Dispositivos electrónicos programables: un análisis comparativo de PLC estándar y controles dedicados

En el campo de la automatización y el control industrial, los dispositivos electrónicos programables se han convertido en parte integral de la gestión tanto de maquinaria como de procesos.

En el corazón de este sector encontramos:

• Controles lógicos programables estándar, conocidos como PLC.
• Controles electrónicos dedicados, hechos a medida para aplicaciones específicas

Ambas categorías tienen diferentes ventajas, características y objetivos de aplicación.

Como desarrolladores y fabricantes de controles electrónicos personalizados , estamos familiarizados con los matices y capacidades que ofrecen estos sistemas. Seremos muy transparentes en este punto: nuestra experiencia ha demostrado una y otra vez que, mientras que los PLC ofrecen una solución generalizada adecuada para una amplia gama de aplicaciones, los controles electrónicos especialmente diseñados o hechos a medida están diseñados para satisfacer necesidades específicas de una aplicación y conducir así a una mayor eficiencia global y una adaptación a medida de cualquier actividad industrial.

Los PLC estándar, si bien son versátiles y ampliamente adoptados, en ocasiones pueden verse limitados por su diseño y programación genéricos, que pueden no estar en línea con las complejidades de cada proceso.

Por otro lado, los controles electrónicos especialmente diseñados se benefician de un diseño y características personalizados que responden directamente a los requisitos específicos del usuario, lo que garantiza un mejor rendimiento y una fácil integración incluso en sistemas existentes.

A través de nuestro compromiso de crear soluciones de control personalizadas, hemos observado que a menudo superan a los PLC genéricos en términos de precisión y confiabilidad en el entorno y contexto previstos.

Los beneficios de un enfoque personalizado incluyen no solo una mayor eficiencia operativa, sino también el beneficio de contar con tecnologías de control que son inherentemente adaptables a las necesidades cambiantes de la industria . Creemos que en muchas situaciones los controles diseñados específicamente ofrecen una propuesta de mayor valor, proporcionando una ventaja competitiva clave para las empresas que buscan optimizar procesos, sistemas y experiencias de usuario para lograr mejores resultados.

Profundicemos por un momento en el tema de los PLC.

Fundamentos del control lógico programable (PLC)

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Los controles lógicos programables, comúnmente conocidos como PLC, son dispositivos electrónicos industriales resistentes diseñados para automatizar diversos procesos, máquinas y sistemas. En esencia, los PLC comprenden un procesador o unidad central de procesamiento (CPU) que ejecuta instrucciones de control basadas en las entradas recibidas y la lógica de programación predefinida.

Las entradas son señales eléctricas de sensores o interruptores manuales, que revelan el estado actual de una máquina o proceso. Estos aportes son críticos para la reactividad y la respuesta. Las salidas , por su parte, también son señales eléctricas, pero son enviadas por el PLC para activar actuadores o indicadores, influyendo directamente en el proceso controlado.

Una característica destacable de los PLC es el uso de un dispositivo de programación y lenguajes de programación específicos . El más popular de ellos es la lógica de bloques, un lenguaje que simula la lógica de relés y es particularmente fácil de usar para ingenieros y técnicos familiarizados con los diagramas eléctricos.

Los PLC se programan mediante software en una computadora o programador portátil. Esta programación gobierna las funciones lógicas que realizará el PLC, incluidas secuencias, temporización, conteo y cálculos aritméticos. Esta flexibilidad permite que los PLC se adapten a una amplia gama de aplicaciones donde un dispositivo diseñado específicamente puede no siempre ser necesario u óptimo.

En términos de estructura, un PLC puede constar de una sola unidad o ser modular, permitiendo su ampliación y adaptación. El diseño modular es beneficioso para los usuarios, ya que permite escalar y personalizar el PLC según requisitos específicos, sin la necesidad de una revisión completa del sistema.

Centrémonos ahora en los controles electrónicos personalizados.

Descripción general de los controles electrónicos dedicados

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En el panorama de los sistemas de automatización, estamos especializados en la creación de controles electrónicos ad hoc que responden a necesidades industriales específicas. A diferencia de los controles lógicos programables (PLC) estándar, estas soluciones diseñadas a medida se integran perfectamente con dispositivos de entrada y salida, independientemente de su alcance o naturaleza, lo que garantiza un funcionamiento eficiente y un nivel muy alto de flexibilidad.

Aquí hay una lista de aspectos clave que lo ayudarán a apreciar de inmediato la diferencia entre un PLC y un control electrónico personalizado.

