Diagramas de Escalera

7/13/2019 Diagramas de Escalera

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DE NUEVO A NDICPRINCIPAL

Para el PLC los ejemplos programados consideranejemplos de la programacinde lgica de la escala del PLC

LGICA DE LA ESCALA

Diagramas de la escala

Los diagramas de la escala son diagramas esquemticos especializados de usogeneral documentar sistemas de lgica de control industriales. Se llaman los

diagramas de la escala porque se asemejan a una escala, con dos carrilesverticales (energa de la fuente) y tantos peldaos (las lineas horizontales)pues hay circuitos de control a representar. Si quisiramos dibujar un diagramasimple de la escala que demostraba una lmpara que es controlada por uninterruptor de la mano, parecera esto:

Las designaciones del L1 y del L2 refieren a los dos postes de una fuente de120 VAC, a menos que se indicare en forma diferente. El L1 es el conductorcaliente, y el L2 es (neutral) el conductor puesto a tierra. Estasdesignaciones no tienen nada hacer con los inductores, apenas hacer las cosasque confunden. La energa de abastecimiento real del transformador o delgenerador a este circuito se omite para la simplicidad. En realidad, el circuitomira algo similar:
http://es.machinetoolhelp.com/index.htmlhttp://es.machinetoolhelp.com/index.htmlhttp://es.machinetoolhelp.com/index.htmlhttp://es.machinetoolhelp.com/Automation/Ladderlogic/ladder_logic%20examples.htmlhttp://es.machinetoolhelp.com/Automation/Ladderlogic/ladder_logic%20examples.htmlhttp://es.machinetoolhelp.com/Automation/Ladderlogic/ladder_logic%20examples.htmlhttp://es.machinetoolhelp.com/Automation/Ladderlogic/ladder_logic%20examples.htmlhttp://es.machinetoolhelp.com/Automation/Ladderlogic/ladder_logic%20examples.htmlhttp://es.machinetoolhelp.com/Automation/Ladderlogic/ladder_logic%20examples.htmlhttp://es.machinetoolhelp.com/index.htmlhttp://es.machinetoolhelp.com/index.html


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Tpicamente en circuitos de lgica industriales del relais, pero no siempre, elvoltaje de funcionamiento para los contactos del interruptor y las bobinas delrelais ser 120 voltios de CA. La CA de tensin inferior e incluso los sistemas dela C.C. se construyen y se documentan a veces segn diagramas de la escala:

Siempre y cuando el interruptor entra en contacto con y las bobinas del relais estodo el adecuado clasificado, no importa realmente con qu nivel de voltaje seelige para que el sistema funcione.

Observar el nmero 1 en el alambre entre el interruptor y la lmpara. En elmundo real, ese alambre sera etiquetado con ese nmero, usar etiquetas delencogimiento del calor o del pegamento, dondequiera que fuera convenienteidentificar. Los alambres que llevan al interruptor seran etiquetados L1 y 1,respectivamente. Los alambres que llevan a la lmpara seran etiquetados 1 yL2, respectivamente. Estos nmeros del alambre hacen la asamblea y el

mantenimiento muy fciles. Cada conductor tiene su propio nmero nico delalambre para el sistema de control que ha utilizado adentro. Los nmeros delalambre no cambian en ninguna ensambladura o nodo, incluso si tamao delalambre, color, o los cambios de la longitud que van en o fuera de un punto deconexin. Por supuesto, es preferible mantener colores constantes del alambre,pero esto no es siempre prctico. Qu importa es que, punto continuo en uncircuito de control posee elctricamente el mismo nmero del alambre. Llevar


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esta seccin de circuito, por ejemplo, con el alambre #25 como punto solo,elctricamente continuo que rosca muchos diversos dispositivos:

En diagramas de la escala, el dispositivo de carga (lmpara, bobina del relais,bobina del solenoide, etc.) se dibuja casi siempre en el lado derecho del peldao.Mientras que no importa elctricamente donde la bobina del relais est situadadentro del peldao, importa qu extremo de la fuente de alimentacin de laescala se pone a tierra, para la operacin confiable.

