Los Controladores Lógicos Programables (PLC) o autómatas programables son el pilar de la automatización industrial, pero su verdadero poder reside en su versatilidad y escalabilidad. Aquí exploramos, en detalle el funcionamiento los PLC, qué es el ciclo de funcionamiento y sus diferentes modos.
Ciclo de funcionamiento de un PLC
El funcionamiento de un PLC se basa en un ciclo continuo y muy rápido conocido como ciclo de escaneo.
El ciclo de escaneo o ciclo de scan de un PLC representa la secuencia completa de pasos que realiza el autómata durante la ejecución de su programa. Este proceso abarca desde la lectura de las entradas hasta la actualización de las salidas. Se denomina «ciclo» porque la ejecución del programa es repetitiva, y «escaneo» por la revisión constante que lleva a cabo el PLC sobre el estado de las entradas, salidas y variables intermedias. Este flujo continuo garantiza que el sistema responda en tiempo real a cualquier cambio en el proceso y consta de las siguientes etapas:
1. Lectura de entradas
El PLC recopila datos de dispositivos como sensores, botones o medidores. Estos datos informan al sistema sobre el estado del proceso en tiempo real.
- Ejemplo: Un sensor de proximidad detecta si hay un objeto en una cinta transportadora.
2. Procesamiento del programa
La CPU ejecuta el programa cargado en su memoria, procesando los datos de entrada según las instrucciones predefinidas.
- Ejemplo: Si el objeto está presente, el programa activa un brazo robótico para moverlo.
3. Actualización de salidas
Tras procesar los datos, el PLC envía señales a actuadores, como motores o válvulas, para ejecutar las acciones necesarias.
- Ejemplo: El brazo robótico mueve el objeto a una posición diferente.
4. Diagnósticos y tareas internas
El PLC supervisa su propio estado, verificando errores o fallos en el sistema. Si algo no va bien, genera alertas o activa mecanismos de seguridad.
El tiempo de scan de un PLC: ¿qué es y por qué es tan importante?
El tiempo de ciclo de escaneo de un PLC se refiere al tiempo que tarda el autómata en completar un ciclo completo de su operación: leer las entradas, procesar el programa de usuario y actualizar las salidas. Dicho de forma sencilla, es el tiempo necesario para que el PLC realice una iteración completa de su ciclo de trabajo.
Este tiempo se mide en milisegundos (ms), y un valor medio aceptable suele estar entre 20 y 40 ms. En términos ideales, un ciclo de scan inferior a 20 ms es lo óptimo, y si logras que esté por debajo de 10 ms, podemos hablar de un sistema extremadamente eficiente.
¿Cuándo preocuparse por el tiempo de scan?
Si tu ciclo de escaneo supera los 70 ms, debería empezar a preocuparte. Y si alcanza o supera los 100 ms, es una señal clara de que el programa del PLC está mal diseñado. Esto puede deberse a bucles innecesarios o a la lectura constante de una cantidad excesiva de variables, lo que ralentiza innecesariamente el sistema. Mientras un pico puntual podría ser aceptable, mantener una media alta de tiempo de scan indica que el programa necesita una revisión urgente.
Modos de funcionamiento de un PLC
Un PLC opera en diferentes modos que determinan cómo interactúa con el programa de usuario y el sistema al que está conectado. Estos modos son fundamentales para garantizar que el controlador funcione correctamente en cada etapa de un proceso industrial. Los cuatro modos genéricos son:
- RUN (Ejecución):
En este modo, el PLC ejecuta el programa de usuario de forma continua. Aquí se cumplen todas las etapas del ciclo de escaneo: lectura de entradas, procesamiento del programa y actualización de salidas. Es el modo operativo estándar cuando el sistema está en producción. - STOP (Parada):
El PLC detiene la ejecución del programa de usuario y, en su lugar, lleva a cabo sus rutinas internas. Este modo permite al usuario monitorear y programar el PLC sin afectar las salidas físicas. - ERROR (Fallo):
Si el PLC detecta un error crítico en el hardware o en el programa de usuario, detiene la ejecución y desactiva las salidas. Este modo está diseñado para evitar daños en el sistema y garantizar la seguridad. El controlador permanece en este estado hasta que se resuelva el problema. - POWER-ON (Encendido):
Este modo se activa cuando el PLC recibe alimentación eléctrica. Durante esta fase, realiza un auto diagnóstico para comprobar la integridad del hardware, el estado de las conexiones y la memoria. Tras completarlo, el PLC transita automáticamente al modo RUN, STOP o ERROR, según las condiciones detectadas.
Variantes según el fabricante
Cada fabricante puede ofrecer ligeras diferencias en los modos de operación. Por ejemplo:
- OMRON: Incluye modos como Program (reposo para enviar o recibir el programa) y Monitor (ejecución del programa con opción de monitorear variables).
- Allen-Bradley: Añade el modo REM, que permite cambiar entre otros modos de forma remota.
Estos modos aseguran que el PLC pueda adaptarse a diferentes situaciones operativas, desde ajustes y pruebas hasta la ejecución completa del programa en un entorno productivo.
Esperamos que este artículo haya resultado de tu interés.
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