INICIACIÓN AL DISEÑO DE LA LÓGICA DE CONTROL EN PLANTAS INDUSTRIALES (1ª parte)

Nota: Cuando se trata de explicar la lógica de control, entramos en el mundo virtual de los ingenieros de sistemas y los programadores, donde a cada uno le gusta hacer las cosas a su manera.

Programar, es algo complejo de estandarizar. En la siguiente colección de artículos, se intenta exponer, una forma de plantear la programación de una planta industrial. Me gustaría decir, que es el mejor método, pero no sería cierto, es sólo “una forma más”. La mejor forma de realizar este trabajo, es lo que debe de descubrir el lector, por sí mismo.

Se ha ordenado toda esta materia, gradualmente en varios artículos, para que resulte más fácil y ameno descubrir poco a poco, los entresijos de la “lógica de control en plantas industriales”.

Al final de cada artículo, se han incluido los enlaces, que llevan a los siguientes niveles.

Tras finalizar cada parte, se recomienda a los lectores, aposentar y reflexionar, sobre los conceptos tratados, antes de pasar al siguiente nivel.


INDICE:
1. ¿QUE ES LA LÓGICA DE CONTROL?
1.1. Introducción
1.2. Ejemplo sencillo

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1. ¿QUE ES LA LÓGICA DE CONTROL?

1.1. Introducción

La lógica, es la programación que se realiza en los automatismos / controladores (PLC o DCS) de una planta industrial.

A través de la lógica de control, dichos equipos, serán capaces de interpretar las señales, representarlas en una pantalla de operación, y/o actuar consecuentemente en el proceso (si procede).

Explicado de forma práctica:

Los equipos e instrumentos instalados en una planta industrial, generan señales, principalmente eléctricas, como respuesta a ciertos estímulos o circunstancias.

Muchas de estas señales, son enviadas a los controladores, instalados en los armarios de control.

Los controladores, tienen unas tarjetas por donde reciben las señales (Módulos de entradas).

Las señales, son interpretadas y enviadas a un mundo virtual, que es el cerebro de los controladores.

En dicho mundo, se configura la "lógica de control", mediante puertas "and", "or", “biestables”,...; que veremos más adelante.

En función de las señales de entrada, que recibe este mundo virtual, "la lógica de control" programada, generará una respuesta, que se implementará en las tarjetas de señales de salida.

En las tarjetas de salidas de los controladores, las señales salen del mundo virtual, y se materializan en señales eléctricas, que son enviadas a los equipos, que intervendrán y supervisarán el proceso.

En este conjunto de artículos, nos centraremos en la metodología, para la programación de ese mundo virtual (el cerebro de una planta industrial).

Nota: En las primeras plantas industriales, toda la lógica de control, se realizaba mediante cableado de contactos y relés. Por ejemplo, para realizar una puerta "AND", se cableaban 2 contactos en serie a un relé.

Actualmente lo más habitual, sería llevar esos contactos a una tarjeta y programar una puerta "AND" (virtual).

Hasta hace poco, la lógica de relés, se seguía usando porque se consideraba el sistema más seguro. Con la redundancia y la fiabilidad de los actuales equipos electrónicos, la lógica programada, puede ser tan o más segura, que la lógica de relés.

1.2. Ejemplo sencillo

En el siguiente dibujo, se muestra el control de un motor, con un ejemplo muy sencillo:

Se puede ver un motor, alimentado desde un cuadro de control de motores (CCM), cuyas señales están cableadas a un controlador (DCS).

La señal de “confirmación de marcha”, nos está indicando que el motor está parado.

En este ejemplo, se está usando un contacto auxiliar del contactor de fuerza, para indicar si el motor tiene o no energía. 

Este contacto es cableado desde el cuadro de control de motores al armario de control.

El controlador, enviará el estado de la “confirmación de marcha”, al servidor de la planta.

El servidor, es un ordenador que actúa a modo de almacén, registrando y almacenado todos los parámetros.

El servidor, está continuamente hablando con los puestos de operación, indicándoles como se encuentra la planta

Los puestos de operación, se lo muestran al operador, a través de la aplicación gráfica del SCADA, representando en este caso el motor en rojo (parado).

Nota: Se llama “faceplate”, a la ventana de control, que surge en el ordenador de operación, cuando pulsamos sobre el dibujo de un equipo. Cada “faceplate”, debería ser definido por la ingeniería, especificando los botones y funciones que tendrán.

Por ejemplo al pulsar con el cursor sobre el dibujo de un ventilador, se podría aparecer en la pantalla el siguiente "faceplate"

Desde el puesto de operación, si el operador, pulsara el botón de marcha en el “faceplate” del motor.

Se generaría una señal virtual, que primero, va desde el puesto de operación al servidor, y del servidor es enviada al controlador.

El controlador, actualizará el nuevo valor de la señal.

En este ejemplo, se ha programado en la lógica del controlador, que si la señal enviada del SCADA vale “1”, se activará la orden de marcha.

La orden de marcha, es una señal eléctrica, que se materializará en las tarjetas de salida del controlador, y excitará la bobina del contactor (en el armario eléctrico del motor).

Al excitar la bobina del contactor, los contactos cambiarán de posición (se energizará el motor y se cerrará el contacto auxiliar).

El contacto auxiliar, activa la señal de confirmación de marcha, y esto se representará en el SCADA, mostrando el motor de color verde.

Nota: En este ejemplo, se intenta exponer de forma sencillo los conceptos principales, pero en la realidad, todo se puede complicar hasta donde queramos. (El cuadro de control eléctrico del motor será más complejo, los lógicos de control tendrán más señales, los servidores tendrán más funciones, en el SCADA se podrá configurar parte de la lógica…).

De modo de repaso y simplificando, los conceptos básicos que se deben recordar como norma general son:

“Pulsar aquí, para ir a: DOCUMENTOS PARA DESARROLLAR LA LÓGICA DE CONTROL (2ª parte)”

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Resumen de los enlaces de artículo relaccionados:

INICIACIÓN LÓGICA DE CONTROL EN PLANTAS INDUSTRIALES (1ª parte)
DOCUMENTOS PARA LA LÓGICA DE CONTROL (2ª parte)
FUNCIONES LÓGICAS (3ª parte)
DESARROLLO Y APLICACIÓN DE LOS TÍPICOS LÓGICOS (4ª parte)
EJEMPLOS DE LÓGICA DE CONTROL EN PLANTAS INDUSTRIALES (5ª)

Elaborado por: Julio César Fernández Losa 02/02/2016 

Si tiene algo que corregir o añadir agradecería que me mandara sus comentarios a: 

InstrumentacionHoy@gmail.com