Pregunte a los expertos: PLC

Josh Kingsley:
Bien, maravilloso. Muchas gracias, Travis y Henry. Esperamos que esto haya resuelto sus dudas. Parece que la siguiente pregunta también viene de LinkedIn. ¿Cuáles son los diferentes componentes de un PLC? Adam, como PM, creo que será ideal que tú la respondas.

Adam Bainbridge:
Muy buena pregunta. Hay tres componentes principales en un PLC. Están los dispositivos base, las comunicaciones y los módulos de expansión. Estos tres dispositivos generalmente se combinan en diferentes configuraciones para distintas aplicaciones, pero el dispositivo base, la CPU, se ocupa de todo el pensamiento y procesamiento de su programa. 

La unidad de comunicación trae información digital. Se comunica utilizando protocolos industriales estándar y proporciona el estado de comunicación de sensores al programa lógico para procesarse donde se puedan tomar decisiones. 

Las unidades de expansión, por último, son tarjetas de E/S físicas que toman entradas de sensor físico, salidas de relé físico, para controlar los contactores y motores directamente. Esos son los tres componentes principales: dispositivos básicos, unidades de comunicación y expansiones. 

Josh Kingsley:
Suena bien. Vamos a Facebook para la próxima, esta viene de Janice. Travis, tu turno para responderla. ¿Cuáles son las aplicaciones comunes de un PLC? Como ingeniero de aplicaciones, Travis, creo que tienes buenas respuestas para esto.

Travis Quinn:
Por supuesto. Por lo tanto, se puede utilizar un PLC, prácticamente en cualquier lugar que necesite para automatizar un proceso. Lo más importante que debe tenerse en cuenta es que normalmente se desea utilizar el PLC en situaciones en las que no quiere usarse un procesador específico de la aplicación. Esas situaciones serían requisitos de flexibilidad o costos. 

Algunos ejemplos de dónde desearía usar un PLC definitivamente estarían en el control de procesos en aplicaciones como la desinfección del agua, los sistemas HPAC o de otro modo, la producción de alimentos y bebidas.

Josh Kingsley:
Perfecto. Muy bien. Volvemos al mundo de LinkedIn, con Adam. Entonces, ¿cómo se comunica una HMI con un PLC? 

Adam Bainbridge:
Muy buena pregunta. Eso puede ser complicado, pero en términos más simples, su PLC tiene una lista de etiquetas o una lista de variables que usted diseña cuando crea el programa. Esa lista de etiquetas o lista de variables se importa a la HMI y la HMI, mediante sus controladores de comunicación, sincroniza los datos entre el PLC y la HMI utilizando protocolos industriales estándar. Ethernet/IP es una opción muy común en nuestra región de América. Una vez importado, tiene esa capa física que los mantiene sincronizados y puede usarlos en un programa y sincronizar esos datos entre ambos.

Josh Kingsley:
Entonces, más que nada, parece que interactúan bastante bien y que generalmente están hechos para trabajar juntos. ¿Es así?

Adam Bainbridge:
Muy fácil. Fácil de configurar.

Josh Kingsley:
Muy bien. Excelente. 

Josh Kingsley:
Volviendo a las preguntas, tenemos a Chuck Z del mundo de Facebook. Esta parece una pregunta bastante complicada: tengo una variedad de clientes que manejan distintos voltajes para sus aplicaciones, ¿hay algo como un PLC que funcionaría para todos ellos?

Adam Bainbridge:
No exactamente todos, pero nos estamos acercando mucho. Tiene razón, hay diferentes estándares de energía y potencia en todo el mundo. E, incluso dentro de cada región, las diferentes aplicaciones tienen diferentes requisitos. La CC de 12 voltios se utiliza comúnmente en aplicaciones móviles, refrigeraciones móviles, camiones y cosas así. La CA de 24 voltios se utiliza en todas partes de la industria de HPAC. Luego, se utilizan 120 voltios, 240 voltios estándar y algunos CC de alto voltaje en algunas industrias ferroviarias y de transporte. 

Tenemos algo que llamamos UC, Universal Current, que acepta tanto CA como CC. Por lo tanto, con un PLC, puede tomar 12 voltios de CC, 24 voltios de CC o 24 voltios de CA, lo que realmente simplifica las opciones que necesita tomar y la cantidad de inventario que necesita llevar. Y luego, nuestros dispositivos de CA de alto voltaje pueden tomar entre 100 y 240 voltios de CA. Nuevamente, es necesario simplificar las selecciones.

