¿Qué es un
PLC?
Un
PLC (ProgrmableLogicController) por sus siglas en inglés o también llamados
autómatas, es un dispositivo electrónico digital compuesto por chips y
circuitos, tiene un microprocesador donde se ejecutan los programas, una
memoria donde se almacena la información y buses por donde circulan los datos.
Es
capaz de ejecutar una serie de instrucciones, un programa, que además se puede
modificar tantas veces como sea preciso, lo cual le proporciona una gran
versatilidad y la posibilidad de adaptarlo a la resolución de muy diversos
problemas. Dada su utilización en entornos industriales está preparado para
soportar condiciones de trabajo muy exigentes como pueden ser vibraciones,
humedad, perturbaciones electromagnéticas o impactos.
Un ejemplo de la
utilización de un autómata o PLC podría ser su aplicación al control de un
túnel de lavado de automóviles. Las señales que el autómata recibiría del
sistema serían el pulsador de puesta en marcha, los finales de carrera, el
detector de la altura del automóvil, etcétera. En función de estas señales que
indican la posición del automóvil, el autómata decidiría los dispositivos que
se tienen que activar en cada momento, espitas de agua, sistema de tracción,
cepillos giratorios, secador, y los iría poniendo en marcha uno tras otro
mediante las salidas a las que están unidos eléctricamente.
Arquitectura
de un PLC:
En
cuanto a su estructura externa existen básicamente dos tipos de PLC’S: los
compactos y los modulares. Los PLC’S compactos incluyen en un solo aparato
todos los elementos necesarios para su funcionamiento: la fuente de
alimentación, la circuitería de proceso (CPU y memoria), las entradas y salidas
y los puertos de conexión. Los PLC’S modulares en cambio están constituidos por
diversos módulos, la fuente de alimentación por un lado, la unidad de
procesamiento de la información por otro y las entradas y salidas en un módulo
aparte. Sin embargo esta clasificación es un tanto arbitraria ya que incluso
los PLC’S compactos tienen la posibilidad de ser ampliados con nuevos módulos.
Al
módulo principal se le pueden añadir otros específicos en función de las
necesidades que imponga el proceso a controlar. Los módulos pueden ser de
entradas o salidas analógicas, de entradas y salidas digitales adicionales, de
comunicaciones, fuentes de alimentación adicionales y otros para finalidades
muy concretas como posicionamiento de ejes, servo controladores, entradas de
termopar o control PID. Los distintos módulos se conectan al principal a través
de un bus externo.
La
estructura modular proporciona flexibilidad y permite adaptar el PLC a
distintas necesidades. Gracias a los diversos módulos es posible confeccionar
un equipo de control a medida para cada finalidad específica. Además permite
efectuar posteriores actualizaciones y ampliaciones sin necesidad de modificar
todo el sistema de control. También facilita una reparación rápida sustituyendo
simplemente los módulos averiados.
Los
PLC’S disponen de una guía en la parte posterior para montarlos sobre carril
DIN y puntos de anclaje para fijarlos en placa perforada que son los sistemas
habituales de sujeción en cuadros y armarios eléctricos.
Los
PLC’S están diseñados para trabajar en ambientes industriales que pueden
generar condiciones adversas para el equipo tales como vibraciones, impactos,
humedad elevada, temperaturas extremas, gases corrosivos, polvo metálico o
mineral y perturbaciones eléctricas. Los de mayor calidad, destinados a estar
expuestos a las condiciones más exigentes, se fabrican con técnicas especiales,
como el barnizado de circuitos, para garantizar su fiabilidad y resistencia. A
pesar de su robustez es conveniente tratar de minimizar el impacto de los
medios agresivos y seguir las recomendaciones de instalación y mantenimiento de
los fabricantes.
Fuente de
alimentación del PLC:
La
fuente de alimentación proporciona las tensiones necesarias para el
funcionamiento de los distintos circuitos del sistema. Es la encargada de
convertir la tensión de la red, 220V en corriente alterna (C.A.), a la tensión
que precisa la CPU,
normalmente 24V en corriente continua (C.C.). Aparte de los circuitos internos
del autómata, también se puede utilizar para alimentar los dispositivos que se
conectan a las entradas tales como detectores inductivos, volumétricos, finales
de carrera o pulsadores. Con este fin el PLC dispone de un borne que está a 24V
C.C. tensión proporcionada por la misma fuente.
