GUIA DE ESTUDIO BASICA PLC

INSTITUTO UNIVERSITARIO DE TECNOLOGIA

DEL ESTADO TRUJILLO

AUTOMATIZACIÓN MEDIANTE CONTROLADORES LÓGICOS

PROGRAMABLES (P.L.C.)

APUNTES VER. 1 / TEORÍA BÁSICA DEL PLC

® T.S.U. PEDRO A. TORRES C.

Controles Industriales

1 AUTOMATIZACIÓN

Evidentemente que con el correr de los tiempos el trabajo humano ha sido y será
sustituido por mecanismo que reciben instrucciones (programas) o que están conectados
adecuadamente para realizar tareas complejas dentro de los diferentes procesos de control o
producción, esta liberación física y mental del hombre de dichas labores se conoce como
AUTOMATIZACIÓN.

2 PARTES DE UN SISTEMA AUTOMÁTICO

Todo sistema automático por elemental que sea se basa en el concepto de bucle o
lazo, como se representa en la figura 1.

Figura 1. Diagrama básico de un sistema automático

SEÑALES DE DETECCIÓN

SENSÓRICA
AUTOMATISMO TRABAJO
O PARTE
. MÁQUINA O PROCESO
DE CONTROL
ACTUADORES DE
CAMPO

ORDENES DE FUNCIONAMIENTO

® T.S.U. Pedro Torres C. 1


3 CARACTERÍSTICAS DE UN SISTEMA AUTOMÁTICO

Los sistemas automáticos están directamente vinculados a máquinas e instalaciones
complejas y de producción rápida, independiente, segura y precisa.

Un sistema automático en todo el concepto de su instalación cumple con las
siguientes características:

1. - Simplifica considerablemente el trabajo del operario y le da libertad para
realizar otras actividades.
2. - Permite pasar de un tipo de producción a otro fácilmente.
3. - Mejora y atiende la calidad del producto.
4. - Mejora y aumenta la producción.
5. - Ahorra material y energía (figura 2).
6. - Aumenta la seguridad del personal.

Figura 2. Ahorro de material y energía



4 OPCIONES PARA LA AUTOMATIZACIÓN

La automatización se efectúa mediante diferentes procedimientos esquematizados a
continuación:

CONTACTORES Y RELÉS
LÓGICA
CABLEADA

CIRCUITOS ELECTRÓNICOS

AUTOMATIZACIÓN
CONTROLADORES DE
PROGRAMA FIJO

LÓGICA
PROGRAMADA
CONTROLADORES
LÓGICOS
PROGRAMABLES (PLC)

Cuando se requiere cambiar o modificar el proceso o la función realizada por el
mecanismo de automatización, la lógica cableada requiere todo un cambio en su
interconexión o estructura, bien sea a relés o de circuitos electrónicos, no así la lógica
programada que solo requerirá un cambio en su programación. En un controlador de
programa fijo esto implica cambiar algunos elementos del circuito (memorias) pero será
mucho más sencillo si se trata de un controlador lógico programable ya que solo se
necesitará hacer una modificación del programa almacenado en él.



5 CONTROLADORES LÓGICOS PROGRAMABLES (PLC)

Un Controlador Lógico Programable, Autómata Programable o simplemente PLC es
una computadora industrial (basado en microprocesadores o microcontroladores) que
acepta entradas desde interruptores (pulsadores, finales de carrera, presostatos, termostatos,
etc.) y/o sensores digitales o analógicos (de proximidad, fotosensibles, de temperatura, de
flujo, etc.) evalúa esas entradas de acuerdo con un programa preestablecido y almacenado,
y genera salidas digitales y/o analógicas para controlar máquinas y procesos. En la figura 3
se muestra un diagrama de bloques de un controlador lógico programable.

Figura 3. Diagrama básico de bloques de un PLC
PROGRAMADOR

TABLA DE
ENTRADAS PROGRAMA TABLA DE
SALIDAS

INFORMACIÓN
ALMACENADA

UNIDAD DE PROCESOS
(CPU)

ELEMENTOS ELEMENTOS
DE ENTRADA SISTEMA DE
ENTRADA/SALIDA DE SALIDA



5.1 ANTECEDENTES HISTÓRICOS

En 1968, Ford y General Motor solicitan a sus proveedores de automatismo la
realización de un sistema de control para algunas de sus máquinas importantes, que debía
ser fácilmente programable y sin recurrir a las computadoras industriales ya en servicio en
la industria.