Josh Kingsley:
Muy bien. Excelente. Travis, quiero volver a ti para que también lo analices. Todo el tiempo que pasas en el campo como ingeniero de aplicaciones, ¿por qué hay tantos voltajes diferentes? Es genial que haya productos disponibles que puedan cubrir algo de esto, pero ¿por qué tenemos que llegar al punto en que nos estamos recuperando de esa manera?

Travis Quinn:
Claro. Excelente pregunta, Josh. Gran parte de esto se reduce a la tradición, como mencionó Adam. Históricamente, Estados Unidos tiene gran parte de su voltaje de control en 24 CC, caso contrario, en 120 CA. Pero ,cuando se va a Europa, muchas veces sus tomacorrientes, por ejemplo, o sus voltajes de control son de 220 voltios de CA. Así que, de nuevo, se reduce a la tradición. Sin embargo, existen algunos beneficios de usar 24 CC en comparación con 110 CA, como por ejemplo, no es necesario usar guantes una vez que está por debajo de los 50 voltios. Si necesita ingresar a un panel utilizando aplicaciones de menor voltaje, definitivamente tiene una ventaja.

Josh Kingsley:
Parece que la siguiente pregunta es nuevamente de LinkedIn, de Frank. Quiero señalar que esta pregunta también se refiere a algo que generó gran interés en la encuesta de eventos de LinkedIn que enviamos anteriormente. Así que, de nuevo, gracias a todos los espectadores que tenemos hoy, que participaron en esa encuesta. Fue bueno obtener la retroalimentación previa. 

Esta pregunta específica será sobre el control de PID. Ahora bien, lo que Frank quiere saber es qué es el control PID y cuál es una aplicación común para implementar el esquema de control con un PLC. Travis, una vez más, parece una pregunta perfecta para ti.

Travis Quinn:
Claro. Bien, PID significa control derivativo integral proporcional. Sin embargo, en el 90 % de las aplicaciones, generalmente lo único que necesita es un control proporcional e integral. Por lo tanto, el control proporcional escala directamente el aire entre el punto de referencia y la retroalimentación para aumentar o disminuir la respuesta inicial de un sistema, por eso la reacción de un sistema o un cambio de paso, en caso de que haya escuchado esos términos anteriormente, en tanto que la ganancia integral escala el aire acumulado en ese momento. Es muy útil para eliminar el aire en estado estacionario que, por lo general, no puede corregirse solo por la ganancia proporcional. 

Una aplicación común para el control PID con el PLC sería, por ejemplo, controlar la velocidad de un ventilador de escape para mantener una temperatura en una habitación. Por lo tanto, el PLC acelerará o disminuirá la velocidad de un ventilador a través de un variador de frecuencia para soplar más o menos aire caliente fuera de la habitación, lo que entonces, por supuesto, aumentaría o disminuiría la temperatura de la habitación para mantener ese punto de referencia que usted desea.

Josh Kingsley:
Adam, ¿algo para agregar a eso?

Adam Bainbridge:
Sí, absolutamente. El control derivativo integral proporcional suena muy complicado, por lo que muchas personas pueden querer evitarlo. Vamos al ejemplo de aplicación que Travis presentó, de usar ese ventilador de escape para regular la temperatura en las salas de control eléctrico. Es muy fácil simplemente activar un interruptor de temperatura de encendido/apagado. Por lo tanto, se enciende a cierta temperatura y se apaga nuevamente. La desventaja es que no se obtiene un control de temperatura muy preciso. La temperatura oscila dentro de ese rango y tampoco se obtiene ningún ahorro de energía. Por lo tanto, hacer funcionar un ventilador a velocidad máxima está bien, pero si coloca un variador de frecuencia en el sistema y reduce ese ventilador a la mitad de la velocidad, obtiene ahorros de energía significativos. Incluso si se ejecuta la misma cantidad de tiempo o incluso la mitad del tiempo, todavía está ahorrando una cantidad significativa de energía en esa aplicación.

Adam Bainbridge:
Obtiene un mejor control de la temperatura, ahorros de energía y realmente no es tan complicado con la tecnología moderna configurar un sensor de temperatura simple, algún tipo de controlador PI, que podría estar en el nano PLC o podría estar integrado en el propio VFD. Realmente le dará mucha más precisión. Y nuevamente, ahorrará energía, lo cual es un gran problema.

Josh Kingsley:
Cuando habla de ahorrar energía en un tipo de entorno de construcción comercial, eso puede significar un gran ahorro de costos, ¿verdad?

Adam Bainbridge:
Sí. Los motores en edificios comerciales son una de las cargas más grandes, en segundo lugar después de la iluminación. Por lo tanto, reducir el consumo de energía de cualquier motor, al variar su velocidad, es una gran ventaja.