Toma por ejemplo este circuito:

Aqu, la lmpara (carga) est situada en el lado derecho del peldao, y as que esla conexin de tierra para la fuente de energa. sta no es ningu n accidente ocoincidencia; algo, es un elemento til de la buena prctica del diseo. Suponer


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que el alambre #1 eran entrar en contacto con accidentalmente la tierra, elaislamiento de ese alambre que es frotado apagado de modo que el conductorpelado entrara en contacto con puesto a tierra, conducto del metal. Nuestrocircuito ahora funcionara como esto:

Con ambos lados de la lmpara conectada con la tierra, la lmpara ser puesta

en cortocircuito hacia fuera e incapaz de recibir energa de encenderse paraarriba. Si el interruptor fuera cerrarse, habra un cortocircuito, soplandoinmediatamente el fusible.

Sin embargo, considerar qu sucedera al circuito con la misma avera (tierraque entra en contacto con del alambre #1), a menos que este vezintercambiemos las posiciones del interruptor y del fusible (el L2 todava sepone a tierra):


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Esta vez el poner a tierra accidental del alambre #1 forzar energa a la lmparamientras que el interruptor no tendr ningu n efecto. Es mucho ms segurotener un sistema que sople un fusible en caso de avera de tierra que tener unsistema que energice incontrolable las lmparas, los relais, o los solenoides encaso de misma avera. Por esta razn, las cargas se deben siempre situar lo mscerca posible el conductor puesto a tierra de la energa en el diagrama de la

escala.

REVISIN: Los diagramas de la escala (a veces llamados lgica de la escala) son

un tipo de notacin elctrica y smbolos usados con frecuencia parailustrar cmo se interconectan los interruptores y los relaiselectromecnicos.

Las dos lneas verticales se llaman los carriles y fijacin a los postesopuestos de una fuente de alimentacin, generalmente 120 voltios deCA. El L1 seala el alambre caliente y el L2 de la CA el conductor(puesto a tierra) neutral.

Las lineas horizontales en un diagrama de la escala se llaman lospeldaos, cada uno que representa una rama nica del circuito paraleloentre los postes de la fuente de alimentacin.

Tpicamente, los alambres en sistemas de control se marcan connmeros y/o letras para la identificacin. La regla es, todos(elctricamente los puntos permanentemente conectados del campo


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comn) debe llevar la misma etiqueta.

Funciones de lgica de DigitacesPodemos construir simplemente las funciones de lgica para nuestro circuitohipottico de la lmpara, usar contactos mltiples, y documentamos estoscircuitos absolutamente fcilmente y comprensible con los peldaos adicionalesa nuestra escala original. Si utilizamos la notacin binaria estndar para elestado de los interruptores y de la lmpara (0 para no actuado o desenergizado;1 para actuado o energizado), una tabla de verdad se puede hacer para demostrarcmo la lgica trabaja:

Ahora, la lmpara se adelantar si se acta el contacto A o el contacto B, porquetodo lo que toma para que la lmpara sea energizada es tener por lo menos una

trayectoria para la corriente del L1 del alambre para atar con alambre 1. Qutenemos es una funcin simple O de lgica, ejecutada con nada ms quecontactos y una lmpara.

Podemos mmico Y la funcin de lgica atando con alambre los dos contactosen serie en vez de paralelo:


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Ahora, la lmpara se energiza solamente si el contacto Ay elcontacto B seactan simultneamente. Una trayectoria existe para la corriente del L1 delalambre a la lmpara (alambre 2) si y solamente si amboscontactos delinterruptor son cerrados.

La inversin lgica, o NO, funcin se puede realizar en un contacto entradosimplemente usando un contacto normalmente cerrado en vez de un contactonormalmente abierto:

Ahora, la lmpara se energiza si el contacto no se acta, y se desenergizacuando se acta el contacto.