Entre estos microcomputadores y la lógica cableada aparecen los primeros modelos
de Autómatas, también llamados Controladores Lógicos Programables (PLC).
Conceptuados inicialmente para el tratamiento de la lógica secuencial, los PLC actualmente
extienden sus aplicaciones hacia todos los campos del control de procesos y de maquinas
industriales.

5.2 CAMPOS DE APLICACIÓN

Por sus características especiales y la constante evolución del hardware y software
aumenta continuamente su campo de aplicación, satisfaciendo las necesidades que se
presentan en la gama de sus posibilidades.

Su eficacia se aprecia fundamentalmente en procesos en que se producen necesidades
tales como:

• Espacio reducido.
• Procesos de producción periódicamente cambiantes.
• Procesos secuenciales.
• Maquinarias de procesos variables.
• Instalaciones de procesos complejos y amplios.
• Chequeo de programación centralizada de las partes del proceso.



5.3 VENTAJAS

• Menor tiempo empleado en la elaboración del proyecto, ya que no se dibujan esquemas
a contactos, no es necesario simplificar ecuaciones lógicas (posee memorias
suficientemente grandes) y la lista de materiales queda notablemente reducida al igual
que los proveedores.
• Flexibilidad de configuración y programación.
• Rápidos cambios con solo programarlos.
• Amplia variedad de funciones: reles internos, contadores, secuenciadores, shift register,
flip-flop, etc..
• Múltiples referencias: un relé puede tener en el programa múltiples contactos NC y NO.
• Mínimo espacio de ocupación.
• Menor costo en la mano de obra de instalación.
• Ahorro de tiempo en el montaje del equipo.
• Economía de mantenimiento (aumenta la fiabilidad del sistema al eliminar partes
mecánicas y contactos que se gasten o ensucien).
• Localización rápida de fallas.
• Posibilidad de gobernar varias máquinas.
• Si por alguna razón la máquina queda fuera de servicio, el PLC sigue siendo útil para
otra máquina o sistema de producción.

5.4 INCONVENIENTES

• Hace falta un programador, por lo que se debe adiestrar el personal relacionado.
• El costo inicial, esto es según las características del automatismo en cuestión.

5.5 ESTRUCTURA EXTERNA

Actualmente, son dos las estructuras más significativas que existen en el mercado:



• Estructura compacta: este tipo de Autómata se distingue por presentar en un solo
bloque todos sus elementos, esto es, fuente de alimentación, CPU, memorias,
entradas/salidas, etc.
• Estructura modular: como su nombre indica se divide en módulos que realizan
funciones específicas. Se distinguen dos versiones que denominaremos estructura
americana y europea:
Estructura americana: se caracteriza por separar las E/S del resto del autómata, de
tal forma que en un bloque compacto están reunidas las CPU, memorias de usuario
o de programa y fuentes de alimentación, y separadamente las unidades de E/S en
los bloques o tarjetas necesarias.
Estructura europea: su característica principal es la de que existe un módulo para
cada función: fuente de alimentación, CPU, entradas/salidas, etc.

5.6 ESTRUCTURA INTERNA

Los Autómatas Programables se componen esencialmente de tres bloques, tal como
se presenta en la figura 4.

• La Sección de Entradas.
• La Unidad Central de Procesos (CPU).
• La sección de salida.

Figura 4. Estructura interna de un PLC

Dispositivos Dispositivos
de Sección
Sección Unidad Central Sección de
entrada de
de de de salida
o entradas
entradas salidas o
Procesos
captadores actuadores
(CPU)



• La sección de entradas, mediante la interfaz, adapta y codifica de forma
comprensible por la CPU las señales procedentes de los dispositivos de entrada o
captadores, también tiene la misión de protección de los circuitos electrónicos
internos del autómata, realizando una separación eléctrica entre estos y los
captadores.
• La unidad central de proceso (CPU) es, por decirlo así, la inteligencia del sistema,
ya que mediante la interpretación de las instrucciones del programa de usuario y en
función de los valores de entrada, activa las salidas deseadas.
• La sección de salidas, trabaja en forma inversa a la de entradas, es decir decodifica
las señales procedentes de la CPU, las amplifica y manda con ellas a los
dispositivos de salida o actuadores, aquí también existen unas interfaces de
adaptación a las salidas y de protección de circuitos internos.

