Conexiones y cableado

Dos mundos en el mismo tablero

En casi todo tablero con PLC conviven dos niveles de tensión:

• Fuerza: la tensión de la red que mueve las cargas grandes. En Chile es de 220 V monofásica y 380 V trifásica a 50 Hz; en otros países cambian los valores (por ejemplo, 230/400 V en Europa o 120/240/480 V a 60 Hz en Norteamérica).
• Control: normalmente 24 VDC, entregados por una fuente de poder del propio tablero. Con esta tensión trabajan el PLC, los sensores, los botones y las bobinas de los relés de interfaz.

El PLC vive en el mundo de control. Cuando tiene que mover algo de fuerza, como un motor, lo hace a través de un contactor: la salida del PLC energiza la bobina del contactor, y los contactos principales del contactor conectan el motor a la red.

Los bornes de un PLC

Explora un PLC compacto genérico. Haz clic en cada borne, LED o puerto:

Haz clic (o usa Tab y Enter) en un borne, LED o puerto para ver qué es y cómo se conecta.

Selecciona una parte del dibujo.

Los bornes se agrupan siempre de la misma forma:

• Alimentación del PLC: L+ y M (o L1 y N).
• Entradas con su común: el común cierra el circuito de todo el grupo. Si va a 0 V, el grupo acepta sensores PNP; si va a +24 V, acepta sensores NPN.
• Salidas con sus comunes: en salidas a relé, el común lleva la tensión que los contactos entregarán a las cargas. Cada grupo puede tener una tensión distinta.

Borneras: el puente entre el PLC y terreno

Los cables que vienen de terreno (sensores, botoneras, válvulas) no se conectan directo al PLC: llegan a borneras montadas en el riel DIN, y desde ahí un cableado interno ordenado va al PLC.

Esto tiene ventajas muy concretas:

• Se puede cambiar el PLC sin tocar el cableado de terreno.
• Cada borne lleva un número que aparece en los planos, así que es fácil seguir una señal.
• Existen borneras con fusible, con seccionador (para aislar una señal al medir) y de tierra.
• Las borneras de distribución de +24 V y 0 V evitan amarrar muchos cables en un solo tornillo.

Esquema típico de un tablero

De arriba hacia abajo, un tablero de control pequeño suele tener:

1. Interruptor general y protecciones de la acometida.
2. Interruptores automáticos (o fusibles) para cada circuito: fuente de 24 VDC, PLC, salidas, tomacorriente de servicio.
3. Fuente de poder de 24 VDC.
4. PLC y sus módulos de expansión.
5. Relés de interfaz y contactores con sus protecciones (por ejemplo, el relé térmico del motor).
6. Borneras de entrada y salida hacia terreno.

Entre las filas de equipos van canaletas para los cables. Una buena práctica es separar en canaletas distintas los cables de fuerza y los de señal, sobre todo las señales analógicas, para reducir el ruido eléctrico.

  220 VAC ── [Interruptor] ── [Fuente 24 VDC] ── +24 V ── [Fusible] ── L+ (PLC)
                                    │                     └─ botones y sensores
                                    └─ 0 V ──────────────── M (PLC) y común 1M

  Salida Q0.0 ── bobina del contactor K1 ── neutro
  Contactos principales de K1 ── relé térmico ── motor

Colores de los cables

La norma IEC 60204-1 (equipo eléctrico de máquinas) recomienda, entre otros:

Color	Uso recomendado
Verde/amarillo	Tierra de protección (PE). Exclusivo, nunca otro uso.
Celeste (azul claro)	Neutro
Negro	Circuitos de fuerza en AC y DC
Rojo	Circuitos de control en AC
Azul	Circuitos de control en DC
Naranjo	Circuitos de enclavamiento alimentados desde el exterior

Tierra y apantallamiento

• Todo tablero tiene una barra de tierra. Las partes metálicas, el riel y el borne PE de cada equipo se conectan a ella con cable verde/amarillo.
• Las señales analógicas y las comunicaciones usan cable apantallado. La malla se conecta a tierra, por lo general en un solo extremo (del lado del tablero), para no formar lazos de tierra; sigue siempre lo que indica el fabricante del instrumento.
• El negativo de la fuente de 24 VDC (0 V) se suele conectar a tierra en un solo punto. Dejarlo flotante o aterrizarlo depende del diseño de la planta: no lo cambies sin revisar los planos.

Protecciones de las salidas

• Respeta la corriente máxima por salida y por común que indica el fabricante.
• Las cargas inductivas (bobinas de contactores, solenoides) generan picos de tensión al desconectarse. En DC se usa un diodo en antiparalelo con la bobina; en AC, un circuito RC o un varistor. Muchos contactores tienen estos supresores como accesorio.
• Para cargas grandes o de otra tensión, intercala un relé de interfaz: si algo falla, se reemplaza un relé barato y no la salida del PLC.

Probar en el simuladorAbre un ejemplo precargado y experimenta tú mismo.

Resumen

• El PLC trabaja en el mundo de control (normalmente 24 VDC) y mueve la fuerza a través de contactores.
• Entradas y salidas se agrupan con comunes; el común de entradas define si el grupo es sink o source.
• El cableado de terreno llega a borneras, no directo al PLC.
• Separa fuerza y señal, usa cable apantallado para señales analógicas y respeta la tierra.
• Protege las salidas y usa relés de interfaz para cargas grandes.