Si tomamos nuestro O la funcin e invertimos cada entrada con el uso decontactos normalmente cerrados, terminaremos para arriba con una funcin delNAND. En una rama especial de las matemticas conocida como lgebra


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boleana, este efecto de la identidad de la funcin de puerta que cambia con lainversin de las seales de entrada es descrito porDeMorgan's Theorem, aconforme a se explore ms detalladamente en un captulo posterior.

La lmpara ser energizada si cualquiercontacto es unactuated. Saldrsolamente si amboscontactos se actan simultneamente.

Asimismo, si tomamos nuestro Y la funcin e invertimos cada entrada con eluso de contactos normalmente cerrados, terminaremos para arriba con a NIfuncionaremos:


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Un patrn se revela rpidamente cuando los circuitos de la escala se comparancon sus contrapartes de la puerta de lgica:

Los contactos del paralelo son equivalentes a O a la puerta. Los contactos de la serie son equivalentes a Y a la puerta. Los contactos normalmente cerrados son equivalentes NO a una puerta

(inversor).

Podemos construir funciones de lgica combinacional agrupando contactos enarreglos serie-paralelos, tambin. En el ejemplo siguiente, tenemos una funcindel Exclusive-OR construida de una combinacin de Y, O, y de las puertas delinversor (NO):


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El peldao superior (el contacto A del NC en serie sin el contacto B) es elequivalente de la combinacin de la puerta de la tapa NOT/AND. El peldaoinferior (no hay contacto A en serie con el contacto del NC B) el equivalente dela combinacin de la puerta de la parte inferior NOT/AND. La conexinparalela entre los dos peldaos en el alambre nmero 2 forma el equivalente delO de la puerta, en permitir que el peldao 1 o2 sonados energice la lmpara.

Para hacer la funcin del Exclusive-OR, tuvimos que utilizar dos contactos porentrada: uno para la entrada directa y el otro para invirti la entrada. Los doscontactos de A son actuados fsicamente por el mismo mecanismo, al igualque los dos contactos de B. La asociacin comn entre los contactos es

denotada por la etiqueta del contacto. No hay lmite a cuntos contactos por elinterruptor se pueden representar en un diagrama de la escala, como cada nuevocontacto en cualquier interruptor o el relais (normalmente abierto onormalmente cerrado) usado en el diagrama se marca simplemente con lamisma etiqueta.

A veces, los contactos del mltiplo en un solo interruptor (o el relais) son


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sealados por las etiquetas de un compuesto, tales como A-1 y A-2 en vezde dos etiquetas de A. Esto puede ser especialmente til si usted quieresealar especficamente a que fijado de contactos en cada interruptor o relais seest utilizando para los cuales pieza de un circuito. Para el motivo de lasimplicidad, me refrenar de tal etiquetado elaborado en esta leccin. Si ustedve una etiqueta comn para los contactos mltiples, usted sabe que esoscontactos todos son actuados por el mismo mecanismo.

Si deseamos invertir lasalida decualquier funcin de lgica switch-generated,debemos utilizar un relais con un contacto normalmente cerrado. Por ejemplo, siqueremos energizar una carga basada en lo contrario, o NO, de un contactonormalmente abierto, podramos hacer esto:

Llamaremos el relais, el relaisde control 1, o CR1. Cuando la bobina del CR1(simbolizado con los pares de parntesis en el primer peldao) se energiza, elcontacto en el segundo peldaose abre, as desenergizando la lmpara. Delinterruptor A a la bobina del CR1, la funcin de lgica es noninverted. Elcontacto normalmente cerrado actuado por la bobina CR1 del relais proporcionauna funcin lgica del inversor para conducir la lmpara enfrente de el del

estado de la impulsin del interruptor.

