En el capitulo anterior “Programación Mediante Tablas” trabajamos con el tipo de accionamiento momentáneo, por lo tanto en esta sección emplearemos el tipo de accionamiento memorizado aplicándolo a un ejemplo típico que se emplea con mucha frecuencia en automatización industrial, y que se le conoce con el nombre de Mando Bimanual, el cual trataremos más adelante en este mismo capitulo.

 

EMPLEO DE LA SALIDA MEMORIZADA

 

En primera instancia describiremos los detalles del accionamiento memorizado para el cual se empleara el siguiente símbolo que es el que se encarga de la activación memorizada ya sea de una salida física o una salida interna (marca o registro), mediante el símbolo se desactiva la salida física o marca que fue accionada anteriormente.

 

El accionamiento memorizado una vez que es activado mantiene accionado al sistema hasta que se recibe la orden de desactivación, para ejemplificar lo descrito veamos las siguientes figuras: si el operador presiona el botón de encendido, observe la figura 9.2 y lo suelta vea la figura 9.3, el sistema estará activado desde ese momento hasta que el operador presione el botón de apagado, figura 9.4.

 

Figura 9. 1 Estado inicial del accionamiento memorizado

Figura 9. 1 Estado inicial del accionamiento memorizado

Figura 9. 2 Botón de encendido que activa la salida memorizada

Figura 9. 2 Botón de encendido que activa la salida memorizada

 

Figura 9. 3 Se mantiene activada la salida memorizada

Figura 9. 3 Se mantiene activada la salida memorizada

 

Figura 9. 4 Botón de apagado que desactiva la salida memorizada

Figura 9. 4 Botón de apagado que desactiva la salida memorizada

 

Anteriormente establecimos que el símbolo para el accionamiento momentáneo utilizado en nuestros ejemplos es “*”, para el presente ejemplo será necesario la introducción de tres nuevos símbolos los cuales se enlista a continuación:

 

EMPLEO DEL TEMPORIZADOR

 

Para que pueda desarrollarse el Mando Bimanual se requiere utilizar un Temporizador, el cual lo tomaremos de uno de los que tenga el PLC que empleamos para este ejercicio.  Para accionar al temporizador es necesario hacerlo por medio de un contacto normalmente abierto tal como se indica en la figura 9.5.

 

Figura 9. 5 Activación de un temporizador

Figura 9. 5 Activación de un temporizador

 

Cuando se activa el temporizador T0 su reloj interno comienza a decrementarse desde el valor que se haya fijado, observe la figura 9.6.   El valor que se le asigne al temporizador se encuentra en segundos, y para este ejemplo se le ha fijado un valor de 3 segundos, por lo tanto ese es el tiempo que transcurrirá al irse decrementando hasta el valor de cero segundos.

 

Figura 9. 6 Temporizador activado

Figura 9. 6 Temporizador activado

 

Cuando el contador del Temporizador llega a cero se refleja la actividad de éste a través del contacto normalmente abierto T0 y se activa la salida S0, tal como se muestra en la Figura 9.7.

 

Figura 9. 7 El Temporizador llego a su conteo máximo

Figura 9. 7 El Temporizador llego a su conteo máximo

 

Una vez que hemos abordado la teoría de operación de las herramientas: “Salida Memorizada” y “Temporizador”, ahora procederemos a darles una utilidad práctica, para que en conjunto nos sean útiles, por lo que a continuación procederemos a escribir el funcionamiento del Mando Bimanual.

A continuación veremos la función OR implementada con una lámpara que debe estar encendida cuando se presione uno, otro o ambos botones que la controlan.  La tabla correspondiente a este ejemplo se identifica como tabla 8.4.

 

Al igual que en el ejemplo anterior se contara con dos botones conectado a las entradas físicas del PLC: E0 (cuya etiqueta es Botón1) y E1 (cuya etiqueta es Botón2). La salida física S0 hará referencia a la lámpara y se le asignara la etiqueta con el mismo nombre.

 

 

Tabla 8. 4 Tabla del encendido de una lámpara con la función OR y accionamiento momentáneo.

tabla del encendido de una lmpara con la funcin or y accionamiento momentneo

 

De la misma manera se utilizará el tipo de accionamiento momentáneo, por lo que con un * se marcará la casilla que corresponde a la salida S0, para indicar el encendido de la lámpara. Se cuentan ahora con tres maneras para el encendido de la lámpara: una es que este accionado el Botón 1, la segunda es que esté accionado el Botón 2, o ambas por lo tanto se ubica un * en la entrada correspondiente a E0, otro en la entrada correspondiente a E1 y uno en ambos.  Si alguno de los dos botones está accionado bastará para que encienda la lámpara como se observa en las Figuras 8.13, 8.14, 8.15 y 8.16

 

Figura 8. 13 Escalera resultante de la tabla 8.4, con las entradas E0 y E1 desactivadas

Figura 8. 13 Escalera resultante de la tabla 8.4, con las entradas E0 y E1 desactivadas.

