¿Cómo funciona mejor el PLC que los relés?

El beneficio que recibe al usar un sistema PLC depende de la tarea.

En Stennis, utilizamos PLC para cinco tareas principales: control remoto, enclavamientos, secuenciación, control y monitoreo de procesos.

Control remoto: básicamente encender y apagar cosas desde la distancia. Los relés ciertamente se pueden usar para esto, pero eso requiere mucho cableado. Con un sistema PLC, podemos ejecutar un par de fibras ópticas en el banco de pruebas y controlar cientos de circuitos de forma remota. Con los relés, cada uno de esos circuitos requeriría un cable de regreso a la sala de control y un interruptor, todo lo cual requiere mantenimiento y pruebas periódicas. (Beneficio: menos cableado, menor costo, más confiabilidad)

Enclavamientos: evitar que los operadores hagan algo peligroso. Los enclavamientos son fáciles de implementar en los relés, pero a menudo cambian a medida que los sistemas se reconfiguran y cambian los objetivos del proyecto. Cambiar los enclavamientos en un sistema basado en relés requiere volver a cablear y actualizar los esquemas que pueden llevar mucho tiempo. (Beneficio: flexibilidad, facilidad de uso)

Secuencia: acciones automatizadas que tienen lugar después de un retraso de tiempo específico u otro evento. Los relés de temporizador analógico y digital están disponibles (relés de temporizador / relés de retardo de tiempo / contadores-temporizadores-tacómetros / relés de temporización / temporizadores industriales / temporizadores de relé) pero son caros y requieren varios ajustes manuales para garantizar que su secuencia temporizada funcione correctamente. Funcionan bien para una secuencia única y bien definida, pero puede ser bastante complicado implementar una secuencia compleja o ramificada con estas. Los temporizadores en los PLC son fáciles de implementar y agregar temporizadores tiene muy poco costo, solo un poco de tiempo de ingeniero de software y técnico para actualizar el código. (Beneficio: flexibilidad, menor complejidad, costo)

Control de proceso: control de circuito cerrado de un proceso. Por ejemplo, controlar un calentador para mantener un tanque a una temperatura específica. Esto es muy difícil de hacer con un sistema basado en relés y requeriría circuitos adicionales, como comparadores, acondicionadores de señal, amplificadores, posiblemente un dispositivo de control de proceso digital (PID). En un sistema PLC, puede tener sensores analógicos conectados directamente al PLC, que proporcionarán el acondicionamiento de señal, calibración y escala. El PLC también puede implementar un controlador PID en software que proporciona todas las capacidades de un dispositivo controlador PID independiente a una fracción del costo. La mayoría de los fabricantes también proporcionan software para el ajuste automático de estos bucles PID, lo que reduce en gran medida el tiempo requerido para implementar un nuevo controlador de proceso. (Beneficio: costo, velocidad, complejidad)

Monitoreo: Grabando lo que hizo el sistema PLC durante su operación. Recopilar información sobre el tiempo entre eventos, la cantidad de tiempo que una bomba ha estado funcionando, registrar temperaturas y presiones durante un evento, etc. Esto no es posible con un sistema basado en relés. En el pasado, hemos tenido que conectar un sistema de adquisición de datos en paralelo con el sistema de control de relé para monitorear el rendimiento del sistema de control. Esto es increíblemente costoso y requiere modificaciones y mantenimiento constantes a medida que cambia el sistema de control. Usando OPC o CIP es muy fácil escribir software que registre los datos disponibles para el PLC sin un hardware adicional. (Beneficio: costo mucho menor, sin hardware adicional, confiabilidad).

Resumen: si necesita realizar un conjunto diverso de tareas, o incluso una sola tarea que requiere una modificación / mejora constante, debe utilizar un sistema basado en PLC. Es posible construir un sistema de control de relé para estas tareas, pero una vez que vaya más allá de controlar algunos dispositivos o procesos, rápidamente se encontrará gastando más tiempo y dinero en un sistema de control que no sea PLC.

Para ser justos, los PLC no son las únicas opciones, hay muchas líneas de productos diferentes que pueden realizar este tipo de operaciones (la mayoría se encuentran bajo el término general de Controladores de Automatización Programables o PAC), pero históricamente los PLC tienen un historial comprobado. fiabilidad y seguridad que requieren la mayoría de los proyectos.