Aspectos clave:

1. Personalización : Nuestros controles electrónicos se desarrollan teniendo en cuenta las necesidades específicas del cliente. Este enfoque hecho a medida permite el ajuste de especificaciones de sistemas complejos.
2. Integración : como dispositivo informático central para el control de la automatización, está diseñado para comunicarse sin problemas con una amplia gama de sensores y actuadores, adhiriéndose a rigurosos protocolos de automatización.
3. Optimización : Con la eficiencia como piedra angular, estos controles están programados para optimizar el rendimiento de maquinaria y procesos dedicados, utilizando solo recursos muy específicos y medibles.
4. Rendimiento : Los controles ad hoc están diseñados para garantizar robustez y confiabilidad, reduciendo al mínimo el tiempo de inactividad y mejorando significativamente la productividad de un sistema de automatización.

Pero eso no es todo, existen beneficios adicionales.

Beneficios adicionales:

• Flexibilidad inigualable para futuros cambios y escalabilidad
• Alta precisión en el comportamiento del sistema de control , conduciendo a resultados predecibles y deseados.
• Interfaz de usuario moderna y totalmente personalizada
• Interfaz simplificada con dispositivos de entrada y salida específicos de la industria

Utilizar controles electrónicos especialmente diseñados significa elegir sistemas de control que no sólo sean de alto rendimiento, sino que también estén verdaderamente alineados con las características y especificaciones únicas de una aplicación determinada. Nuestra experiencia nos permite brindar soluciones de vanguardia en el campo de las tecnologías de control, permitiendo a los Clientes perfeccionar y explotar el verdadero potencial de sus sistemas de automatización.

Análisis comparativo de PLC y controles electrónicos.

Evaluar y elegir entre PLC estándar y controles electrónicos específicos requiere una comprensión integral de sus diferencias en hardware, capacidades de programación, contextos de aplicación y métricas de rendimiento.

Funciones de hardware

Nuestros controles suelen estar diseñados con hardware personalizado adaptado a necesidades específicas. Los PLC suelen ofrecer un enfoque modular estándar , que permite una variedad de fuentes de alimentación de CA o CC , salidas de transistor o triac y la instalación de módulos adicionales. Por el contrario, nuestros diseños permiten la integración de múltiples circuitos específicos en un solo control, optimizando el espacio y reduciendo la necesidad de componentes externos adicionales.

Software y programación

Las herramientas de software y los lenguajes de programación para PLC generalmente están estandarizados en toda la industria, cumpliendo con los estándares IEC 61131 e IEC 61131-3 . Admiten una variedad de paradigmas de programación simples, como lista de instrucciones (IL) , texto estructurado (ST) , marco funcional secuencial (SFC) , diagrama de bloques de funciones (FBD) y diagrama de cadena (LD) .

Por el contrario, nuestros controles electrónicos están programados con lenguajes eficientes y escalables cercanos al hardware, permitiendo una gestión precisa, completa y detallada de la máquina. Este tipo de programación proporciona una lógica dinámica, optimizada para la aplicación industrial prevista, y garantiza un mayor grado de seguridad y fiabilidad.

Escenarios de aplicación

Los PLC son versátiles y se pueden utilizar en un amplio espectro de aplicaciones industriales, desde un simple control de motores hasta líneas de producción y montaje más complejas.

Los controles dedicados, a su vez, están diseñados para contextos operativos donde la eficiencia, la precisión y la seguridad son esenciales.

Nuestros controles también ofrecen una interfaz de usuario moderna y elegante que puede personalizarse para nuestros Clientes, creando una mejor experiencia de usuario y generando una ventaja competitiva significativa y duradera.

Rendimiento y eficiencia

En cuanto al rendimiento, los PLC estándar tienen buena fiabilidad y robustez, pero son menos eficientes y tienen tiempos de reacción más largos debido a su naturaleza genérica.

Los controles electrónicos personalizados, por otro lado, pueden ofrecer un mejor rendimiento, niveles de eficiencia perfectamente maximizados y un flujo de uso completamente alineado con las necesidades de la aplicación.

En CTA, con un diseño enfocado en requisitos precisos, aseguramos una confiabilidad óptima, abordando problemas, contextos y variables de manera más directa y eficiente de lo que es posible con los PLC estándar.

Especificaciones de hardware y software

Desde el punto de vista del hardware, podemos decir que tanto los PLC como los controles electrónicos personalizados tienen el mismo esqueleto estructural a nivel empírico:

• Lógica del procesador : CPU capaz de procesar operaciones lógicas complejas
• Módulos de E/S : módulos de actuación que incluyen entradas/salidas digitales y analógicas.
• Protocolos de comunicación : Protocolos como Modbus y TCP-IP , que facilitan la integración con una variedad de dispositivos y sistemas permitiendo el intercambio seguro de datos.

La diferencia consiste en el hecho de que un control electrónico dedicado tiene un hardware dimensionado para necesidades específicas y, en consecuencia, suele ser también más económico.