La
fuente de alimentación forma parte generalmente del módulo principal del PLC
aunque en algunos casos los fabricantes la suministran en un módulo separado.
Es usual que las unidades de entradas / salidas adicionales tengan su propia
fuente de alimentación para proporcionar la potencia suficiente a los
accionamientos conectados a ellas.
El
PLC suele incorporar también una batería tampón, que se utiliza para mantener
algunas posiciones de la memoria RAM cuando se apaga el autómata o falla la
alimentación.
Unidad
central de proceso del PLC:
La
unidad de proceso o CPU (Central ProcessingUnit) es el cerebro del PLC, la
parte inteligente capaz de ejecutar las instrucciones del programa y controlar
todo el sistema. La CPU
está constituida físicamente por el microprocesador, las memorias y los
circuitos electrónicos complementarios.
Mediante
el programa básico del PLC, grabado por el fabricante en la memoria ROM y equivalente
a lo que en un ordenador denominamos sistema operativo, la CPU se encarga en primer lugar
de ejecutar el programa del usuario. Además se encarga también de efectuar la
supervisión y autoevaluación de todo el sistema, gestionar las comunicaciones
con los periféricos y otros PLC’S, controlar el tiempo de duración del ciclo y
de otra serie de funciones necesarias para el correcto funcionamiento del PLC.
La
ejecución del programa del usuario se hace mediante un proceso cíclico
denominado scan o ciclo de ejecución (lectura de las entradas,
ejecución de las instrucciones y escritura de las salidas).
La memoria
del PLC:
La
memoria del PLC sirve para almacenar los programas y los datos del proceso. Se
utilizan siempre varios tipos de memoria de distinta tecnología (RAM, ROM,
EEPROM) para cubrir diferentes funciones y necesidades. A pesar de estar
físicamente en chips diferentes, para el microprocesador constituyen un bloque
único accesible a través del bus.
Como
es bien sabido existen básicamente dos tipos de memoria: volátil y no volátil.
Las memorias volátiles se pueden leer y escribir fácilmente pero tienen el
inconveniente de perder la información grabada si no se mantiene la
alimentación. Por el contrario, las memorias no volátiles mantienen la información
aunque se desconecte el PLC o falle la alimentación pero su lectura y escritura
es mucho más lenta. En el PLC, se utilizará una u otra según el tipo de datos y
la función que deba ejercer.
Los
distintos tipos de memoria que se utilizan y sus funciones son los siguientes:
RAM (Random
Access Memory, memoria de acceso aleatorio) Es una memoria rápida pero volátil
en la que los procesos de lectura y escritura se efectúan eléctricamente. Es la
que utiliza la CPU
durante la ejecución del programa del usuario para almacenar las variables, el
valor de los contadores y temporizadores, las imágenes de entradas y salidas y
todos los resultados intermedios. En muchos casos está conectada a una pequeña
batería para mantener ciertas posiciones de memoria cuando falla la
alimentación y que estas pueden ser leídas en la reinicialización si fuera
necesario.
ROM
(ReadOnlyMemory, memoria de solo lectura). Se puede leer su contenido pero no
se puede escribir en ella, los datos que contiene son grabados por el fabricante.
Se utiliza para almacenar el sistema operativo y el usuario no tiene acceso a
ella. Es una memoria no volátil por lo que mantiene la información aunque no
tenga alimentación.
EEPROM
(ElectricallyErasableProgrammable ROM, ROM programable y borrable
eléctricamente). Es un tipo de memoria ROM que puede ser escrita y borrada
eléctricamente. Se trata de la misma tecnología de las cada vez más extendidas
memorias flash que utilizan los lápices de memoria y otros dispositivos. La
lectura se puede efectuar un número ilimitado de veces pero sólo se puede
grabar y borrar entre 100 mil y un millón de veces. Se emplea para almacenar el
programa de usuario. En algunos casos se utiliza como método alternativo a la
batería tampón para guardar una copia de la memoria RAM cuando se pierde la
alimentación. Los módulos y cartuchos de almacenamiento externo que se pueden
añadir al autómata están constituidos por este tipo de memoria.