Son necesarios otros elementos para que el autómata sea operativo (fig.5), tales
como:

La unidad de alimentación, o fuente de alimentación adapta la tensión de red
de 120 volt o 220 volt, 60Hz a la de funcionamiento de los circuitos electrónicos
internos.
La unidad de programación, para que el usuario acceda al interior de la CPU para
cargar en memoria su programa, se acopla a ésta mediante un cable y un
conectador, o bien se enchufa directamente a la CPU.
Periféricos, son aquellos elementos auxiliares, físicamente independientes del
autómata, que se unen al mismo para realizar su función específica y que amplían su
campo de aplicación o facilitan su uso. No interviene ni en la elaboración ni en la
ejecución del programa.
Interfaces, son aquellos circuitos o dispositivos electrónicos que permiten la
conexión a la CPU de los elementos periféricos descrito.



Figura 5. Otros elementos para ser operativo

Unidad de alimentación

Dispositivos Dispositivos
de Sección
Sección Unidad Central Sección de
entrada de
de de de salida
o entradas
entradas Procesos salidas o
captadores (CPU) actuadores

Interfaces

Dispositivos
periféricos
Consola
de
programación

En la figura número 6, se muestra la arquitectura básica de un PLC.

5.7 UNIDADES DE ENTRADA-SALIDA (E/S)

En los autómatas compactos, las E/S están situadas en un solo bloque junto con el
resto del autómata.

En los modulares, las E/S son módulos o tarjetas independientes con varias E/S, y que
se acoplan al bus de datos por medio de su conductor y conector correspondiente, o bien a
un bastidor o rack, que le proporciona dicha conexión al bus y su soporte mecánico.



Figura 6. Arquitectura básica de un PLC
Area de la CPU
Area de memorias

Programa Memoria Memoria Otros elementos
y memoria de de trabajo análg y digt
uP
del sistema datos del usuario del sistema
ROM RAM RAM

Bus CPU

Area de Interfaces Area de E/S

Fuente Interfaz Interfaces Interfaces
de de unidad de entradas Entradas Salidas
alimen- de progra- periféricos
mación salidas
tación

De red A unidad A perifé- De A actuadores A BUS
de alimen- de progra- ricos captadores externo
tación mación

5.7.1 ENTRADAS

Las entradas son fácilmente identificables, ya que se caracterizan físicamente por sus
bornes para acoplar los dispositivos de entrada o captadores, por su numeración y por su
identificación INPUT o ENTRADA; lleva además una indicación luminosa de activado por
medio de un diodo LED.

En cuanto a la tensión, las entradas pueden ser de tres tipos:

• Libres de tensión.
• A corriente continua.
• A corriente alterna.



En cuanto al tipo de señal, éstas pueden ser: analógicas y digitales.

a) Analógicas

Cuando la magnitud que se acopla a la entrada corresponde a una medida, por
ejemplo, presión, temperatura, velocidad, etc. , esto es, analógica, es necesario disponer de
este tipo de módulo de entrada. Su principio de funcionamiento se basa en la conversión de
la señal analógica a código binario mediante un convertidor analógico-digital(A/D). A
continuación se enlistan los parámetros más significativos:

Campo o rango de
Tiempo
Intensidad o Resolución Precisión
De conversión
tensión
0 ...... 10 v 8 bits 1 ms ± (1% + 1
4 ...... 20 mA 8 bits 1 ms bit)
0 ....± 10 v 12 bits 1 ms en entradas
4 ...... 20 mA 12 bits 1 ms y
± 1%
en salidas

b) Digitales

Son las más utilizadas y corresponden a una señal de entrada todo o nada. Ejemplos
de estos elementos son los finales de carrera, interruptores, pulsadores, etc...
La figura 7 representa el esquema simplificado de un circuito de entrada por transistor del
tipo NPN, y en el que se destaca el aislamiento eléctrico hecho por el opto acoplador.



Figura 7. Esquema simplificado de un circuito de entrada digital

Led indicador
R1

Convensional
o del estado Entradas Diodo R3 I/O Tabla CPU
sólido (PNP) BUS status
+ Entradas
vcc R2
-

Optoacoplador

5.7.2 SALIDAS

La identificación de las salidas se realiza igual que en las entradas, figurando en este
caso la identificación de OUTPUT o SALIDA; incluye un indicador luminoso LED de
activado. Estas pueden ser: analógicas o digitales. Las analógicas se basan en la conversión
del código binario a señal analógica mediante un convertidor digital - analógico (D/A) con
parámetros significativos igual a los descritos para las entradas analógicas.