Desde el punto de vista del software, estamos en presencia de dos sistemas completamente diferentes en términos de entorno de desarrollo, funcionalidad y seguridad intrínseca.

Los controles electrónicos personalizados ofrecen una flexibilidad significativamente mayor, ya que son 100% programables en función de las necesidades específicas del proyecto o aplicación. Estos dispositivos se pueden programar utilizando lenguajes de programación reales, como C, C++, Python u otros lenguajes específicos de automatización industrial, lo que puede brindar a los desarrolladores la capacidad de implementar algoritmos complejos, manejar datos de una manera sofisticada e integrarse con sistemas existentes de manera más fluida y sencilla. poderosamente.

Por el contrario, los PLC estándar suelen estar asociados con un entorno de desarrollo más rígido y un conjunto más limitado de herramientas de programación, generalmente basadas en lenguajes específicos de automatización, como la lógica de escalera, el diagrama de bloques de funciones (FBD) o el texto estructurado (ST).

La completa programabilidad de los controles electrónicos personalizados se traduce en una mayor capacidad de personalización y optimización del rendimiento. Estos sistemas se pueden adaptar para cumplir requisitos muy específicos, como manejar protocolos de comunicación particulares, procesar señales de alta velocidad o integrarse con tecnologías avanzadas, como la inteligencia artificial o el aprendizaje automático. Además, la capacidad de utilizar lenguajes de programación estándar allana el camino para una mayor integración con bases de datos, aplicaciones web y otros sistemas de TI, proporcionando así una solución más escalable y conectada.

En términos de seguridad intrínseca, la personalización de controles electrónicos personalizados también permite el desarrollo de sistemas que son intrínsecamente más seguros, ya que pueden diseñarse para mitigar riesgos específicos relacionados con el entorno operativo en el que se utilizarán. Por ejemplo, se pueden configurar para limitar el acceso a funciones críticas, monitorear en tiempo real cualquier intento de intrusión o anomalía operativa e implementar protocolos de respuesta automática ante eventos de seguridad.

Por otro lado, los PLC estándar, aunque generalmente son robustos y confiables, pueden tener una capacidad limitada para adaptarse a las amenazas emergentes a menos que se actualicen o se integren con módulos de seguridad externos. Su naturaleza estandarizada también puede convertirlos en un objetivo más predecible para ataques dirigidos, por lo que es fundamental adoptar prácticas de seguridad rigurosas y una gestión cuidadosa de las vulnerabilidades.

En general, nuestro objetivo es siempre brindar un rendimiento óptimo a través de soluciones de hardware y software dedicadas, ofreciendo una alternativa segura, confiable y escalable a los sistemas PLC tradicionales.

Consideraciones prácticas

Al elegir controles electrónicos para procesos industriales, se deben tener en cuenta consideraciones prácticas.

Ventajas

Exploremos brevemente los beneficios de ambos tipos de dispositivos.

• Ventajas de los PLC estándar :

  • Adaptable a una amplia gama de aplicaciones
  • La estandarización facilita la compatibilidad entre productos de diferentes proveedores.

• Ventajas de los controles electrónicos personalizados :

  • Optimizado para aumentar la eficiencia en tareas específicas
  • Capaz de proporcionar un rendimiento óptimo incluso en contextos especializados
  • Vienen listos para usar y generalmente son más baratos que un PLC genérico.

Los PLC estándar, a pesar de su versatilidad, pueden no alcanzar el nivel de especialización y optimización para tareas específicas que se puede lograr perfectamente con sistemas de control hechos a medida.

Mantenimiento y durabilidad

Si bien los PLC estándar pueden ofrecer una gama más amplia de recursos de mantenimiento , garantizamos que nuestros controles especialmente diseñados están fabricados con materiales robustos y son menos propensos a fallar. A menudo pueden garantizar períodos más largos entre intervenciones de mantenimiento.

El aspecto de seguridad

La seguridad es un pilar fundamental. Los sistemas de control personalizados que creamos están equipados con enclavamientos y características de seguridad hechas a medida, que se integran perfectamente con las necesidades específicas del proceso industrial al que están destinados.

• Estándar PLC:

  • vienen con características de seguridad estándar
  • tienen la posibilidad de ampliación con módulos de seguridad adicionales

• Sistemas de control personalizados:

  • contemplan la implementación de soluciones de seguridad avanzadas, diseñadas en base al contexto de la aplicación
  • permiten la creación de operaciones reguladas por medidas de seguridad ad hoc

En esencia, los sistemas de control personalizados pueden ofrecer niveles de seguridad más altos que los PLC estándar, gracias a la armonización con los requisitos de seguridad específicos de las aplicaciones para las que están diseñados.

Evolución y desarrollo histórico.