 

Figura 8. 14 Escalera resultante de la tabla 8.4, con la entrada E0 activada y E1 desactivada
Figura 8. 14 Escalera resultante de la tabla 8.4, con la entrada E0 activada y E1 desactivada.

 

Figura 8. 15 Escalera resultante de la tabla 8.4, con la entrada E0 desactivada y E1 activada
Figura 8. 15 Escalera resultante de la tabla 8.4, con la entrada E0 desactivada y E1 activada.

 

Figura 8. 16 Escalera resultante de la tabla 8.4, con las entradas E0 y E1 activadas
Figura 8. 16 Escalera resultante de la tabla 8.4, con las entradas E0 y E1 activadas.

 

El resultado de las figuras 8.13, 8.14, 8.15, y 8.16 sobre algo físico se muestra a continuación a través de las Figuras 8.17, 8.18, 8.19 y 8.20 respectivamente.

 

Figura 8. 17 Lámpara apagada por la condición O (OR) resultante de la figura 8.13

Figura 8. 17 Lámpara apagada por la condición O (OR) resultante de la figura 8.13.

 

Figura 8. 18 Lámpara encendida por la condición O (OR) resultante de la figura 8.14

Figura 8. 18 Lámpara encendida por la condición O (OR) resultante de la figura 8.14.

 

Figura 8. 19 Lámpara encendida por la condición O (OR) resultante de la figura 8.15

Figura 8. 19 Lámpara encendida por la condición O (OR) resultante de la figura 8.15.

 

Figura 8. 20 Lámpara encendida por la condición O (OR) resultante de la figura 8.16

Figura 8. 20 Lámpara encendida por la condición O (OR) resultante de la figura 8.16.

El siguiente ejemplo involucra una función AND, por lo que se requiere que una lámpara se encendida si y solo si dos botones que tendrá el ejemplo estén siendo pulsados. La implementación a través de la tabla de programación se muestra a continuación en la tabla 8.3.

 

Tabla 8. 3 Tabla del encendido de una lámpara mediante la función AND con accionamientos momentáneos

Tabla 8. 3 Tabla del encendido de una lámpara mediante la función AND

 

Si observa la Tabla 8.3 y la compara con la tabla 8.2, se puede identificar que a diferencia de la tabla 8.2 en ésta se tienen dos botones cada uno conectado a una entrada física diferente del PLC: E0 y E1; por lo que les asignaremos dos Etiquetas diferentes “Botón1” y “Botón2” las cuales aparecerán en el campo llamado “Etiqueta” del área de Entradas. La conexión de la lámpara estará en la salida física S0 y se le asignara la etiqueta de “Lámpara”.

 

En la Tabla 8.3 se muestran activados de manera momentánea los Botones de entrada y el actuador de salida, así que se deberán marcar con un * las casillas correspondientes. Ahora se cuentan con dos condiciones para encender la lámpara: una es que este accionado el Botón 1 y la segunda es que esté accionado el Botón 2, por lo tanto se ubica un * en la entrada correspondiente a E0 y otro en la entrada correspondiente a E1.  Si alguno de los dos botones no esta accionado la lámpara se apagara, tal como ejemplifican las Figuras 8.5, 8.6, 8.7 y 8.8.

 

 

Para programar un PLC existen diversas maneras de hacerlo, y por ejemplo en el capitulo 7 abordamos la forma intuitiva de programación. En el presente capitulo abordaremos un método formal de programación de un PLC.  Normalmente cuando ya se cuenta con un mínimo de experiencia, por lo general recurrimos al proceso de automatización de una maquinaria industrial de manera intuitiva, la cual no es la más recomendable, debido a que en sistemas que requieren de un gran número de entradas y de salidas es fácil pasar por alto alguna condición o detalle importante para el desempeño total del sistema.

 

Lo que se recomienda es  implementar un método similar al empleado en el diseño de circuitos con compuertas lógicas, en donde se utilizan tablas de verdad constituidas por dos columnas: la primera presenta las combinaciones posibles de los estados lógicos de las entradas y la segunda las diferentes salidas a cada una de estas combinaciones. De manera similar el método propuesto muestra en una primera columna las diversas combinaciones de entradas, igualmente en la segunda columna se anotan las salidas que producen dichas entradas, la diferencia radica en la introducción de una tercera columna en la cual se enlistan los estados de los registros de memoria, observe la tabla 8.1.