En cuanto a las salidas digitales se pueden dar tres tipos de salida:

• A relé.
• A triac.
• A transistor.

La salida a transistor se utiliza cuando los actuadores son a corriente continua, las de
relé y triac suelen utilizarse cuando los actuadores son a corriente alterna. La intensidad que
soportan las salidas oscila entre 0,5 y 2 Amp.

La figura número 8, muestra el circuito de salida digital a triac; se destaca el
aislamiento eléctrico y el circuito protector para cargas inductivas.



Figura 8. Esquema simplificado de un circuito de salida digital a triac

Led indicador
R1

Triac Varistor
M
Tabla I/O R
CPU Salida
status BUS
Salidas C
Vac

Carga
Circuito
Optoacoplador por eje. contactor
protector
Circuito de
amplificador cargas
inductivas

5.8 CONEXIONADO DE ENTRADAS Y SALIDAS DIGITALES (E/S)

En la figura número 9, se muestra el conexionado típico de entradas y salidas
digitales.
Figura 9 Conexionado típico de entradas y salidas digitales

BORNERA DE ENTRADAS

B1 B2 B3 B4 C

CONTACTOS
DE CAMPÒ
MODULO AC: FASE
MODULO DC: V+

MODULO AC: NEUTRO O FASE
MODULO DC: V-

BORNERA DE SALIDAS

B1 C B2 C

ACTUADORES
DE CAMPO M1 M2
MODULO AC: FASE
MODULO DC: V+

MODULO AC: NEUTRO O FASE
MODULO DC: V-



5.9 COMO SELECCIONAR UN PLC

Técnica sugerida para estimar un Controlador Lógico Programable según los
requerimientos del sistema a controlar:

1) Cuantificar la aplicación según los requerimientos de control. Actualmente los PLC
tienen una gran variedad de interfaces o tipos de entradas y salidas.
Usaremos tres categorías genéricas:
Discretas o ON/OFF.
Analógicas o variables.
Propósitos especiales.
2) Una vez estimado el total de los puntos I/O requeridos, el siguiente paso es decir la
localización de los módulos, ya sea en el propio sitio donde se efectúa el control o si es
remoto.
3) Es importante considerar el tipo de función de control que será necesario. Esas
funciones de control son importantes a la estimar la cantidad de memoria a usar.
4) Es importante definir la velocidad de aplicación. Esto en aplicaciones en donde el
tiempo de respuesta es critico.
5) Establecer la cantidad de memoria del programa.

5.10 MANTENIMIENTO

Aunque la fiabilidad de estos sistemas es alta, las consecuencias derivadas de sus
averías originan un alto costo, por lo que se necesita de un plan de mantenimiento
preventivo y de estrategias para la localización y reparación de las averías.

Mantenimiento preventivo.
Su periodicidad es tanto más cortas cuanto más complejo sea el sistema.
Localización y reparación de averías.
La detección de averías en los autómatas generalmente se determina por los dos
procedimientos que han desarrollado los fabricantes e incluido en el mismo, y son:



Por la lista de mensajes de error correspondientes a los leds indicadores que se
encuentran en el frente de la CPU.
Por las indicaciones que aparecen en el display de la consola de programación
5.11 INSTRUCCIONES Y PROGRAMAS

Programa: es una secuencia de funciones introducidas en el Controlador
Programable a ser ejecutadas por la CPU con el propósito de controlar una máquina o un
proceso.

Instrucción u orden de trabajo (figura 10): es la parte más pequeña de un programa
y consta de dos partes principales: operación y operando; a su ves el operando esta
dividido en símbolo y parámetro.

Figura10. Partes de una instrucción de trabajo

Instrucción

Operando
Operación ¿Dónde?
¿Qué?

Símbolo Parámetro

La operación es el código de la instrucción. Puede venir como código numérico o
cifrado o código nemónico. La operación le indica a la CPU qué tiene que hacer, la clase de
instrucción que ha de ejecutar.

El operando es el complemento al código u operación. Mediante el operando
indicamos la dirección del elemento de que se trate. El operando le indica a la CPU dónde
debe hacerlo, dónde debe realizar esa instrucción.