En el mundo de los dispositivos electrónicos programables , el viaje tecnológico comenzó con controles básicos basados ​​en lógica de relés. Estos sistemas de relés cableados eran estándar en el control de equipos de fabricación. Su funcionamiento era básico, pero eficaz para tareas sencillas. Sin embargo, a medida que la automatización se ha ampliado, las limitaciones de los controles de sólo relé en términos de complejidad y flexibilidad se han hecho evidentes.

En la década de 1960, la creciente insatisfacción de General Motors (GM) con estos complejos e inflexibles sistemas de relés en las operaciones de ensamblaje llevó a la búsqueda de una alternativa. Esta necesidad catalizó la innovación del control lógico programable (PLC). Dick Morley es a menudo considerado el padre del PLC, ya que introdujo un diseño que revolucionó la industria gracias a su reprogramabilidad y robustez.

Los PLC representaron un salto cuántico al ofrecer un enfoque estandarizado a los sistemas de control industrial. Facilitaron el cambio de la lógica de control y redujeron el tiempo de inactividad necesario para reequipar los equipos. La capacidad de utilizar un lenguaje de programación simple y accesible marcó el comienzo de una nueva era de automatización, donde se podían realizar cambios rápidamente y sin la necesidad de alterar el cableado físico.

Si bien los PLC estándar ofrecieron un salto cualitativo con respecto a la lógica de relés, se inició una era de soluciones más personalizadas con controles electrónicos personalizados . Estos dispositivos superan a los PLC estándar, lo que permite una mayor eficiencia y una mejor experiencia de usuario en los sistemas de control industrial.

En el panorama de desarrollo del sector recientemente se han comenzado a introducir nuevas tecnologías como el aprendizaje automático o machine learning (ML) y la inteligencia artificial (IA) . Estas integraciones equipan a los controles con capacidades de mantenimiento predictivo y algoritmos adaptativos que mejoran el rendimiento con el tiempo. La idea de sistemas autooptimizados se está convirtiendo en una realidad incluso en el sector industrial, estableciendo un nuevo estándar de eficiencia operativa.

Además, estamos viendo un desarrollo significativo en modularidad y personalización de amplio espectro . Los módulos interoperables permiten satisfacer rápidamente necesidades industriales específicas sin tener que revisar necesariamente todo el sistema. Este enfoque modular garantiza adaptabilidad futura y actualizaciones más sencillas, y esta característica de escalabilidad hace que los dispositivos de control personalizados sean aún más ventajosos.

Preguntas frecuentes

Como especialistas en el desarrollo y construcción de sistemas de control electrónico personalizados, creados ad hoc, dominamos por completo hasta los más mínimos matices que diferencian estos sistemas de los PLC estándar. Nuestra experiencia en esta industria nos brinda una visión única de las ventajas, desventajas y casos de uso de cada solución de control.

A continuación respondemos a las preguntas más frecuentes sobre el tema.

¿Qué distingue a los PLC de los ordenadores comerciales normales en términos de capacidades de control?

Los PLC se distinguen de los ordenadores comerciales normales principalmente por su capacidad de control en entornos industriales. Diseñados específicamente para gestionar operaciones de automatización, los PLC, a diferencia de las PC comerciales, están optimizados para recopilar datos de sensores e implementar comandos en maquinaria y procesos industriales.

¿Cómo se comparan los PLC con los controles electrónicos creados específicamente para entornos industriales?

Los PLC representan un sistema de control estándar, robusto pero no particularmente flexible ni escalable. En general, proporcionan una plataforma estandarizada que se puede emplear en una variedad de entornos y aplicaciones industriales.

Los controles electrónicos personalizados, por otro lado, están diseñados y construidos para satisfacer necesidades específicas, ofreciendo soluciones hechas a medida que pueden optimizarse para maximizar la eficiencia y el rendimiento en operaciones complejas o condiciones ambientales particulares.

Estos sistemas personalizados pueden integrar funcionalidades avanzadas y específicas que van más allá de las capacidades de los PLC estándar, proporcionando así una solución ideal para aplicaciones que requieren un mayor nivel de especialización o una experiencia de usuario más rica.

¿En qué escenarios es preferible un PLC a un sistema de control electrónico personalizado?

Los PLC suelen ser los preferidos en escenarios que requieren una implementación rápida y un control estandarizado, no demasiado exigentes y no particularmente eficientes en términos de rendimiento, diseño e interfaz de usuario.

¿Cómo afecta la integración de los sistemas SCADA al uso de PLC frente a los controles electrónicos personalizados?

La integración de sistemas SCADA puede mejorar significativamente las capacidades de monitoreo y análisis de datos de los PLC y los controles electrónicos personalizados. Si bien los PLC funcionan bien con SCADA de uso general, nuestros controles personalizados permiten una integración más precisa, proporcionando información y controles específicos de la industria que los PLC estándar normalmente no pueden igualar.