 

Tabla 8. 1 Tabla de programación.

Tabla 8. 1 Tabla de programación

 

 

Empezaremos describiendo un ejemplo básico que se puede implementar mediante la tabla 8.1 propuesta. El ejemplo consiste en encender una lámpara cuando sea presionado un botón, y se debe apagar cuando se suelte el botón.  La tabla relacionada a dicho ejemplo se puede observar a continuación.

 

Tabla 8. 2 Tabla del encendido de una lámpara con accionamiento momentáneo.

Tabla 8. 2 Tabla del encendido de una lámpara con accionamiento momentáneo.

 

 

Cabe aclarar que existen dos tipos de accionamiento cuando se registra la activación de un botón externo: el accionamiento momentáneo y el accionamiento memorizado. En este ejemplo en particular utilizaremos el accionamiento momentáneo que consiste en un botón que al ser accionado activa el sistema, y al estar desactivado el sistema no presenta actividad. En contraparte el accionamiento memorizado mantiene accionado al sistema hasta que se recibe la orden de paro.

 

Para que podamos hacer uso de la Tabla 8.2 en primer termino debemos conocer con cuantos elementos de entrada y de salida contamos, esto es con el fin de poder asignar las terminales físicas de entrada y salida del PLC, en este ejemplo contamos con un botón con reposicionamiento automático (push botton ) y una lámpara, por lo que el botón se considera como un elemento de entrada y se debe relacionar con una de las terminales de entrada con las que cuente el PLC.

 

 

La lámpara se clasifica como un elemento de salida por lo que se debe conectar a una de las terminales de salida con que cuenta el PLC.
 
De lo mencionado anteriormente al botón lo relacionamos con la entrada física E0 y la lámpara con la salida S0, los cuales se muestran en sus lugares respectivos en la Tabla 8.2.  El elemento E0 como se puede apreciar en la Tabla anterior se encuentra en el campo denominado “Asignación de Terminales Físicas” de Entrada. El elemento S0 se observa en la misma Tabla dentro del campo llamado “Asignación de Terminales Físicas” de Salida.
 
Por otra parte se deben crear etiquetas con la finalidad de tener un punto de referencia entre las terminales físicas del PLC y los símbolos que se emplean para su programación. Es importante que el nombre que se le asigne a dicha etiqueta simbolice la idea que representa el elemento externo o interno al cual se hace referencia.
 
Continuando con el llenado de la Tabla 8.2 en la entrada física E0 se tiene conectado un botón por lo que la Etiqueta que asignaremos será la de “Botón” misma que aparece en el campo llamado “Etiqueta” del área de Entradas. La salida física S0 tendrá la conexión de la lámpara por lo que la Etiqueta que sugerimos es “Lámpara” que de igual manera aparece en el campo correspondiente, pero ahora en el área de las Salidas.
 
Una vez que se ha seleccionado una terminal física del PLC, ya sea de entrada o de salida, y también haberla relacionado con una etiqueta, procedemos a la programación de la lógica de una manera formal para lo cual se recomienda se haga lo siguiente:
 
“Identificar la salida que será activada colocando un símbolo en la casilla correspondiente a ésta”.
 
Decidir la forma en la que se marcaran las condiciones ya sea momentánea o memorizada.
 
Marcar con un símbolo las casillas de las condiciones que se requieren para accionar la salida seleccionada en el paso 1.
 
Los símbolos que emplearemos para todos nuestros ejemplos serán definidos de la siguiente manera: para accionamiento momentáneo se utilizará “ * ” ó “ = ” , así mismo para accionamiento memorizado ocuparemos “ # ”.
 
 

PROGRAMACIÓN DE UNA ENTRADA Y UNA SALIDA MEDIANTE UNA TABLA DE PROGRAMACIÓN

 

En nuestro ejemplo ilustrado en la tabla 8.2 implementaremos el tipo de accionamiento momentáneo y por lo tanto para indicar cuando se encienda la lámpara se deberá marcar con un * la casilla corresponde a la salida S0, la condición para encender la lámpara es por medio del accionamiento del botón, por lo tanto se ubica un * en la entrada correspondiente donde se encuentra conectado que es E0. Recordemos que empleando accionamiento momentáneo lo que ocurrirá es que cuando este activado el botón se encenderá la lámpara y cuando este desactivado se apagará.

 

La implementación del ejemplo descrito a lo largo del presente capitulo en el Lenguaje en Escalera, es la que se muestra en la figura 8.1.

