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Un avance de proyecto sobre controladores lógicos programables (plc) para estudiantes de ingeniería mecatrónica. Se explora la estructura de un automatismo, incluyendo etapas como la captación de datos, procesamiento de información, toma de decisiones y actuación. Se analizan diferentes tipos de control en automatización, como el control lógico, secuencial, en lazo abierto y cerrado, pid, adaptativo e inteligente. El documento también incluye un caso de estudio sobre la aplicación de un plc en una planta embotelladora, mostrando la integración de señales analógicas y digitales en un sistema de control híbrido.
Tipo: Tesis
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Alumno:
ATANACIO MONICO CARLOS DANIEL – 21TE
MARTINEZ PARRA CAROL DAYANA – 22TE
RODRIGUEZ MONTOYA RUBEN – 22TE
ROSALIANO RAMIREZ YAHIR – 22TE
Ejemplo de toma de decisión en un PLC:
Si un sensor de temperatura detecta más de 80°C, el PLC activa un ventilador.
Si el sensor de nivel detecta un tanque vacío, la bomba de llenado se enciende automáticamente.
Una vez tomada la decisión, el sistema envía una señal a los actuadores para ejecutar la acción correspondiente.
Tipos de actuadores:
Motores eléctricos (trifásicos, servomotores, paso a paso).
Electroválvulas (control de fluidos y gases).
Relés y contactores (para activar circuitos de potencia).
En sistemas avanzados, se utiliza la retroalimentación (feedback) para monitorear la salida y ajustar los parámetros en tiempo real.
Ejemplo de un sistema de control con retroalimentación:
Un variador de velocidad ajusta el torque de un motor en función de la carga.
Un sensor de presión mide el flujo de aire y ajusta la válvula de control.
Los sistemas de automatización pueden clasificarse según el tipo de control que utilizan para gestionar el proceso.
Este tipo de control se basa en condiciones booleanas (0 y 1, ON/OFF).
Ejemplo:
Un sistema de iluminación que enciende las luces cuando un sensor detecta movimiento.
Este control sigue una secuencia de pasos predefinidos, donde cada acción depende de la anterior.
Ejemplo:
Un sistema de envasado que llena, sella y etiqueta productos en un orden específico.
Programación en PLC mediante diagramas de escalera (Ladder Logic).
En este control, la salida no influye en la entrada, lo que significa que el sistema ejecuta acciones sin verificar el resultado.
Ejemplo:
Un horno de resistencia eléctrica que calienta durante un tiempo programado, sin medir la temperatura real.
Este tipo de control utiliza sensores para ajustar la operación en tiempo real.
Ejemplo:
Un sistema de climatización que ajusta la temperatura según la lectura de un sensor.
Procesa señales digitales y analógicas. Ejecuta un control PID para regular el nivel de llenado. Activa válvulas, motores y cintas transportadoras.
Actuadores (Salida del PLC):
Motores eléctricos→ Mueven la cinta transportadora.
Electroválvulas→ Controlan el flujo de líquido en el llenado.
Cilindros neumáticos→ Operan el sistema de sellado y etiquetado.
Sistema SCADA (Supervisión y Control):
Muestra datos en tiempo real como velocidad, nivel de llenado y fallas.
Permite ajustar parámetros sin detener la producción.
Funcionamiento del Control Híbrido con PLC
Control Digital en el PLC
Las fotocélulas envían una señal ON/OFF al PLC cuando una botella está en posición.
El PLC activa las electroválvulas y motores cuando detecta una botella.
Finales de carrera verifican la correcta posición del sellado y etiquetado.
Control Analógico en el PLC
El sensor de nivel ultrasónico envía una señal continua (0-10V) al PLC.
El PLC usa un control PID para ajustar la apertura de la electroválvula según el nivel de líquido.
El transductor de presión mide la cantidad de gas en la botella y el PLC ajusta la inyección de CO₂.
Beneficios del Sistema de Control con PLC
Precisión en el llenado: El control PID mejora la regulación del líquido en cada botella.
Optimización del proceso: El PLC permite ajustes dinámicos sin detener la producción.
Supervisión en tiempo real: SCADA facilita el monitoreo y la detección de fallas.
Reducción de desperdicio: La integración de sensores analógicos y digitales mejora la eficiencia del sistema.
El uso de un PLC en un sistema de control híbrido permite la integración eficiente de sensores digitales y analógicos, mejorando la precisión y confiabilidad del proceso industrial. Este tipo de automatización es clave en sectores como alimentación, farmacéutica y manufactura, donde se requiere un alto grado de control y supervisión.
