¿Cuál es la arquitectura típica de un PLC? ¿Qué módulos posee? ¿Cuáles son las posibilidades de entradas y salidas que tenemos?

La arquitectura típica de un PLC se puede dividir en varios bloques:

• Fuente de alimentación: es el corazón del PLC y nutre de energía eléctrica al resto de módulos del mismo y en ocasiones incluso a los sensores del proceso. Casi todos los PLC funcionan internamente a 5V CC. Se necesita una fuente capaz de transformar la corriente de red de 230V CA en los 24V CC requeridos. Es muy importante dimensionar correctamente la potencia de la fuente de alimentación.
• CPU: la unidad central de proceso es el cerebro del PLC. Este módulo presenta una arquitectura interna similar a la CPU de un ordenador personal. Está formada por un microprocesador, una unidad de memoria, una unidad aritmético lógica, y toda la circuitería necesaria para conectar todos estos componentes y permitir a su vez la conexión de la CPU con el resto de módulos del PLC.
• Rack o bastidor: el rack o bastidor es un soporte por lo general metálico sobre el cual se montan todos los módulos que componen el PLC (los enumerados hasta el momento y los siguientes). Puede entenderse como la columna vertebral del PLC. Sobre este soporte va adosado el bus de datos que permite llevar a cabo el intercambio efectivo de información entre todas las partes que forman el PLC así como alimentarlos con la energía eléctrica necesaria para su correcto funcionamiento. Los distintos módulos se conectarán a las bahías que están fijadas sobre el bastidor quedando fuertemente unidas al mismo por medio de algún mecanismo, lo cual dota al PLC de gran robustez.

Estos tres módulos son los componentes básicos necesarios para que el PLC pueda funcionar, pero para que su función sea efectiva, es decir, para que el PLC pueda hacer algo útil es necesario dotarlo de algún medio para su interconexión con el proceso que se desea controlar. Para ello el PLC presenta una serie de entradas y salidas agrupadas en módulos de distintos tipos dependiendo de su naturaleza:

• E/S digitales: este tipo de módulos permite al PLC leer valores de sensores digitales del proceso y enviar órdenes hacia los componentes del proceso empleando como adaptadores de señal a los preaccionadores y accionadores. Todas estas señales serán de formato todo/nada, es decir, que permitirán intercambiar información que representa dos únicos posibles estados: uno y cero. Es decir, para el caso de los sensores esta información indicará la existencia de un evento físico o no del proceso respectivamente. Y para el caso de los actuadores codificará la orden de actuar o no actuar respectivamente.
• E/S analógicas: las señales todo/nada limitan en cierta medida la cantidad de información que el PLC recibe y envía al proceso. Si para una magnitud física del proceso se desea poder conocer desde el PLC todos sus posibles estados o valores entonces es necesario emplear un módulo de entradas analógicas. Este módulo estará formado internamente entre otras cosas por un convertidor analógico digital que transformará el valor de la magnitud física en cada momento en un número el cual será almacenado en la memoria de entradas analógicas del PLC para su posterior uso desde el programa de control. Si por el contrario el PLC desea enviar una orden mucho más rica en matices que un simple todo/nada será necesario emplear un módulo de salidas analógicas. Este tipo de módulos contiene internamente un convertidor digital analógico el cual transformará un valor numérico depositado por el programa de control en una posición de la memoria de salidas analógicas del PLC, en una corriente eléctrica proporcional (comprendida dentro de unos límites determinados) la cual será empleada para llevar a cabo la acción sobre el proceso.