 

Figura 8. 1 Escalón resultante de la tabla 8.2, con la entrada E0 desactivada

Figura 8. 1 Escalón resultante de la tabla 8.2, con la entrada E0 desactivada

 

Como se puede observar en la Figura 3 para representar el botón se utilizó un contacto normalmente abierto el cual hace referencia a la entrada física E0 que acciona mientras este activado a la Salida S0 la cual enciende la lámpara, como se muestra en la Figura 8.2.

 

 

Los conceptos básicos que fueron tratados en el capitulo 6 (“Funciones Lógicas de un PLC”), nos proporcionan las herramientas necesarias para automatizar cualquier maquinaría del tipo industrial, ya que son los mínimos que se requieren para tal finalidad, y de ahí podemos partir para implementar procesos complejos.

 

Con la finalidad de aplicar las rutinas básicas de programación de los PLC´s, modelaremos la máquina industrial, tal como la mostrada en la figura 7.3.

 

Esta figural reporta los movimientos básicos de subir y bajar, la función del PLC es controlar estos movimientos con la finalidad de no forzar el motor de la maquinaría, pues en algunas ocasiones aunque la maquinaría haya alcanzado el límite de su desplazamiento, el motor tiende a seguir con su movimiento inercial.

 

Figura 7. 3 Maquina industrial a automatizar.

Figura 7. 3 Maquina industrial a automatizar.

 

Comenzando con el proceso formal de automatizar una línea de producción, en primer lugar se debe elaborar un bosquejo del sistema que será automatizado con la finalidad de analizarlo en su totalidad y evitar así la omisión de detalles que desembocarían en errores en el funcionamiento.

 

Para fines didácticos es más sencillo utilizar un modelo basado en la realidad, que represente las condiciones de operación del sistema original (ya que no todos tenemos acceso a maquinaría o líneas de producción reales). Dicho modelo será de gran ayuda para realizar tanto el análisis como las pruebas necesarias. Para este fin utilizaremos un juguete armable de la figura 7.4, que busca emular los movimientos del sistema que se va a automatizar. El bosquejo de nuestro sistema es el que se muestra en la figura 7.5.

 

Figura 7. 4 Modelado con un juguete armable  de la maquina industrial.
Figura 7. 4 Modelado con un juguete armable  de la maquina industrial.
 
 
Figura 7. 5 Bosquejo (plano de situación) de la maquina industrial.
Figura 7. 5 Bosquejo (plano de situación) de la maquina industrial.
 
 
Del bosquejo de la figura 7.5 se observan cuatro elementos que son de entrada (dos sensores y dos botones) y un  elemento que se debe de conectar a la salida (actuador), para una mejor comprensión sobre la clasificación de estos (sensores y actuadores) refiérase al capitulo 4 (Sensores y Actuadores típicos que se emplean con PLC’s).
 
 
El elemento actuador para el caso del sistema real será un motor trifásico de VCA, en el cual para invertir su sentido de giro se intercambian las fases con las cuales es alimentado el motor. Para el caso del modelo que utilizaremos, la inversión del giro se hará de manera similar ya que en esta situación se contara con un motor de VCD el cual para cambiar su sentido de giro es necesario invertirle la polaridad como se muestra en la Figura 7.6. De acuerdo a lo dicho en las líneas anteriores (tanto para el motor de VCA como para el de VCD) el actuador requiere utilizar cuatro salidas del PLC.
 
 
Figura 7. 6 Conexión del actuador en las terminales de salida del PLC.
Figura 7. 6 Conexión del actuador en las terminales de salida del PLC.
 
 
En la Figura 7.6 se muestra el diagrama de conexión de los contactos de salida, y para una mejor comprensión se iluminan con colores diferentes los “cables”, y por lo tanto, las líneas de conexión rojas se hacen llegar a la terminal positiva del motor, las líneas de conexión negras se relacionan a la terminal negativa del motor, las líneas de conexión verdes se colocan a la terminal positiva de la fuente de poder y finalmente las líneas de conexión azules se enlazan a la terminal negativa del la fuente de alimentación.
 
 
Para contar con una identificación rigurosa de todos los elementos externos al PLC que pueden ser tanto sensores, actuadores como botones, se elabora una tabla de ellos asignándoles una etiqueta que los identifique incluyendo su descripción de una manera concisa.  La distribución de las terminales de entrada y de salida del PLC se muestra en la tabla 7.1, ya relacionadas con los sensores y actuadores.
 
 
Tabla 7. 1 Relación de terminales de salida y entrada del PLC.