Ejecución de programas

En función de cómo se efectúe la ejecución o barrido del programa, se distinguen las
siguientes estructuras de programación:

Ejecución lineal: cuando el ciclo de barrido de la memoria del usuario se
realiza línea tras línea, y la CPU consulta las instrucciones contenidas en
la memoria secuencialmente, una a continuación de la otra, sin alterar
este orden, como se muestra en la figura número 11.

Figura 11. Ejecución lineal
Número de línea

0000 Instrucción

0001
"
0002
"
0003
"

n-1 Instrucción

n
"

Salto condicional: cuando el ciclo de ejecución de un programa tiene la
posibilidad, previa condición establecida, de alterar la secuencia línea a
línea del mismo y dar un salto a otras líneas de programa, dejando un
número de líneas sin ejecutar, tal como se indica en la
fig. 12.



Figura 12. Salto condicional
Número de línea

0000 Instrucción

0001
"

"
U
"
U+1 SALTO
"

"
V
"
V+1
"

"
n-1 Instrucción

n
"

Salto a subrutina: cuando en un programa hay uno o más grupos de
secuencias de instrucciones idénticas que se repiten y que habrá que
reescribir tantas veces como éstas se repitan en dicho programa principal;
se escribe una sola vez la secuencia o subrutina y se va a ella cuando se
requiera, tal como se muestra e la figura 13.

Figura 13. Salto a subrutina
PROGRAMA SUBRUTINAS
PRINCIPAL

NIVEL 1 NIVEL 2 NIVEL 3



Programas paralelos: en este sistema, el procesamiento se realiza
paralelamente y de forma asíncrona. En aquellos casos con un único
autómata queremos controlar varios procesos totalmente independientes,
este sistema es muy útil, aunque también se utiliza controlando funciones
de un proceso único. En la figura 14 se ilustra este funcionamiento.

Figura 14. Programas paralelos

PROGRAMA DE ASIGNACIÓN
DE PROGRAMAS PARALELOS

CON LAS DIRECCIONES
DE COMIENZO
M0 M1 M2 M3

5.12 LENGUAJES DE PROGRAMACIÓN

Existen varios lenguajes de programación para los PLC, aunque su utilización no se
puede dar en todos los autómatas; por esa razón los fabricantes indican en las características
generales de sus equipos el lenguaje o lenguajes con los que puede operar.
Normalmente acompañan al equipo con el Software de programación.

Los lenguajes de programación más usuales son aquellos que transfieren directamente
el esquema de contactos y las ecuaciones lógicas al autómata, sin embargo, no son los
únicos.



Los lenguajes y métodos más utilizados son:

Nemónico, también conocido como lista de instrucciones, booleano,
abreviatura nemotécnica, IL o AWL.
Diagramas de contactos, diagramas de escalera, plano de contactos,
esquemas de contactos, LD o KOP.
Plano de funciones, bloques funcionales, logigrama, FUP.
Grafcet o diagrama funcional, diagrama de etapas o fases.
Organigrama, u ordinograma, diagrama de flujo.

Excepto el nemónico, los demás tienen como base su representación gráfica,
pero todos deben ir acompañados del correspondiente cuadro o lista de instrucciones.

A continuación se describen los más usados actualmente:

⇒ Nemónico o booleano (IL o AWL).
Es un lenguaje en el cual cada instrucción se basa en las definiciones del
álgebra de boole.
Ejemplo:
STR: Operación inicio contacto abierto.
! N : Operación inicio contacto cerrado.
OR: Contacto paralelo abierto.
& N: Contacto serie cerrado.
TMR: Temporizador.
OUT: Bobina de relé de salida.

⇒ Diagramas de contactos o diagramas de escalera (LD o KOP).
La mayoría de los fabricantes incorporan este lenguaje debido a que se
emplea una simbología muy similar a la utilizada en los diagramas de control
electromecánicos.



En la figura número 15, podemos ver como los diagramas electromecánicos son
muy similares a los diagramas de escalera.

Figura 15. Diagramas similares

L1 L2
LS P1
CR2

001 003
011

En las líneas de los circuitos electromecánicos se requiere continuidad eléctrica para
energizar un elemento de salida, en los sistemas programados se requiere continuidad
lógica para generar una señal de salida.

Como se observa en la figura 15, en el diagrama de programación, los símbolos
individuales representan instrucciones y los números, por ejemplo, 001,003 y 011 son
direcciones de la instrucción correspondiente.

⇒ Plano de funciones (FUP).

