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con-ciencias

Diseño y construcción de un controlador
lógico programable basado en un núcleo
reconfigurable
Design and construction of a Programmable Logic
Controller based in a reconfigurable nucleus

S NAIDER J OSÉ C ARRILLO L INDADO
Estudiante de Ingeniería Electrónica de la Universidad del Norte. Miembro del Grupo de Robótica y
Sistemas Inteligentes de la misma universidad.scarrillo@uninorte.edu.co

A GENOR P OLO Z.
Estudiante de Ingeniería Electrónica de la Universidad del Norte. Miembro del Grupo de Robótica y
Sistemas Inteligentes de la misma Universidad.
apolo@uninorte.edu.co

M ARIO E SMERAL P.
Ingeniero Electrónico de la Universidad del Norte. Profesor catedrático y miembro del Grupo de Robótica y Sistemas Inteligentes de la misma universidad.mesmeral@uninorte.edu.co
Clasificación del artículo: investigación
Fecha de recepción: noviembre 15 de 2005

Fecha de aceptación: diciembre 16 de 2005

Palabras clave: controlador lógico programable, microprocesador empotrado, IEC 61131-3, IEEE 802.3.
Key words: Programmable Logic Controller, Embedded Microprocessor, IEC 61131-3, IEEE 802.3

RESUMEN
En este artículo se presenta el procedimientoseguido por el Grupo de Robótica y Sistemas
Inteligentes de la Universidad del Norte (Colombia) para el diseño y construcción de un controlador lógico programable (PLC) compatible con
el lenguaje de programación Lista de Instrucciones (IL) de acuerdo con la norma IEC 61131-3,
con capacidad para ser programado en forma local a través de la interfaz RS-232, y en forma
remota a través de una red deárea local mediante

el estándar IEEE 802.3. A diferencia de los PLC
convencionales, el que se presenta en este documento cuenta con el núcleo del sistema
reconfigurable descrito como microprocesador, empotrado haciendo uso del lenguaje de descripción
de hardware VHDL y sintetizado en un dispositivo
de lógica programable FPGA. Finalmente, se muestran comparaciones del desempeño del PLCconstruido con un controlador disponible de manera comercial para uso en un entorno industrial.

Diseño y construcción de un controlador lógico programable basado en un núcleo reconfigurable
S NAIDER J OSÉ C ARRILLO L INDADO / A GENOR P OLO Z. / M ARIO E SMERAL P.

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con-ciencias
ABSTRACT
This paper shows the procedure followed by the
Robotics and Intelligent Systems Group of the Universidaddel Norte (Colombia), for the design and
construction of a Programmable Logic Controller
(PLC), compatible with the IL (Instructions List)
programming language, according to the norm IEC
61131-3 and able to be programmed locally through
the RS-232 interface, and remotely through a lo-

cal area network by means of the IEEE 802.3 standard. Unlike the conventional PLC, the PLC
described inthis document has an embedded and
reconfigurable microprocessor as a core, which
was implemented within a FPGA using the Hardware Description Language VHDL. Finally,
comparisons between the performance of the constructed PLC against a controller available in the
market for use in an industrial environment is presented.

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1. Introducción
De acuerdo con la definición de la NEMA (NationalElectrical Manufacturers Association), un
controlador lógico programable (PLC) es “un dispositivo electrónico operado digitalmente, que usa
una memoria programable para el almacenamiento
interno de instrucciones con el fin de implementar
funciones específicas, tales como lógica, secuenciación, registro y control de tiempos, conteo y
operaciones aritméticas para controlar, a través demódulos de entrada/salida digitales o analógicos,
varios tipos de máquinas o procesos” (Wright, 1999: 1).
El PLC ha progresado rápidamente desde su inserción en el campo industrial en la década de los
sesenta (Yang, 2004: 79). Originalmente fue desarrollado como un dispositivo de control secuencial
para reemplazar los circuitos electromecánicos
basados en relés y desde entonces es usado...