Contacto

Etiqueta

Descripción

E0

SenAb

Sensor de Abajo

E1

SenArr

Sensor de Arriba

E2

Inicio

Botón de Inicio

E3

Paro

Botón de Paro

S0

Arriba0

Hacia Arriba

S1

Abajo1

Hacia Arriba

S2

Abajo2

Hacia Abajo

S3

Abajo3

Hacia Abajo

 
 
Es necesario relacionar las etiquetas que se emplean en el desarrollo del programa con los correspondientes contactos físicos del PLC, los cuales pueden ser de entrada ó de salida, por lo que de acuerdo con la tabla 7.1 se tiene para cada etiqueta un contacto del PLC, observe detenidamente la Figura 7.7.
 
 
Figura 7. 7 Diagrama de Conexión de los Contactos de Entrada.
Figura 7. 7 Diagrama de Conexión de los Contactos de Entrada.
 
 
De la figura 7.7 observamos que cada switch ó cada salida representan un interruptor de un sensor ó botón, y que cada salida representa la activación de algún comando de control hacia un actuador, según sea el caso.
 
 
 
En resumen, para implementar la solución necesaria se observa que de acuerdo a las características del sistema que será automatizado se requieren cuatro entradas (E0, E1, E2, E3) y cuatro salidas (S0, S1, S2, S3).
 
 
 
La programación del PLC se implementa utilizando las etiquetas que representan tanto a las entradas como a las salidas, ordenadas de acuerdo a  las funciones lógicas mediante el Lenguaje en Escalera, cuyas funciones básicas fueron descritas en el capitulo 6 “Funciones Lógicas de un PLC”.
 
 
Para la elaboración del programa que controlara al PLC, existen diversos caminos, pero en esta ocasión abordaremos el “método” llamado Forma Intuitiva de Programación.   Esta manera de diseñar el programa del PLC es la menos recomendable, ya que necesitamos poseer mucha experiencia, como para tener la visión de los aspectos que deben ser tomados en cuenta. Uno de los métodos de programación recomendables para programar un PLC es basado en la utilización de tablas de programación, y es el que abordamos en este libro, en el capitulo 8. De hecho invitamos a que la Programación mediante la utilización de tablas sea el camino que adopten todos los programadores de PLC, ya que bajo este método se tienen contempladas todas las variables que influirán en el proceso de automatización.
 
 
 
Regresando al tema que nos ocupa en el presenta capitulo, desarrollaremos un ejercicio en el cual recurriremos al método no recomendado (pero es útil a manera de ejemplo) que es el  “intuitivo”,  y que en esta ocasión por tratarse de un proceso sencillo no se requiere del empleo de una tabla de programación.
 
 
 
El primer paso en la automatización es controlar el encendido del sistema, por lo que para que se registre el estado de encendido es necesario que el botón de Inicio (E2) haya sido activado Y que la Bandera de Paro “BanParo” (M1) NO este activada, para lo cual se usa un contacto normalmente abierto en E2 y uno normalmente cerrado para M1, ambos  están relacionados mediante una función AND. Lo citado en este párrafo se resume en el primer escalón del programa en el Lenguaje en Escalera, vea la figura 7.8.
 
 
 
Figura 7. 8 Condiciones del escalón 1 del programa para el PLC.
Figura 7. 8 Condiciones del escalón 1 del programa para el PLC.
 
 
La bandera de paro “BanParo” (M1) fue creada como un registro que refleja la activación física del botón de Paro.
 
 
En la figura 7.8 se observa que E2 esta conectado en forma paralela al contacto M0 que representa un estado de memoria temporal, esta condición es necesaria para mantener el estado de encendido del sistema, pues el operador presiona el botón de Inicio (E2) solo por un instante lo que provocaría que el sistema se encienda únicamente ese breve instante. Cabe aclarar que el contacto identificado como M0 es un reflejo de la activación de la Marca “BanInicio” (M0), y en adelante los contactos que sean empleados como elementos de memoria temporal cumplen con la tarea de conservar activa su Marca correspondiente.
 
 
 
Una vez que fue activada la Bandera de Inicio (M0), como paso siguiente se establece la medida de seguridad que indica que la posición inicial del mecanismo es la inferior, por lo que ahora se debe fijar lo necesario para que se presente el movimiento hacia arriba por parte del mecanismo, de acuerdo a lo siguiente: inicialmente es indispensable asegurarnos que el sensor que detecta que el mecanismo se encuentra en la posición inferior “SenAb” (E0) este activado Y que el sensor que detecta que el mecanismo se encuentra en la posición superior “SenArr” (E1) no se encuentre accionado.  Adicionalmente también debe estar activada la Bandera de Inicio (M0), y finalmente el botón de Paro (E3) no debe de estar accionado. Todas estas condiciones se establecen con una función AND. Ver Figura 7.9.
 