Entradas y
salidas del PLC:
El
control de una máquina o proceso no es posible sin un continuo intercambio de
información entre el equipo de control y dicho proceso. En primer lugar es
preciso que el PLC reciba información sobre el estado del sistema a gobernar y
por otro lado debe ser capaz de actuar sobre el mismo. En el caso de los PLC’S,
este intercambio de datos y órdenes se realiza a través de las unidades de
entradas y salidas.
La
unidad de entradas y la unidad de salidas son los elementos más característicos
de un PLC, los que en mayor medida le distinguen de un ordenador. En cuanto a
memoria y a capacidad de tratamiento de datos un ordenador es netamente
superior a un PLC, en cambio carece de una interfaz capaz de recibir señales
digitales y analógicas procedentes del entorno, de convertirlas y adaptarlas
para que sean tratables por la CPU
y de activar y desactivar dispositivos externos mediante una serie de
“interruptores”.
La
parte externa de las citadas unidades está constituida por una serie de bornes
a los que se pueden conectar eléctricamente distintos dispositivos. A las
entradas se conectan los detectores colocados en el sistema que nos informan de
la situación y magnitudes del mismo (temperaturas, presiones, posiciones,
niveles, velocidades, etcétera). A las salidas se conectan los actuadores
(relés, contactores, electroválvulas, motores, luces) que nos permiten
intervenir en el proceso. Sin embargo la parte fundamental de ambas unidades no
son los bornes sino los circuitos electrónicos que adaptan las tensiones
externas para ser tratadas por la
CPU, los circuitos de protección que proporcionan separación
eléctrica y los circuitos de conversión analógico / digital. Normalmente
también incorporan una serie de leds en la carcasa del PLC para indicar si cada
una de las entradas y salidas se encuentran o no activadas.
En
los PLC’S compactos las unidades de entradas y salidas forman parte del módulo
principal mientras que en los modulares pueden constituir un módulo aparte. En
cualquier caso se pueden añadir módulos adicionales con entradas y salidas de
distintos tipos: analógicas o digitales y salidas a transistor, triac o relé.
Hay
que tener siempre presente que la misión de un PLC no es proporcionar potencia
sino actuar como equipo de control de un sistema. Los elementos de potencia se
activarán indirectamente a través de contactores y contarán con su propia
alimentación. Si en una instalación industrial, por ejemplo, se utiliza un motor
trifásico que consuma una potencia elevada no estará evidentemente conectado al
autómata sino que será activado por éste a través de un contactor.
Entradas
del PLC:
Las
entradas sirven para que el PLC reciba información procedente del sistema que
se desea controlar a través de detectores y sensores colocados en el mismo.
Las
entradas pueden ser digitales o analógicas. Las entradas digitales o binarias
se caracterizan por tener solo dos estados posibles que corresponden a la
presencia o ausencia de tensión o corriente. A ambos estados se asocian los
valores lógicos 1 y 0 siguiendo el criterio de lógica positiva, es decir si
tenemos tensión (24V) en bornes representa un 1, si no hay tensión equivale a
un cero. A cada entrada digital le corresponde un bit en la memoria del PLC.
Los
principales elementos que se pueden conectar a una entrada digital son:
- Pulsadores e interruptores: Permiten transmitir órdenes al PLC por
parte de un operario humano, por ejemplo un paro de emergencia o el arranque de
una operación.
- Final de carrera: Es un dispositivo que
detecta el paso de un objeto por contacto físico con el mismo. Mediante un
mecanismo se cierra una conexión eléctrica al pasar el objeto.
