Programación de Controladores Lógicos (PLC) mediante Ladder y Lenguaje de Control Estructurado (SCL) en MATLAB

Programming logic controllers (PLC) using ladder and structured control language (SCL) in MATLAB

Existen diferentes lenguajes de programación de Controladores Lógicos Programables (PLC), el más común de ellos es el lenguaje de programación gráfico para autómatas programables llamado LADDER. Sin embargo, el lenguaje LADDER no es amigable en programas que requieren de cálculos de ecuaciones matemáticas, por ejemplo, el cálculo del volumen de un tanque en un control de nivel. Lenguajes alternativos como el Lenguaje de Control Estructurado (SCL) son menos estudiados dada su complejidad y poca popularidad en la pequeña y mediana industria. En este artículo se compara los resultados del lenguaje de programación LADDER y el lenguaje SCL generado mediante la herramienta Simulink® PLC Coder de MA® tomando como caso de estudio el cálculo de volumen de un tanque. Finalmente, este trabajo demuestra que la herramienta Simulink® PLC Coder presenta una alternativa de desarrollo más eficiente.

I. INTRODUCCIÓN

En la actualidad existen diferentes lenguajes de programación que permiten a los programadores de PLC (Programmable Logic Controller) [2] expresar y ejecutar la lógica que resuelve una problemática o desarrolle un cálculo matemático correspondiente a una planta o proceso industrial. Lenguajes como LADDER (Lenguaje de contactos o en escalera), AWL (del alemán Anweisungliste que significa lista de instrucciones), CFC (de las siglas en inglés Continuous Function Chart) y SCL (de las siglas en inglés Structured Control Language) son imprescindibles a la hora de realizar operaciones matemáticas que se requieran en un proceso.

El cálculo matemático en un proceso industrial permite evaluar y medir variables indirectas del proceso. En los diferentes lenguajes de programación de PLC, es posible insertar un cálculo matemático. Sin embargo, esta tarea puede resultar compleja según el número de variables de la ecuación y las capacidades del lenguaje.

Los bloques de función, o FB por las siglas en inglés para Function Blocks, juegan un papel importante en el control y programación de estos procesos industriales [1], por ejemplo, en el cálculo del volumen de líquido en un tanque.

El lenguaje empleado puede variar la dificultad de inserción e interpretación de ecuaciones matemáticas en los Bloques del programa. Insertar una ecuación matemática en un proceso empleando un software de cálculo matemático, por ejemplo MATLAB®, facilita la programación de un bloque de función FB para el cálculo del volumen y nivel de un tanque.

La herramienta Simulink® PLC Coder, incluida en el paquete de instalación del software de cálculo matemático MATLAB®, permite exportar un bloque de función matemático hecho en Simulink® y programado en MATLAB® a un lenguaje de programación con el estándar internacional IEC 61131 entendible por los PLC.