 
 
 
Figura 7. 9 Condiciones del escalón 2 del programa para el PLC.
Figura 7. 9 Condiciones del escalón 2 del programa para el PLC.
 
 
 
Cuando comienza a desplazarse el mecanismo hacia arriba deja de accionarse el sensor “SenAb” con lo que deja de cumplir la condición descrita en el párrafo anterior, lo que provocaría que el mecanismo se detenga, por ello es necesario desarrollar una función OR colocando la bandera Arriba0 (S0) paralelamente al ¨SenAb¨ como un registro de memoria manteniendo energizado el motor.
 
 
 
Como se indica en la tabla 7.1 los contactos S0 y S1 deben estar energizados para que el actuador (motor) se dirija hacia la parte superior del mecanismo, cada una de las salidas S0 y S1 controlan de manera independiente tanto la polaridad positiva como la negativa del motor. Por lo tanto al activarse una (ya sea S0 o S1) debe activarse la otra, por lo que sugerimos colocar el mismo arreglo de contactos visto en la Figura 7.10.
 

 

Figura 7. 10 Condición del escalón 3 del programa para el PLC.

Figura 7. 10 Condición del escalón 3 del programa para el PLC.

 

Al desplazarse hacia arriba el mecanismo llegara al límite superior del sistema lo que provocará que se active el ¨SenArr¨, indicando que el mecanismo ahora debe desplazarse hacia abajo. Para que esto suceda debemos asegurarnos que el sensor denominado “SenArr” (E1) se active, de la misma manera tenemos que corroborar que el sensor “SenAb” (E0) no se encuentre accionado. Igualmente debe de estar activada la Bandera de Inicio (M0) (Las condiciones anteriores se establecen con una función AND); O que el botón de Paro (E3) haya sido accionado. Esta ultima condición se agrega porque en el momento de accionar el botón de Paro el sistema debe desplazarse desde la posición en la que se encuentre hacia la parte inferior, debido a que como medida de seguridad el sistema debe iniciar en la posición inferior, así es que con la ayuda de una función OR indicaremos con el Lenguaje en Escalera que si el Botón de Paro esta energizado entonces se energice S2. Ver Figura 7.11.

 

 

Figura 7. 11 Condiciones del escalón 3 del programa para el PLC.

Figura 7. 11 Condiciones del escalón 3 del programa para el PLC.

 

En el instante en el que el mecanismo comienza a descender el sensor “SenArr” se desactiva con lo que se deja de cumplir la condición descrita en el párrafo anterior, originando que el mecanismo se detenga, por ello es necesario colocar la bandera Abajo2 (S2) en paralelo a “SenArr” como un registro de memoria para mantener energizado el motor, construyéndose una función OR.

 

De acuerdo a la Tabla 7.1 para que el actuador descienda los contactos S2 y S3 deben estar energizados, que también de forma independiente controlan la conexión tanto de la polaridad positiva como de la negativa, pero de forma inversa a como lo hacen S0 y S1.  El contacto correspondiente a S2 debe estar energizado bajo la misma  situación que fue energizado S3 por lo tanto conviene colocar en base a una función AND la condición para que si S2 está energizado del mismo modo S3 lo esté. Ver figura 7.12.

 

Figura 7. 12 Condición del escalón 4 del programa para el PLC.
Figura 7. 12 Condición del escalón 4 del programa para el PLC.
 
 
Finalmente, se deben establecer las condiciones necesarias para cesar el funcionamiento del mecanismo. Previamente debemos corroborar que el botón de Paro haya sido accionado Y que el sensor de la parte inferior “SenAb” no esté accionado, puesto que el actuador, como ya se ha mencionado, debe desplazarse hacia la posición inferior antes de desenergizarse por protección del operador. Lo anterior se resume en la Figura 7.13.
 
 
Figura 7. 13 Condiciones del escalón 5 del programa para el PLC.
Figura 7. 13 Condiciones del escalón 5 del programa para el PLC.
 
 
Con la finalidad de registrar la acción de apagar el sistema, se tiene que activar físicamente el botón de Paro (E3) y aunque el operador deje de presionarlo su actividad debe continuar por lo que se implementara un estado de memoria temporal conectando en forma paralela el contacto M1 con el contacto E3.
 
 
Y por último la Bandera de Paro (M1) al haber sido activada, a su vez anulara la activación de la Bandera de Inicio (M0) tal como se muestra en la Figura 7.8.
 
 
Figura 7. 14 Implementación de una maqueta con el PLC y el mecanismo a controlar
Figura 7. 14 Implementación de una maqueta con el PLC y el mecanismo a controlar
 
 
Figura 7. 15 Entorno Grafico del Software de programación del PLC.
Figura 7. 15 Entorno Grafico del Software de programación del PLC.
 