-
Detectores de proximidad: Son
dispositivos electrónicos que detectan el paso o presencia de una pieza u
objeto sin necesidad de contacto físico. Los más utilizados son los inductivos
para detectar piezas metálicas y los fotoeléctricos que se activan al ser
cortado un haz de luz. Al tratarse de circuitos electrónicos necesitan
alimentación eléctrica que puede ser suministrada por el propio PLC.
-
Detector de proximidad magnético: Es
un dispositivo basado en un relé magnético (tipo reed) que se coloca al paso de
la pieza a detectar. Dicha pieza debe llevar adosado un imán que activa el relé
cuando pasa a su lado. No hay contacto físico.
- Detector de proximidad inductivo: Está formado por un circuito LRC
oscilante que genera un campo magnético y cuya impedancia varía al aproximarse
una pieza metálica.
-
Detector de proximidad capacitivo:
Está formado por un circuito oscilante basado en un condensador cuya capacidad
varía al acercarse un objeto. No hace falta que la pieza sea metálica pero no
es tan preciso como el detector inductivo.
-
Detector de proximidad fotoeléctrico:
El dispositivo emite un haz de luz que al ser cortado o reflejado indica la
presencia o el paso de un objeto.
-
Termostatos y presostatos: Nos
indican si se ha alcanzado una determinada temperatura o presión.
-
Fusibles, magnetotérmicos y
diferenciales: En muchos casos los elementos de protección de los circuitos
de potencia se conectan, a través de un contacto auxiliar, a las entradas del
PLC para que este sepa que se ha producido una determinada circunstancia y
pueda actuar en consecuencia.
Tal
como se ha mencionado, los dispositivos que se conectan a las entradas se
pueden alimentar desde el propio PLC. Con este fin dispone de un borne,
conectado internamente a la fuente de alimentación, que proporciona una tensión
de 24V.
Se
pueden distinguir dos tipos de captadores: pasivos y activos. Los captadores
pasivos son aquellos que cambian su estado lógico (activado / no activado) por
medio de una acción mecánica tales como interruptores, pulsadores y finales de
carrera. Los captadores activos son dispositivos electrónicos que necesitan
alimentación eléctrica para funcionar y cambiar su estado lógico. Este es el
caso de los diferentes tipos de detectores de proximidad, inductivos,
capacitivos y fotoeléctricos. En las siguientes figuras se muestra el modo de
efectuar la conexión de cada uno de ellos.
Conexión
de captadores pasivos:
Conexión
de captadores activos:
Las
variaciones bruscas de tensión en las señales externas que se reciben en el PLC
podrían dañar los circuitos internos por lo cual es preciso protegerlos. Por
este motivo los bornes de entrada no están conectados directamente a los
circuitos internos del PLC sino que están separados eléctricamente mediante un
optoacoplador. Gracias a este aislamiento eléctrico se evitan sobretensiones y
ruido en los circuitos lógicos de la
CPU.
Las
entradas analógicas permiten la lectura de una magnitud eléctrica
(tensión o corriente) que varía continuamente en el tiempo y que puede adoptar
cualquier valor dentro de un rango determinado. La variable eléctrica es a su
vez la medida de una magnitud física (temperatura, caudal, presión) que es la
que interesa conocer y es proporcionada por un dispositivo medidor. La magnitud
eléctrica que se recibe en la entrada se transforma mediante un convertidor
analógico / digital en un valor numérico codificado binariamente, es decir en
una palabra de 8 o 16 bits, que ya puede ser tratado por la CPU del PLC. Las entradas
analógicas aceptan señales de tensión o corriente cuyos valores varíen en los
intervalos: 0 a
10Vcc, -10 a
+10Vcc y 4 a
20mA.
Salidas del
PLC:
Al
igual que las entradas, las salidas digitales se caracterizan por tener dos
estados posibles correspondientes a los estados lógicos 1 y 0 y que físicamente
se traduce en que el contacto esté a tensión (24V) o sin ella (0V). Cuando el
PLC pone la salida a tensión se activa la carga unida a ella y se desactiva en
caso contrario. Es decir, las salidas binarias se utilizan para conectar o
desconectar los dispositivos unidos eléctricamente a ellas y actuar de esta
manera sobre el sistema a controlar.
