bloques esenciales de un plc

2.1 Bloques Esenciales de un PLC
Aunque el PLC puede verse como una "caja negra" con una serie de entradas y salidas para interaccionar con el mundo industrial, conviene conocer su estructura interna y prestaciones para, de este modo, poder sacarle el máximo partido en su utilización como controlador de plantas.

El autómata es una maquina digital secuencial programable diseñada en torno a unmicroprocesador. Su estructura interna está basada generalmente en la arquitectura clásica de máquinas programables de John von Neumann.

Las mejoras en los sistemas basados en uP (potencia de cálculo, velocidad, reducción de precios, etc.) repercuten de inmediato en el mercado de los autómatas.
Independientemente del fabricante y modelo de autómata, podemos decir que los bloques básicos quecomponen la arquitectura interna de todo PLC son los siguientes:

1) Unidad control de procesa o CPU (Central Processing Unit). Es el núcleo o corazón de la arquitectura del PLC.
2) Banco de memorias internas. Compuesto por tres tipos básicos de memorias:
a) memoria de programa,
b) memorias internas (contadores, temporizadores, relés internos, etc.),
c) memoria imagen de entrada/Salida (I/O).3) módulos v interfaces de I/O. Estas, a su vez, pueden ser básicamente de tres tipos:

a) módulos I/O digitales.
b) módulos l/O analógicos (convertidores A/D y D/A),
c) c)módulos dc I/O especiales (contadores rápidos. para comunicaciones, para motores paso a paso, etc.).

4) Fuente de alimentación o FA. Compuesta por una serie de tensiones disponibles para la alimentación no solamente detoda Ia arquitectura, sino también, en muchos casos, para alimentación externa de elementos sensores y actuadores.












2.2 La CPU
La unidad central de proceso o CPU (Control Processing Unit) se puede considerar el cerebro de todo el sistema. Está formada por dos bloques o unidades fundamentales:

1) Unidad de control. Se encarga de generar todas las líneas de control ydirecciones para el control y acceso correctos a la gran mayoría de los dispositivos conectados a la CPU.
2) Unidad operativa: Realiza aquellas operaciones Lógicas, aritméticas y de movimientos de datos necesarios para la correcta ejecución del programa que tiene encomendado (es decir, almacenado previamente en la memoria del usuario). Dicha unidad operativa esté formada, entre otros elementos, poruna serie de registros internos y por un módulo principal denominado unidad aritmético-lógica (ALU). La ALU es el “centro de cálculo" lógico y aritmético del autómata programable.

La CPU en su conjunto tiene como misiones fundamentales las que vemos a continuación:

1) Consultar el estado de las diferentes entradas que existen en el PLC.
2) Recoger la secuencia de instruccionesque hay queejecutar de la memoria de programa secuencialmente.
3) Elaborar, a partir del programa y de las entradas obtenidas, las señales de salida u órdenes que se enviaran al proceso por medio de las interfaces de salida del PLC.
4) Actualizar continuamente los temporizadores y contadores internos del programa de usuario.
5) Efectuar operaciones de autodiagnóstico o auto chequeo de todo el sistema del PLCcon el fin de detectar posibles fallos de funcionamiento.

Hoy día, prácticamente en la totalidad de los modelos de PLC comerciales la CPU es realizada a partir de dos posibles opciones tecnológicas de implementación:


1) Utilización de uno o varios microprocesadores más memoria

Esta opción tecnológica tiene las siguientes características:

a) Ha sido ampliamente utilizada desde loscomienzos de los autómatas programables.

b) En la gran mayoría de los casos, esta opción está basada en la utilización de microprocesadores (uP) o micro controladores (uC) comerciales de empresas como Intel, Motorola, etc.

c) Es una opción relativamente económica gracias al reducido precio de los uP en la actualidad.

d) Limita fuertemente las prestaciones del PLC, puesto que hay que...