 
Figura 7. 16 Diagrama completo en Lenguaje Escalera del Ejercicio.
Figura 7. 16 Diagrama completo en Lenguaje Escalera del Ejercicio.

 

 

Para programar un PLC es necesario el empleo de un lenguaje especifico el cual por lo general solo entiende éste.  El lenguaje de programación de cada PLC cambia de acuerdo al creador del producto, y aunque se utilizan los mismos símbolos en los distinto lenguajes, la forma en como se crean y almacenan cambia de fabricante a fabricante, por lo tanto la manera de como se interpretan las instrucciones por medio de un PLC es diferente, dependiendo de la marca.

 

 Existen comercialmente tres lenguajes que la mayoría de los fabricantes de los PLC ponen a disposición de los usuarios, estos lenguajes son:

  • Diagrama de Contactos también conocido como Lenguaje en Escalera.
  • Listado de Instrucciones
  • Diagramas de Funciones

 

En primera instancia se hará una descripción del Lenguaje en Escalera. Este lenguaje es una representación gráfica que por medio de software se implementan tanto los contactos físicos que posee un rele (Variables de Entrada), así como también las bobinas (Variables de Salida) que lo constituyen, las actividades que realizan estas representaciones se materializan a través de las líneas de entrada y salida del PLC.

  

En el  Lenguaje en Escalera son muy bastos los símbolos empleados, pero como introducción en primer término explicaremos los símbolos que relacionan las entradas con las salidas.

  

Los elementos básicos correspondientes a las entradas, son los que a continuación se muestran:

 

  • Contacto normalmente abierto  
  • Contacto normalmente cerrado 

 

Contacto normalmente abierto (NA) Este tiene la misma función de un botón real, el cual cuando no es accionado se reposiciona automáticamente a su estado natural que es encontrarse abierto o desconectado, ver figura 6.1.  En otras palabras cuando el usuario presiona el interruptor hace que exista una unión entre los dos contactos internos que tiene el botón, cambiando su estado lógico de abierto (desconectado)  a cerrado (conectado), ver figura 6.2.

 

Figura 6. 1 Interruptor con contacto normalmente abierto en reposo.

 

Figura 6. 2 Interruptor con contacto normalmente abierto activado.

 

Contacto normalmente cerrado (NC) Igualmente funciona como un botón real, pero de manera inversa al contacto normalmente abierto, esto es que cuando no es accionado se reposiciona automáticamente a su estado natural que es el encontrarse cerrado o conectado, ver figura 6.3.

 

Cuando el usuario presiona el interruptor abre la unión que existe entre los dos contactos internos del botón, cambiando su estado lógico de cerrado (conectado)  a abierto (desconectado), ver figura 6.4.

 

 

Figura 6. 3 Interruptor con contacto normalmente cerrado en reposo.

 

 

Figura 6. 4 Interruptor con contacto normalmente abierto activado.

 

 

De acuerdo a la convención establecida por los fabricantes de los PLC se sabe que la correspondencia que tienen los estados lógicos cerrado y abierto con los dígitos binarios "0" y "1" es la siguiente:

 

  • Abierto equivale a "0" lógico
  • Cerrado equivale a "1" lógico

 

Ya que conocemos los símbolos básicos correspondientes a las entradas en el Lenguaje en Escalera, debemos de encontrar la manera de obtener una respuesta en base a nuestras entradas.  La solución la hallamos en el mismo Lenguaje en Escalera, ya que para representar una salida se emplea el símbolo   el cual tiene una función  similar a la de una bobina en un relevador, la cual una vez energizada provoca un cambio de estado en el (los) interruptor(es) que se encuentran bajo su influencia.

 

Para programar un PLC, primeramente se deben tener contempladas las entradas y las salidas totales que estarán interactuando en el sistema que se va a automatizar, posteriormente es necesario plantear el procedimiento mediante el cual se relacionaran las entradas con las salidas de acuerdo a las respuestas que se esperan del sistema.

 

Una herramienta que se emplea frecuentemente para programar un PLC son las Tablas de Verdad, ya que en estas se observa la respuesta que debe emitir el PLC en función de las combinaciones de los estados lógicos de las entradas. La combinación generada por la forma en como se conecten las variables de entrada da origen a funciones lógicas estandarizadas como por ejemplo: AND, OR, INVERSOR, etc.

 

Tanto las funciones lógicas mencionadas en el párrafo anterior como todas las que faltan tienen asociado un símbolo por medio del cual se identifican en el área de la electrónica, cabe aclarar que en esta  área estas funciones son llamadas por su nombre en inglés, por lo tanto así nos referiremos a ellas.