En
los bornes de salida del PLC se pueden conectar directamente a actuadores de
pequeña potencia como pueden ser pilotos luminosos, electroválvulas o motores
paso a paso. Sin embargo, dado que la corriente que puede soportar la salida
está limitada, en la mayoría de los casos la conexión es indirecta y se hace a
través de un contactor que es el encargado de activar la carga. El dispositivo
que se debe poner en marcha tendrá una alimentación independiente, puede ser
trifásica por ejemplo, y es la bobina del contactor la que se une directamente
a los bornes del PLC.
Existen
tres tipos de salidas:
Salida
por transistor: El elemento interno del PLC que efectúa la conmutación
es un transistor por lo que solo se pueden conectar a él cargas en corriente
continua. Estas salidas son apropiadas para accionar dispositivos de pequeña
potencia que requieran una conmutación rápida. Las salidas suelen estar
asociadas en grupos de 4 u 8 con un polo de tensión en común por lo que todas
tienen que trabajar a la misma tensión.
Salidas
por triac: El triac es un dispositivo semiconductor similar a un
transistor pero a diferencia de éste es bidireccional, es decir permite el paso
de la corriente en ambos sentidos. Este tipo de salida se utilizará para
conectar cargas en alterna pues el triac permite conmutar esta corriente. Al
tratarse de un semiconductor la frecuencia de conmutación puede ser muy
elevada, su vida útil es mucho mayor que la de un relé y la intensidad
soportada suele ser del mismo orden e incluso superior. Igual que en el caso
anterior todas las salidas tienen que trabajar a la misma tensión.
Salidas
por relé: El elemento que efectúa la conmutación es un relé. Este tipo
de contacto es el más versátil pues cada salida es independiente, puede
trabajar a una tensión diferente y se puede utilizar tanto para corriente
continua como para alterna. Al tratarse de un elemento electromecánico su vida
útil es mucho menor que la de un semiconductor. Este tipo de salida suele
utilizarse cuando el consumo alcanza cierto valor y la frecuencia de
conmutación no es crítica.
Las salidas por transistor
y triac tienen todas un polo en común que procede de la fuente de alimentación
por lo que todas trabajan a la misma tensión. A cada salida le corresponde un
único borne y la carga es alimentada por el propio autómata. Por el contrario,
las salidas por relé son independientes unas de otras y a cada una de ellas le
corresponden dos bornes. En este caso la carga deberá tener su propia
alimentación y el relé actuará exactamente igual que un interruptor al cerrar
un circuito. En las imágenes siguientes se ilustra la diferente manera de
conectar la carga según el tipo de salida.
Salidas
con semiconductores (transistor o triac):
Salidas
a relés:
Los
circuitos internos del PLC no están conectados directamente a la salida. Igual
que en el caso de las entradas, la conexión entre la parte lógica y el circuito
de potencia se establece mediante un optoacoplador que proporciona una
separación eléctrica entre ambos. Las salidas cuentan además con circuitos de
protección para atenuar los picos de tensión transitorios que se generan al
desconectar una carga de tipo inductivo que suelen ser las más habituales.
Las
salidas analógicas proporcionan señales de tensión o corriente
variables, útiles para accionar válvulas proporcionales, variadores de
velocidad para motores y otros dispositivos similares. La CPU calcula el valor numérico
de la tensión que hay que proporcionar en cada momento y este dato es tratado
por un circuito conversor digital / analógico que genera en la salida la
tensión variable deseada. Los intervalos de tensión y corriente que generan
estas salidas son: de 0 a
10V, de -10 a
+10V, de 4 a
20mA y de 0 a
20mA, que son los usuales en instrumentación y control.
Programación
del PLC:
La
programación de un PLC no se efectúa sobre él mismo pues no posee una interfaz
adecuada ni memoria suficiente para escribir, desarrollar y depurar un
programa.