Josh Kingsley:
Muchas gracias, me alegra saber que tenemos la capacidad de ayudar a nuestros gerentes de instalaciones en el mundo. Parece que la siguiente pregunta vendrá del mundo de Facebook y esta es de Jen. La pregunta es, ¿cuál es la diferencia entre PLC y RTU? Y creo que esto es realmente el resultado de tener muchos acrónimos dando vueltas. Adam, ¿puedes aclararlo, por favor?

Adam Bainbridge:
Sí. PLC significa controlador lógico programable, y RTU es una unidad terminal remota. Ambos procesan la lógica y ambos controlan las cosas. Diría que, tradicionalmente, el PLC siempre ha sido más fácil de programar, pero en última instancia hacen cosas muy similares. Leen entradas, leen salidas, escriben en salidas, toman decisiones, pero el PLC utiliza un código mucho más estandarizado, lo que hace que sea muy fácil de implementar en operaciones lógicas secuenciales.

Josh Kingsley:
Travis, ¿te gustaría agregar algo?

Travis Quinn:
Creo que Adam lo definió con bastante claridad. El PLC definitivamente se ajusta más al mundo industrial y las aplicaciones comunes, como la programación IEC 61131-3. Una vez más, tiene un uso más generalizado, lo que hace que sea mucho más fácil recoger y sintonizar, calibrar, por decirlo de alguna manera, en comparación con la RTU.

Josh Kingsley:
Perfecto. Parece que tenemos nuestra próxima pregunta de Nelson en LinkedIn. ¿Podría depurar su software PLC en Linux? Si es así, dígame si puedo borrar la memoria EPROM o PROM o estrictamente la memoria caché RAM. Adam, ¿puedes responder esa, por favor?

Adam Bainbridge:
Esa es definitivamente una pregunta profunda, Nelson. Así que quiere depurarlo desde un sistema basado en Linux. Nuestra aplicación EasySoft, que se interconecta con el software, es una herramienta basada en Windows, para que pueda realizar todas las funciones que describió desde Windows, sin duda. No puede ejecutar EasySoft en una plataforma basada en Linux. Existe esa limitación, desafortunadamente. 

easyE4 tiene una API, que es una interfaz de aplicación que le permite interactuar con el dispositivo a través de JSON. Muchos de los comandos que está pidiendo, podrían escribir e interactuar directamente con esa herramienta y leer y escribir datos y realizar diagnósticos. Desafortunadamente, será un poco más manual, pero podría ofrecer mucha flexibilidad en sus aplicaciones, así que creo que es una función muy poderosa tener esa API disponible para que trabaje en esos entornos.

Josh Kingsley:
Travis, ¿ha estado en una situación como esa antes, respecto de la cual podría comentar algo más?

Travis Quinn:
En realidad, esa es una situación bastante particular. Personalmente, aún no me he encontrado con eso. También escuché algo sobre cómo restablecer el módulo, así que me detendré allí. También hay una tarjeta microSD integrada que se puede usar para restablecer el dispositivo. Existen algunas formas manuales de restablecer el dispositivo y obtener la configuración que necesita, incorporada en el dispositivo, también.

Josh Kingsley:
Haré una pregunta de seguimiento rápido. ¿Qué otros beneficios representa el hecho de tener el lector de tarjetas microSD allí? ¿Puedes precargar programas, cosas de ese estilo?

Travis Quinn:
Sí. Puedes precargar programas. También puedes tener pequeños mapas de bits para cargar una imagen en el arranque. También puedes registrar datos en esa tarjeta. Por lo tanto, definitivamente hay varias funciones que son muy útiles cuando se utiliza esa tarjeta SD.

Josh Kingsley:
Bien. ¿Más preguntas del campo? Parece que estamos bastante preparados para informarnos sobre la situación de su aplicación específica en profundidad. Que vengan más.

Josh Kingsley:
Travis, tengo una pregunta para ti. ¿Cuál es la aplicación PLC única que has visto en el campo? ¿Cuál es el proyecto más particular en el que tuviste la oportunidad de trabajar?

Travis Quinn:
¿Estamos hablando específicamente de easyE4? 

Josh Kingsley:
Claro, en el espacio de nano PLC en general. ¿Qué tipo de alcance de aplicaciones cubrirá un nano PLC? ¿Cuál es la aplicación más particular con la que tuviste la oportunidad de trabajar?