Su semejanza con los símbolos lógicos o puertas lógicas facilita su representación
para los conocedores de la electrónica lógica. En la figura número 16, se presenta el
esquema para la ecuación propuesta.

Figura 16. Plano de funciones
ECUACIÓN:
((X1*X2)+(X3*X4)+(X5))*X6=Y1
X1

&
X2

& Y1

X3

&
X4

X5
X6



La programación de los autómatas puede realizarse desde un computador personal
(PC) o desde una consola de programación portátil.

Existen diferentes lugares en donde guardar la aplicación, por ejemplo:
• Memoria RAM (On line): Se trabaja en la memoria en la cual el programa es
ejecutado.
• EEPROM: Programa salvado permanente.
• RAM (Off line): Se trabaja en la memoria de la consola portátil.
• Flash EEPROM: Respaldo permanente en la consola de programación.
• Tarjetas especiales: respaldo permanente y transportable.

5.13 FUNCIONES DE REGULACIÓN EN EL PLC

Las funciones de regulación son elementos base en la programación de modelos de
PLC configurados para tal fin.

Estas funciones satisfacen especialmente las necesidades siguientes:

El proceso secuencial que requiere funciones de regulación auxiliares (ejemplos:
máquinas de embalaje en películas de plástico, máquinas de tratamientos de
superficies, prensas…).
El proceso de regulación simple (ejemplos: hornos para tratamientos de metales,
hornos para cerámicas, pequeños grupos frigoríficos…).
Las particularidades de regulación y control mecánico cuyo tiempo de muestreo es
crítico (ejemplos: regulación de pares, regulación de velocidad).

A continuación se describen brevemente las funciones de regulación PID, PWM y
SERVO del PLC Modicon TSX Micro.



5.13.1 LA FUNCIÓN PID

La función PID a partir de una medida y de un valor de consigna analógico en el
formato [0 – 10.000] y proporciona un control analógico en el mismo formato.

Algunas características son:

Algoritmo PID serie – paralelo.
Acción directa / inversa (según signo de la ganancia Kp).
Modos de marcha manual / automático con cambio instantáneo.
Formato de [0 – 10.000].
Funcionamiento en integrador puro (Kp = Td = 0].

5.13.2 LA FUNCIÓN PWM

La función PWM permite realizar una regulación de amplitud de impulsos en una
salida TON. Es una función que formatea la salida PID.

La amplitud de los impulsos depende de la salida del PID y del período de
modulación.

5.13.3 LA FUNCIÓN SERVO

La función SERVO permite realizar una regulación con un accionador de tipo motor
controlado en dos posiciones TON (UP y DOWN). Es un condicionamiento de salida que
se conecta en cascada a la salida analógica de un PID.
Cuando existe una copia de posición, se efectúa un control de la posición a partir de
las entradas INP (valor de consigna) y POT (medida de la posición).

Cuando la copia no existe físicamente, el algoritmo utiliza la variación de salida en
vez de la salida absoluta del PID. La salida UP (o DOWN, según el signo de la variación)



se pone a uno (1) durante un tiempo proporcional al tiempo de apertura del accionador y al
valor de la variación. Además, se introduce la noción de tiempo mínimo del impulso.

5.14 EL PLC Y LA INTELIGENCIA ARTIFICIAL

Todos los grandes avances científicos y técnicos que han tenido lugar desde la
creación del hombre hasta nuestros días, tienen un punto común de origen como lo es el
cerebro del hombre.

El cerebro del hombre, a pesar de su pequeño tamaño, es un componente de
características especiales tales como: aprendizaje continuo basado en la experiencia,
comprensión de diferentes tipos de información hasta la más difusa y complicada,
almacenamiento de información que puede ser utilizada para engranar nuevos
conocimientos. Estas características lo hacen extraordinariamente interesante, por lo que el
hombre ha realizado un sin fin de investigaciones para lograr reproducir esta genialidad en
un sistema artificial. Las Redes Neuronales Artificiales, Lógica Difusa y los Algoritmos
Genéticos son un ejemplo de este afán.

La inteligencia artificial es utilizada ya en muchos campos profesionales y
científicos: economía, medicina, electrónica, ingeniería de control, etc.

En el campo de la ingeniería de control tenemos principalmente: identificación de
procesos, simulación de la evolución dinámica de procesos y en el control de los mismos.
En el siguiente punto se muestra brevemente un ejemplo de la utilización del PLC
en la inteligencia artificial con Redes Neuronales.