Las
consolas de programación son pequeños aparatos de bolsillo, similares a una
calculadora, que permiten efectuar la programación, ajuste y diagnóstico del
PLC. Dichas unidades de programación cuentan con un teclado alfanumérico y una
pantalla LCD de varias líneas con los que se puede redactar el programa de
usuario e introducirlo en el PLC. Es la manera más directa de efectuar la
programación pero supone un procedimiento engorroso y poco intuitivo. Su uso ha
sido ampliamente sustituido por los ordenadores y se reservan solo para
realizar pequeños ajustes en planta, la puesta a punto y lecturas de datos.
Actualmente
se utilizan los ordenadores como terminales de programación. Su potencia de
cálculo y versatilidad los convierten en ideales para desarrollar está función.
Las herramientas de programación son mucho más potentes, los entornos gráficos
permiten visualizar los diagramas completos, se puede monitorizar el
proceso mediante software de adquisición
de datos (SCADA), es posible trabajar en más de un lenguaje de programación,
etcétera. Los PLC’S poseen un puerto, normalmente un RS232, a través del cual
se transmite el programa de usuario una vez elaborado en el ordenador.
Además
de los equipos de programación existe un amplio número de dispositivos
auxiliares que se pueden conectar al PLC para realizar distintas funciones.
Entre ellos los más usuales son displays, teclados alfanuméricos, lectores de
códigos de barras y otros.
Lenguajes
de programación del PLC:
Para
elaborar los algoritmos que ejecutarán los PLC’S, existen varios lenguajes de
programación muy distintos entre sí ya que se desarrollaron bajo enfoques
diferentes. Por un lado están los lenguajes literales, similares a los que se
utilizan en los ordenadores y microprocesadores y que consisten en una serie de
instrucciones formadas por códigos alfabéticos y operandos. Por otro lado están
los lenguajes gráficos que nacieron como una evolución de los esquemas
eléctricos de uso común en automatización y que intentan representar de una
manera simbólica los circuitos eléctricos reales que deberíamos realizar para
controlar un determinado proceso.
La
mayoría de los fabricantes permiten utilizar varios de los lenguajes más
habituales. El uso de uno u otro lenguaje no depende más que de las
preferencias y conocimientos del programador. Los más utilizados son el
diagrama de contactos y la lista de instrucciones aunque también son frecuentes
el diagrama de funciones y el Grafcet. Veamos a continuación una descripción
básica de cada uno de ellos.
Diagrama de
contactos (LADDER):
También
se conoce como diagrama de relés, KOP por sus siglas en alemán o ladder
por su nombre en inglés. Se trata de un lenguaje gráfico que expresa las
relaciones entre las señales binarias que intervienen en el algoritmo como una
sucesión de contactos en serie y en paralelo.
Hasta
la aparición de los PLC’S, los automatismos se realizaban mediante circuitos
formados por relés, contactores, temporizadores y contadores por lo cual los
ingenieros que los diseñaban y los operarios encargados de su instalación y
mantenimiento estaban habituados a trabajar con esquemas eléctricos. Para
facilitar la programación siguiendo las mismas técnicas utilizadas hasta ese
momento se desarrollaron los lenguajes gráficos que trasladan los diagramas
eléctricos al interior del PLC.
Cada
una de las señales binarias que se han de manejar se representa gráficamente
mediante un contacto o una bobina. La lógica que se desea implantar se expresa
mediante una sucesión de contactos en serie y en paralelo que activan las bobinas
o relés de salida. La combinación de contactos (variables, señales) con dos
estados (abierto / cerrado) permite definir cualquier tipo de función lógica.
Además se dispone de contadores y
temporizadores que unidos a contactos y bobinas permiten elaborar
cualquier circuito de control.
El diagrama de contactos es
el lenguaje más intuitivo ya que permite visualizar gráficamente el circuito de
control que se realizaría en la práctica. La programación se efectúa desde un
punto de vista mucho más cercano al montaje físico, más en términos de
elementos a conectar, relacionar, activar y desactivar que en términos de
instrucciones de programa y variables.
Lista de
instrucciones:
También
se conoce como lenguaje nemónico o por sus siglas en alemánAWL y
es un lenguaje literal.