Travis Quinn:
Claro. No lo voy a considerar súper único, pero diría que uno de los métodos más beneficiosos que he visto es usar los nano PLC como E/S remota. Entonces, al tener un nano PLC, solo el costo-beneficio con la E/S integrada, puede interactuar con él para leer y escribir datos o activar y desactivar salidas directamente. Esto es muy beneficioso porque también puede ejecutar cierta lógica menor, tal vez, remotamente también, en el PLC. Y luego, informe o canalice algunos de esos cálculos de vuelta a un controlador principal. Definitivamente ha habido clientes que también han utilizado esa arquitectura.

Adam Bainbridge:
Agregaré algo al respecto. Los nano PLC realmente han desdibujado la línea, la generación actual, es decir, en aplicaciones. Solía haber estos controladores PID dedicados, controladores de temperatura dedicados, controladores de flujo dedicados. Podía tener un contador dedicado, relés temporizadores y cosas así. 

El precio es tan bajo en estos nano PLC que puede considerar fácilmente hacer un nano PLC en esas aplicaciones simples para reemplazar un contador y luego, tener capacidad de expansión en el futuro. Los nano PLC, por lo general, no eran muy expandibles. Ahora, con easyE4, puede obtener hasta 190 puntos de E/S, aproximadamente. Por lo tanto, la cantidad de E/S rara vez es el factor limitante. Se trata realmente de la velocidad de procesamiento y el tipo de control que necesita. 

El nano PLC es ideal para actualizar desde controladores simples dedicados o incluso para pensar en algunas aplicaciones de PLC, donde solo necesita un tiempo de respuesta de milisegundos, un segundo tiempo de respuesta. Pero, si realmente necesita un control de posición mucho más rápido e hiperpreciso, es probable que deba subir a una clase superior, los dispositivos PLC microplásticos.

Josh Kingsley:
Muchas gracias. Parece que recibimos un par de preguntas más. Pero, muy rápido, quiero saludar a las personas de todo el mundo. Esto es increíble. Tenemos representantes del Caribe, de República Dominicana. Tenemos algunos amigos africanos de Marruecos. Tenemos de Sudamérica, Perú. Tenemos de México. Y tenemos representantes de muchos lugares europeos, Suiza, Italia y Rusia. Tenemos algunos representantes de países asiáticos, como India. Tenemos de Turquía, que es tanto europeo como asiático. Y Nigeria, Toronto, por supuesto, EE. UU., España, Túnez. Esto es emocionante. Me alegra tener a tantas personas de todo el mundo sintonizando para escuchar a Adam y Travis, y que nos compartan sus conocimientos.

Josh Kingsley:
La siguiente pregunta es: ¿es posible aprender a programar un PLC con la ayuda de cursos en línea o es necesario tener el equipo? Entonces, ¿cuál sería la mejor manera de aprender sobre un PLC? Esta pregunta es de Zyan en LinkedIn. Creo que lo que están preguntando es si necesita aprender a programar un PLC y, en este sentido, ¿cuál es la mejor manera de hacerlo? Travis, creo que has tenido que aprender a programar muchos PLC, así que te dejaré responder esta.

Travis Quinn:
Claro. Bien. Eaton está trabajando en algunas clases de capacitación en línea. Ofrecemos algunas clases presenciales y estamos trabajando para obtener mucha de esa información en línea y que esté disponible para que los clientes también la usen. Esa capacitación es muy beneficiosa. Incluso si descarga el software en sí, definitivamente puede probarlo. Hay simuladores incorporados para ayudarlo a jugar también con esa lógica y puede obtener algunos comentarios sin tener un dispositivo. Pero, en realidad, si quiere tenerlo físicamente frente a usted, siempre recomendaría intentar comprar solo los componentes básicos porque realmente siento que interactuar con el dispositivo es la mejor manera de aprender realmente sobre él.

Adam Bainbridge:
Quiero agregar algo, si es posible.

Josh Kingsley:
Claro, Adam. Adelante.

Adam Bainbridge:
Puede descargar easySoft de forma gratuita. La única restricción es que si no tiene licencia, no puede descargarlo a un dispositivo. Tenemos videos disponibles en línea, creo que hay siete en este momento en nuestra página web. Cubren cosas básicas como iniciar su primer programa, descargarlo en un dispositivo, usar bloques de funciones básicas, cosas así. Así que, para responder su pregunta muy específicamente, sí, puede aprender a usarlo de manera muy sencilla. Es muy simple de programar. Tenemos herramientas disponibles en línea para aprender rápidamente. Pero como dijo Travis, tenemos una caja de inicio que viene con el cable, la licencia de software y un dispositivo de unidad base que puede comprar, en caso de que tener el dispositivo físico le facilite la tarea.