5.14.1 EJEMPLO DE IMPLEMENTACIÓN DE UNA RED NEURONAL EN EL
PLC (MODELO NEURONAL DE UN INTERCAMBIADOR DE CALOR)

Para implementar el sistema se empleará un modelo neuronal como el mostrado en
la figura 17.



Figura 17. Modelo neuronal a implementar

y(k)
Z -1

U(k)

Z -1 Z -1
f(.)
Z -1 Z -1

.

De donde f(.) esta representada por una red neuronal multicapa de la forma en que
se muestra en la figura 18 (obtenida por ensayo y error a partir de datos de entrada y salida)
y describirá, en este caso, las condiciones dinámicas del intercambiador de calor. U(k) e
y(k) es la entrada y salida respectivamente.

Figura 18. Red neuronal multicapa f(.)

a1
W1 Wn
... an
+ +
1 1
b1 bn
R
S1 Sn

La implementación del modelo de la red neuronal en el controlador lógico
programable (PLC) será a través de su software de programación en diagrama de escalera o
set de instrucciones, tomando como base: la entrada, la salida, pesos, suma ponderada de
las entradas y función de activación de la red neuronal.
La figura 19 muestra un esquema representativo de la implementación del modelo
neuronal del intercambiador de calor en el PLC:



Figura 19 Implementación de la red neuronal en el PLC

PLC
(SIMULADOR DEL INTERCAMBIADOR DE CALOR)

SALIDA DEL
MODELO
Z -1 0 - 10 V
ENTRADA AL
MODELO
0 - 10 V

Z -1 PROGRAMA Z -1
ESCALERA
DE LA RED
NEURONAL
Z -1 Z -1

Cabe destacar, que entre los requerimientos básicos que debe tener el PLC a utilizar,
en una aplicación como la anterior, tenemos: entradas y salidas analógicas, operaciones
aritméticas, buena resolución (32 bits) y manejo de punto flotante.

5.15 CAPACIDAD DE DIÁLOGO

Generalmente poseen puertos seriales RS 485 integrados para intercambio de datos con
elementos inteligentes.

Pueden formar una red transparente con autómatas iguales.

Arquitecturas distribuidas con otros PLC de orden superior con o sin programas
actuando como extensión de E / S o PLC esclavos. Si poseen programa intercambian datos
con palabras específicas.



Pueden intervenir en redes con protocolos de comunicación (p.e. Modbus o Uni-telway)
actuando como clientes o servidores. Esto permite también interactuar PLC de diferentes
marcas y aplicaciones de larga distancia (enlaces con RTU).

5.16 PASOS A SEGUIR EN UNA APLICACIÓN

A continuación se presentan una serie de pasos cuya aplicación no debe considerarse en
forma rígida, sino quedan sujetos a juicio del programador, esto basándose en su
experiencia o destreza.

1. - Describa las especificaciones del proceso, como existe actualmente o que
operaciones deben realizarse y en que orden.
2. - Asigne las entradas y salidas.
3. - Escriba las condiciones de "Activado" y "Desactivado" para cada salida
4. - Escriba el "Diagrama de escalera" para cada salida. Este representa en secuencia
correcta, todas las funciones requeridas.
5. - Escriba las instrucciones booleanas para el diagrama de escalera o codifique los
símbolos del diagrama en una forma que pueda ser introducida al PLC a través
del equipo de programación.
6. - Entre a la lógica del sistema. Transfiera estas instrucciones al PLC vía equipo de
programación.
7. - Pruebe el programa, usando un simulador de entradas simule las acciones de
entradas programadas para cada salida.
8. - Debut y vuelva a probar.
9.- Salvar el programa.

5.17 ALGUNOS FABRICANTES DE PLC

A continuación se presentan algunos fabricantes de PLC:

SIEMENS



ALLEN-BRADLEY
THOSIBA
GRUPO SCHNEIDER ELÉCTRIC
LG
ABB
MOOLLER
YOKOGAWA

5.18 EJERCICIOS DE APLICACIÓN

Para obtener un entrenamiento básico en el manejo y programación de los
controladores lógicos programable (PLC) se recomienda revisar las siguientes guías de
estudios:

• Ejercicios resueltos con Relé Inteligente Zelio Lógic
• Descripción básica y ejercicios resueltos con PLC TSX Nano


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