 

Cuando se utiliza el Lenguaje en Escalera para programar un PLC no se emplean los símbolos de las funciones lógicas por lo tanto debemos ser capaces de implementarlas utilizando las variables de entrada y salida que de acuerdo a cierto arreglo se comportaran como las funciones lógicas: AND, OR, INVERSOR, NOR, etc.

 

Existen tres funciones lógicas a partir de las cuales se generan todas éstas las cuales son: AND, OR e INVERSOR. Por lo que a continuación se explicara como se implementan con el Lenguaje en Escalera, así como su comportamiento.

 

FUNCIÓN LÓGICA AND (Y)

 

La función lógica AND tendrá la salida activada (energizada) solo si ambos contactos (normalmente abiertos) tienen el nivel lógico de 1, en todos los otros casos la salida estará desactivada (desenergizada). Ver Figura 6.5, 6.6, 6.7 y 6.8.

 

 

 

Figura 6. 5 Función Lógica AND (Y) con las entradas A y B en "0".

 

 

Figura 6. 6 Función Lógica AND (Y) con entrada A  en "0" y B en "1".

 

 

Figura 6. 7 Función Lógica AND (Y) con entrada A  en "1" y B en "0".

 

 

Figura 6. 8 Función Lógica AND (Y) con las entradas A y B en "1".

 

 

Nota: Los símbolos iluminados se encuentran activos.

 

Las Figuras 6.5, 6.6, 6.7 y 6.8 generan la siguiente tabla de verdad:

 

Tabla 6. 1 Función lógica AND (Y)

A B SALIDA FIGURA
0 0 0 5.5
0 1 0 5.6
1 0 0 5.7
1 1 1 5.8

 

 

FUNCIÓN LÓGICA OR (O)

 

Con una función lógica OR la salida se presenta activada (energizada) si uno o todos sus contactos (normalmente abiertos) se encuentran en el estado de "1" lógico. En contraparte la salida se presentara desactivada (desenergizada) cuando todos los interruptores tienen un estado lógico "0". Ver Figura 6.9, 6.10, 6.11 y 6.12.

 

Figura 6. 9 Función Lógica OR (O) con las entradas A y B en "0".

 

Figura 6. 10 Función Lógica AND (Y) con entrada A  en "0" y B en "1".

 

Figura 6. 11 Función Lógica AND (Y) con entrada A  en "1" y B en "0".

 

Figura 6. 12 Función Lógica AND (Y) con las entradas A y B en "1".

 

La tabla de verdad que se desprende de las figuras 6.9, 6.10, 6.11 y 6.12 es la siguiente:

 

Tabla 6. 2 Función lógica OR (O)

A B SALIDA FIGURA
0 0 0 5.9
0 1 1 5.10
1 0 1 5.11
1 1 1 5.12

 

 

FUNCIÓN LÓGICA INVERSORA (NOT)

 

La función lógica INVERSORA (NOT), a diferencia de las funciones AND y OR, solo requiere un contacto en la entrada, el cual debe ser normalmente cerrado. La salida se presenta activada (energizada) si el contacto se encuentra en el estado de 0 lógico, ver Figura 6.13.  En contraparte la salida se presentara desactivada (desenergizada) cuando el interruptor tiene un estado lógico "1", ver Figura 6.14.

 

De acuerdo a lo explicado en el párrafo anterior se observa que la finalidad de esta función lógica es presentar en la salida el estado lógico del contacto de manera invertida.

 

 

Figura 6. 13 Función Lógica Inversora (NOT) con las entrada A  en "0".

 

 

Figura 6. 14 Función Lógica Inversora (NOT) con las entrada A  en "1".

 

Las Figuras 6.13 y 6.14 se resumen en la tabla 6.3.

 

Tabla 6. 3 Función Lógica Inversora (NOT)

A SALIDA FIGURA
0 0 5.13
1 1 5.14

 

 

FUNCIÓN LÓGICA NO INVERSORA

 

La función lógica NO INVERSORA requiere de únicamente de un contacto el cual debe ser normalmente abierto. La salida es el reflejo del estado lógico en el que se encuentre el contacto, ver Figura 6.15 y 6.16.

 

Figura 6. 15 Función Lógica NO Inversora con las entrada A  en "0".

 

Figura 6. 16 Función Lógica NO Inversora con las entrada A  en "1".

 

La tabla de verdad de la función lógica NO INVERSORA es la que se presenta a continuación:

 

Tabla 6. 4 Función Lógica NO Inversora.

 

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