Josh Kingsley:
Entonces, vamos a una pregunta de seguimiento rápida. Ahora, Travis, como mencionaste, es necesario tener los dispositivos básicos para armar todo. ¿Estás insinuando que sería buena idea tener un motor pequeño para simular una aplicación? ¿O a qué te refieres cuando dices que hay que tener cerca los dispositivos básicos?

Travis Quinn:
Supongo que lo que quise decir para los dispositivos básicos en esa última oración era asegurarse de tener la unidad base. Y, luego, también tenemos una variedad de unidades de expansión en easyE4, por lo que si se necesitan salidas analógicas, por ejemplo, normalmente no las proporcionamos en la unidad base easyE4. Entonces, si necesitas algunas de esas características, a eso me refería, es necesario obtener los componentes básicos de lo que crees que necesitas para tu aplicación. No es necesario que salgas y te vuelvas loco y compres todo tipo de cosas o te compliques demasiado. Si recién estás comenzando y viendo algunos de esos videos a los que Adam hizo referencia, los dispositivos base que necesitas para tu sistema o aplicación son generalmente todo lo que se necesita para ponerse en marcha.

Josh Kingsley:
Excelente. Gracias por la aclaración. La siguiente pregunta que tenemos es de LinkedIn. ¿Alguna recomendación sobre una aplicación o un manual de referencia para controladores PLC para subestaciones de control de media tensión? Adam, ¿puedes responder esa, por favor?

Adam Bainbridge:
¿Algún manual de referencia? ¿Esa fue la pregunta específica?

Josh Kingsley:
Sí. Por lo tanto, recomendaciones sobre aplicaciones o manuales de referencia para controladores PLC para subestaciones de control de media tensión?

Adam Bainbridge:
Tenemos manuales para los dispositivos base que cubren el despliegue de los diferentes bloques y elementos dentro de ellos. Cualquier cosa específica de la subestación de control, para ser honestos, no, no tenemos ninguna documentación, pero no dude en comunicarse con Travis o conmigo y podemos ayudarlo con esas solicitudes. Si hay funciones específicas, como esquemas de transferencia y monitoreo, podemos ayudarlo y señalarle los bloques de funciones correctos para ayudarlo a resolver esas aplicaciones. 

Josh Kingsley:
Muy bien. ¿El mejor punto de contacto es trabajar a través del Centro de Recursos Técnicos? ¿A través de ustedes directamente?

Adam Bainbridge:
El Centro de Recursos Técnicos siempre es un buen punto de partida. Tienen un conocimiento profundo de los productos. Pero sí, no dude en comunicarse con Travis o conmigo también.

Josh Kingsley:
Tenemos algunas preguntas más que quiero tratar de responder. Entonces, Amir en LinkedIn, ¿qué aspectos de las mejoras aún son necesarios para un controlador lógico de programación, tanto de hardware como de software, especialmente cuando se trata de lidiar con problemas de IoT? Adam, ¿quieres responderla?

Adam Bainbridge:
¿Qué problemas o mejoras?

Josh Kingsley:
Sí. ¿Qué aspectos de las mejoras siguen siendo necesarios para el hardware y software del PLC cuando se trata de problemas de IoT?

Adam Bainbridge:
La seguridad es algo importante. Siempre será un problema que nunca se terminará. Vamos a tener que seguir resolviéndolo todos los días y estar atentos a las amenazas actuales. Como mencionó Travis mencionó, ya tenemos servidores de correo electrónico dentro de easyE4, para que pueda conectarlo a Internet y pueda enviar esos mensajes de correo electrónico y alertas a cualquier personal de soporte o propietarios de edificios u operadores de plantas que desee, eso ya está allí. En cuanto a la seguridad cibernética, se ha probado y está en curso. 

El otro problema es que nos gustaría hacer más. Nos gustaría obtener más recopilación de datos de estos dispositivos. Tenemos las API, que permiten extraer los datos en la plataforma de su elección. Pero creo que eso podría simplificarse para el usuario final y similares. Es algo en lo que vamos a seguir trabajando. 

Josh Kingsley:
Perfecto. Parece que vamos a poder responder una más. Travis, si pudieras responder rápidamente a Ola desde LinkedIn, ¿qué procesos de mantenimiento se requieren para un PLC?

Travis Quinn:
Por lo general, los PLC en sí mismos están bastante bien sellados. Por lo tanto, el mantenimiento de un PLC, especialmente cuando está dentro de un panel, es muy, muy bajo. Hay algunos PLC que tienen baterías, para los relojes en tiempo real, que pueden quemarse con el tiempo. Por lo general, ese es el único mantenimiento que necesitan, honestamente. Estos PLC han existido en el sector industrial durante mucho tiempo y son, básicamente, a prueba de balas cuando se trata de mantenimiento.