualización de salida es el único momento en que el estado en el registro de imagen de salida se transfiere al pestillo de salida para actualizar la interfaz de salida. Este modo de trabajo mejora la capacidad y confiabilidad anti interferencia del sistema, pero puede causar retraso de respuesta de entrada/salida en PLC.
Modo de trabajo y características de PLC
Los PLC operan utilizando muestreo centralizado, salida centralizada y escaneo cíclico. Muestreo centralizado Medios de entrada El estado de entrada se muestrean solo durante la fase de muestreo de entrada de un ciclo de escaneo, con el extremo de entrada bloqueado durante la ejecución del programa. La salida centralizada se refiere a la transferencia del estado de salida del registro de imagen de salida al pestillo de salida solo durante la fase de actualización de salida para actualizar la interfaz de salida. El escaneo cíclico implica ejecutar múltiples operaciones en un ciclo de escaneo a través del escaneo de división de tiempo en secuencia.
Composición y principio de funcionamiento de contactores electromagnéticos
Los contactores electromagnéticos consisten en mecanismos electromagnéticos, contactos, dispositivos de extinción de arcos, mecanismos de resorte de liberación y componentes de montaje. Cuando la bobina electromagnética se energiza, la corriente genera un campo magnético, lo que hace que el núcleo de hierro estacionado produzca succión electromagnética que atraiga la armadura y actúe los contactos. Esto hace que los contactos normalmente cerrados abran y normalmente se abran contactos. Cuando la bobina se desglose, la fuerza electromagnética desaparece y el resorte libera la armadura, restaurando los contactos a su estado original.
Definición de controladores lógicos programables (PLC)
Un PLC es un dispositivo electrónico digital diseñado para entornos industriales. Utiliza una memoria programable para almacenar instrucciones para realizar operaciones lógicas, secuenciales, de tiempo, de conteo y aritméticas. Controla varios procesos mecánicos o de producción a través de la entrada/salida digital o analógica.
Los PLC y los dispositivos periféricos relacionados están diseñados para integrarse fácilmente con los sistemas de control industrial y facilitar la expansión de la función.
Diferencias entre PLC y Relay - Sistemas de contactor
Las diferencias entre PLC y Relay - Los sistemas de contactor se encuentran en sus dispositivos de composición, número de contactos y métodos de implementación de control.