Es similar a los lenguajes
ensambladores utilizados en los sistemas digitales programables como
microprocesadores y microcontroladores. Cada operación básica se indica
mediante un código alfabético o nemónico que va seguido de los parámetros u
operandos necesarios. Los códigos que definen las operaciones lógicas (and, or,
not) se completan con otras expresiones para describir las funciones de
contaje, temporización, operaciones
aritméticas, saltos, etcétera. Se puede considerar como una transcripción aun
código literal de las ecuaciones de Boole que definen una secuencia de control.
A
pesar de ser menos intuitivo, mucho más difícil de interpretar en especial si
no se ha redactado el algoritmo y resultar la depuración de errores mucho más
tediosa, los defensores de la utilización de la lista de instrucciones afirman
que este lenguaje permite un control más completo y profundo de las funciones
del PLC.
Diagrama de
funciones:
Es
un lenguaje gráfico también conocido como plano de funciones, diagramade
puertas lógicas o por sus siglas en alemán FUP.
La
programación en este lenguaje consiste en hacer un esquema del circuito de
control utilizando las puertas lógicas características de los diagramas
electrónicos. Es usado por aquellos programadores habituados a diseñar
circuitos electrónicos digitales. Al igual que sucede con otros lenguajes, las
puertas lógicas no abarcan todas las funciones que puede realizar el PLC por lo
que se completa con instrucciones específicas para manejo de datos, cálculos
aritméticos, etcétera.
Grafcet:
El
grafcet no es propiamente un lenguaje de programación sino más bien un método
para analizar, desarrollar y estructurar un programa. El grafcet ("graphe
de commandeetape-transition" o "gráfico de mando
etapa-transición" en español) es un procedimiento gráfico que permite
representar cualquier proceso secuencial, de modo que no solo sirve para
describir un automatismo sino que se podría utilizar para elaborar una receta
de cocina, organizar un proyecto de construcción o pormenorizar un ensayo de
laboratorio. Es similar a un diagrama de flujo o a un árbol de decisión pero
mucho más formalizado y estructurado. La creación del grafcet fue motivada por
las dificultades que comportaba la descripción de automatismos con varias
etapas simultáneas utilizando los lenguajes normales.
En
síntesis consiste en dividir un determinado proceso en etapas durante cada una
de las cuales se ejecutan una serie de acciones. El paso de una etapa a otra se
efectúa siempre mediante una transición en la que deben cumplirse una o varias
condiciones para que tenga lugar. El proceso es cíclico ya que la etapa final
siempre dirige a la inicial. El proceso se puede bifurcar en varias ramas
simultáneas que concurrirán posteriormente. En la representación gráfica se
observa la concatenación de las etapas, las transiciones y las ramas en que se
divide el proceso, proporcionando una visión general del mismo. El grafcet es
pues un método que nos ayuda sobre todo a analizar a fondo el proceso, ver
cuáles son sus diferentes fases y estructurar adecuadamente el algoritmo ya que
una vez hecho esto, la programación de las acciones a realizar en cada una de
las etapas se efectúa ya en diagrama de contactos o en lista de instrucciones.
Lógicamente el empleo del grafcet se justifica cuando se trata de analizar
procesos complejos con muchas operaciones simultáneas, diferentes fases y
etapas paralelas.
La norma
IEC 1131-3:
A
pesar de que hablemos de “lenguaje de programación” como si hubiese un único
estándar perfectamente definido, en realidad existen tantos lenguajes como
fabricantes. Históricamente cada compañía ha desarrollado un lenguaje adaptado
a su producto con nomenclaturas, funciones y sintaxis propias. Esta situación
intentó ser resuelta por la IEC
(International ElectrotechnicalCommission) con la publicación de la norma IEC
1131-3 que pretende estandarizar los lenguajes de programación utilizados en
los PLC’S. Las ventajas de la normalización de los lenguajes son evidentes ya
que una misma aplicación se podría ejecutar en cualquier aparato y los
programadores no se verían obligados a adaptarse a las peculiaridades de cada
equipo. Aunque la norma data del año 1993, a día de hoy todavía no se ha conseguido la convergencia completa entre las distintas
versiones de los lenguajes para PLC’S.
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