El controlador lógico programable vs. el sistema integrado: cuándo debe elegir un controlador lógico programable a pesar del coste más alto

Creado: Agosto 23, 2017
Actualizado: Enero 1, 2021

(Alt Text: Elegir un controlador lógico programable puede ser una decisión costosa)

¿Alguna vez ha ido a cenar a un restaurante de lujo con buenas críticas? Estoy seguro de que usted pagó bastante por la experiencia. Sin embargo, si la buena cocina es su pasión y la disfrutó, entonces el gasto valió la pena. Por otra parte, es difícil no sentirse tonto al pagar $20 más de lo debido por un sándwich en un restaurante local común. En este caso, más vale invertir ese dinero en clases de cocina y convertirse en chef por su propia cuenta.

Como diseñador de electrónica, he tenido experiencias similares con los controladores lógicos programables (PLC, por sus siglas en inglés) y los sistemas integrados localizados. Usted puede lograr una reducción importante de los costes al reemplazar los PLC con sistemas integrados localizados. No obstante, al igual que en los momentos en que su experiencia culinaria vale cada dólar, también aprendí que hay escenarios en los que un sistema PLC vs. sistemas integrados, la opción más costosa, es la mejor opción.

Los controladores lógicos programables y sus aplicaciones

Un controlador lógico programable es una computadora industrial especializada. Está programado de manera personalizada para controlar las señales de entrada (digitales o analógicas), realizar operaciones lógicas y accionar señales específicas de salida. Los PLC son conocidos por ser robustos y se utilizan por lo general en entornos industriales extremos o en las aplicaciones de placas de circuito impreso que no tienen casi ningún margen de fallo.

El controlador de lógica programable es popular a raíz de su estructura modular. Esto logra que sean fáciles de instalar de manera “enchufar y funcionar” (“plug and play”, en inglés). En su estado más básico, consisten en una unidad central de procesamiento (CPU, por sus siglas en inglés), una fuente de alimentación y módulos de entrada/salida (I/O). El programar un PLC es menos complicado que codificar un microcontrolador. Esto es porque gira en torno a un diagrama de escalera, un diagrama de bloques funcional y el texto estructurado en el software ofrecido por los fabricantes.

Estos dispositivos no son ajenos a las aplicaciones de automatización industrial. Son utilizados generalmente en líneas de producción, señales de tránsito, pasarelas mecánicas, y sistemas de climatización (HVAC). Son capaces de realizar una manipulación básica de datos y respaldan varios protocolos de comunicación, tales como Modbus y DeviceNet. Esto hace que sean una opción preferida en los sistemas de control automatizados.

^{La instalación del controlador lógico programable (PLC) es principalmente enchufar y fucionar (“plug and play”)}

Por qué los sistemas integrados localizados ocasionalmente reemplazan los controladores lógicos programables

Por lo general, un sistema integrado se define como un conjunto dedicado de hardware y software trabajando juntos para ofrecer una funcionalidad específica de la aplicación. Desde el punto de vista de un diseñador de electrónica, consiste de un microcontrolador (MCU, por sus siglas en inglés), chips de memoria, circuitos de administración de alimentación, módulos de comunicación y funcionalidad de entrada/salida.

Eso puede parecer similar a un PLC, controlador lógico programable , pero existen diferencias entre ellos.

Configuración: Los PLC son conocidos por ser modulares y fácilmente reemplazables si falla un módulo en particular. Por otra parte, los sistemas integrados están generalmente diseñados como una sola placa. Esto reduce su coste.

Programación: La programación del PLC generalmente toma menos tiempo, ya que vienen con diagramas de escalera fáciles de entender. No obstante, los sistemas integrados están codificados en lenguajes de programación de alto nivel, como por ejemplo C, y toma más tiempo escribir su firmware.

Coste: Los controladores de lógica programables se asocian con tener un alto coste, especialmente cuando provienen de fabricantes de buena reputación. Como alternativa, un sistema integrado, cuando se encuentra localizado, tiene un muy bajo coste de producción por unidad.

A pesar de las diferencias en las configuraciones de hardware y los métodos de programación, un sistema integrado puede fácilmente duplicar las funciones de un PLC. Durante el transcurso de mi carrera autónoma, he asistido a clientes en varias industrias a reemplazarlos con sistemas integrados localizados. Esto fue por una sola razón: el coste. En ciertas aplicaciones, un sistema integrado localizado puede costar tan solo el 20% de un PLC de marca. En los negocios, eso se traduce a un sustancioso margen de utilidad mientras que aún se logra la misma funcionalidad.

^{El soporte técnico es crítico sin importar si usted elige un controlador lógico programable o un sistema integrado}

¿Cuándo debe utilizar el controlador lógico programable a pesar del costo más alto por unidad?

Puede que se esté preguntando por qué no nos cambiamos todos a los sistemas integrados. El coste siempre es una consideración, pero es un error preferir automáticamente un sistema integrado localizado solamente por el coste. Existen ocasiones en las que es mejor seguir usando estos controladores a pesar de que puede aumentar considerablemente sus gastos. He aquí algunos factores que hacen que el costo de los PLC valga la pena.

Volumen: A menos que esté trabajando en un proyecto que exija cientos de controladores con la misma configuración, puede ser más rentable comprar un PLC comercial listo para usar. Puede que no valga la pena el coste en tiempo para desarrollar un sistema integrado localizado y la manufactura de su configuración.

Certificación: En ciertas aplicaciones industriales, existen requisitos para que el sistema de control de electrónica esté certificado por organizaciones estándar. Los controladores lógicos programables de marca usualmente vienen con certificaciones de CE, UL y otras. Si el coste de certificar su propio sistema integrado supera el costo del PLC, entonces es mejor quedarse con esta última opción.

Soporte: Los PLC vienen a menudo con el apoyo de una empresa respetable. Si usted está subcontratando la fabricación de su sistema integrado localizado a un contratista, cerciórese de que usted recibirá una cantidad decente de soporte técnico. De otro modo, es mejor mantenerse seguro con un controlador de lógica programable.

Confiabilidad: Si su aplicación prevista implica que sus sistemas de control operen en los entornos eléctricos y físicos hostiles, a menudo es mejor utilizar un PLC que ya se ha demostrado capaz de funcionar en estos entornos. A menos que esté programado para desarrollar los sistemas integrados localizados para estas condiciones y se haya presupuestado para realizarlo, es muy probable que no se realicen pruebas de laboratorio suficientes.

A fin de cuentas, el escoger entre estas dos opciones se extiende más allá de las consideraciones financieras. En la práctica, su opción irá de acuerdo con la situación. Para situaciones en las que es preferible tener un sistema integrado, necesitará un software de diseño profesional, como por ejemplo Circuit Studio, para asistirlo. También puede echarle un vistazo al blog de Altium para obtener más recursos sobre el diseño de un sistema integrado localizado y robusto

¿Tiene alguna duda sobre este tema? Comuníquese con un experto en CircuitStudio.

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