Un sistema PLC básico consta de las siguientes secciones:
Sección de entrada / salida: la sección de entrada o el módulo de entrada consta de dispositivos como sensores, interruptores y muchas otras fuentes de entrada del mundo real. La entrada de las fuentes se conecta al PLC a través de los rieles del conector de entrada. La sección de salida o módulo de salida puede ser un motor o un solenoide o una lámpara o un calentador, cuyo funcionamiento se controla variando las señales de entrada.
CPU o unidad central de procesamiento: es el cerebro del PLC. Puede ser un microprocesador hexagonal u octal. Lleva a cabo todo el procesamiento relacionado con las señales de entrada para controlar las señales de salida basadas en el programa de control.
Dispositivo de programación: es la plataforma donde se escribe el programa o la lógica de control. Puede ser un dispositivo portátil o una computadora portátil o una computadora.
Fuente de alimentación: generalmente funciona con una fuente de alimentación de aproximadamente 24 V, utilizada para alimentar dispositivos de entrada y salida.
Memoria: la memoria se divide en dos partes: la memoria de datos y la memoria del programa. La información del programa o la lógica de control se almacenan en la memoria del usuario o en la memoria del programa desde donde la CPU obtiene las instrucciones del programa. Las señales de entrada y salida y las señales de temporizador y contador se almacenan en la memoria de imagen externa de entrada y salida, respectivamente. Trabajo de un PLC

Las fuentes de entrada convierten las señales eléctricas analógicas en tiempo real en señales eléctricas digitales adecuadas y estas señales se aplican al PLC a través de los rieles del conector.
Estas señales de entrada se almacenan en la memoria de imagen externa del PLC en ubicaciones conocidas como bits. Esto lo hace la CPU
La lógica de control o las instrucciones del programa se escriben en el dispositivo de programación mediante símbolos o mediante mnemotécnicos y se almacenan en la memoria del usuario.
La CPU obtiene estas instrucciones de la memoria del usuario y ejecuta las señales de entrada al manipularlas, calcularlas y procesarlas para controlar los dispositivos de salida.
Los resultados de la ejecución se almacenan en la memoria de imagen externa que controla las unidades de salida.
La CPU también controla las señales de salida y actualiza los contenidos de la memoria de imagen de entrada de acuerdo con los cambios en la memoria de salida.
La CPU también realiza funciones de programación interna, como la configuración y el restablecimiento del temporizador, verificando la memoria del usuario.

Los PLC dependen de la lógica digital en el procesador en lugar del artilugio mecánico de los relés. Cualquier componente de hardware siempre tiene mayores requisitos de mantenimiento y es más propenso a fallas, por lo que los PLC tienen una ventaja obvia.

También existe la ventaja de la flexibilidad: puede cambiar la lógica simplemente programando el PLC, mientras que los relés siempre requieren un nuevo cableado.

PLC tiene muchos beneficios sobre los relés,

  • El sistema PLC cubre menos espacio que el sistema de control de relé.
  • En el sistema PLC, la programación es más fácil, requiere menos tiempo que en el relé.
  • En PLC hay cientos de entradas y salidas fácilmente disponibles, lo que no es posible en el sistema de control de relé. Es entonces cuando necesita agregar más entradas en su sistema, necesita obtener más relés del mercado, pero en PLC ya estarán disponibles.
  • El PLC es un sistema compacto, por lo que no se verá afectado físicamente, mientras que los relés están a su alcance para que otros puedan hacerlo. O se verá afectado por un entorno exterior hostil.
  • El programa de PLC puede modificarse fácilmente o agregarse en su lógica, lo cual es difícil en el sistema de control de relé. Aunque en el sistema de control de relé, la lógica del sistema está abierta para que otros la vean, pero en la lógica del sistema PLC solo se puede leer a través del software.
  • El sistema de relé no es de larga duración como el sistema PLC.
  • El sistema de control de relé emite un sonido donde el sistema PLC no o muy poco sonido.
  • El PLC puede leer la señal analógica como Presión, temperatura, etc., lo que no es posible en los relés.
  • Se pueden almacenar varios datos de la máquina en el sistema PLC, lo que no es posible en el sistema de control de relé.
  • El sistema de control de relé puede causar un cortocircuito o una situación defectuosa que es menos probable en el PLC.
  • El costo del cableado será mayor en el sistema de control de relé que en el PLC.
  • El panel de control del relé se ve desordenado en comparación con el sistema PLC.
  • El mantenimiento del sistema PLC es más fácil que el sistema de control de relé.
  • Los sistemas PLC son físicamente mucho más compactos que los relés, lo que permite la misma funcionalidad en un espacio de gabinete más pequeño.
  • Son más resistentes a las incrustaciones de contactos en ambientes polvorientos.
  • Permiten una fácil expansión y reconfiguración de las señales de entrada y salida, suponiendo que esté disponible el software de programación correcto.
  • Se pueden integrar con el registro de datos de la computadora y otros sistemas de control digital, como los accionamientos electrónicos de motores de frecuencia variable.

El relé es un control cableado, la lógica se implementa mediante el cableado,

Pero en plc, un controlador controla las salidas, la lógica se implementa protegiendo.

El panel de relés es voluminoso, menos eficiente, el cableado o la modificación son difíciles y la resolución de problemas también es difícil.

Pero en plc, todo esto se puede hacer fácilmente.