Aplicando esta estrategia de la inversin a una de nuestras funciones delinverted-input creadas anterior, por ejemplo el OR-to-NAND, podemos invertirla salida con un relais para crear una funcin noninverted:


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De los interruptores a la bobina del CR1, la funcin lgica es la de una puerta deNAND. El contacto normalmente cerrado del CR1's proporciona una inversinfinal para dar vuelta a la funcin del NAND en Y la funcin.

REVISIN: Los contactos del paralelo son lgicamente equivalentes a O a la puerta. Los contactos de la serie son lgicamente equivalentes a Y a la puerta. Los contactos (N.C.) normalmente cerrados son lgicamente

equivalentes NO a una puerta. Un relais se debe utilizar para invertir lasalida de unafuncin de puerta

de lgica, mientras que los contactos normalmente cerrados simples delinterruptor son suficientes representar entradas depuerta invertidas.

Circuitos permisivos y del dispositivo de


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seguridad

Una aplicacin prctica de la lgica del interruptor y del relais es en los sistemasde control donde varias condiciones de proceso tienen que ser cumplidas antes

de que un pedazo de equipo se permita comenzar. Un buen ejemplo de esto escontrol de la hornilla para los hornos de combustin grandes. Para que lashornillas en un horno grande que se comenzarn con seguridad, las peticionespermiso del sistema de control de varios interruptores del proceso, incluyendola presin de carburante del cielo y tierra, el cheque del flujo del ventilador delaire, la posicin del apagador de apilado del extractor, la posicin de la puertade acceso, el etc. Cada condicin de proceso se llama un permisivo, y cadacontacto permisivo del interruptor se ata con alambre en serie, de modo queeventualmente uno de ellos detecte una condicin insegura, el circuito serabierto:

Si se cumplen todas las condiciones permisivas, el CR1 se energizar y lalmpara verde ser encendida. En vida real, ms que apenas una lmpara verdesera energizada: un solenoide de la vlvula generalmente de control del relais o

del combustible sera puesto en ese peldao del circuito que se energizarcuando todos los contactos permisivos eran buenos: es decir, todo cerrado.Eventualmente una de las condiciones permisivas no se cumple, la cadena de laserie de contactos del interruptor estar roto, el CR2 se desenergizar, y lalmpara roja se encender.

Observar que el alto contacto de la presin de carburante es normalmente


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cerrado. Esto es porque quisiramos que el contacto del interruptor se abriera sila presin de carburante consigue demasiado alta. Puesto que la condicinnormal de cualquier interruptor de presin es cuando cero presin (del puntobajo) se est aplicando a ella, y nosotros quisiera que este interruptor se abrieracon (la alta) presin excesiva, debemos elegir un interruptor que se cierre en suestado normal.

Otra aplicacin prctica de la lgica del relais es en los sistemas de controldonde queremos asegurarnos que dos acontecimientos incompatibles no puedenocurrir al mismo tiempo. Un ejemplo de esto est en el control de motorreversible, donde los contactores bimotores se atan con alambre para cambiarpolaridad (o secuencia de fase) a un motor elctrico, y no queremos loscontactores delanteros y reversos energizados simultneamente:

Cuando se energiza el M1 del contactor, las 3 fases (A, B, y C) estn conectadosdirecto con los terminales 1, 2, y 3 del motor, respectivamente. Sin embargo,cuando se energiza el contactor M2, pone en fase A y B se invierten, A que va a

viajar en automvili el terminal 2 y B que van a viajar en automvili el terminal1. Esta revocacin de la fase ata con alambre resultados en el motor que hacegirar la direccin contraria. Examinemos el circuito de control para estos doscontactores:


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Tomar la nota del contacto normalmente cerrado del OL, que es el contactotermal de la sobrecarga activado por los elementos del calentador atados conalambre en serie con cada fase del motor de CA. Si los calentadores consiguendemasiado calientes, el contacto cambiar de su estado (cerrado) normal a estarabierto, que evitar que cualquier contactor se energice.

Este sistema de control trabajar muy bien, siempre y cuando nadie empujesambos botones al mismo tiempo. Si alguien hiciera eso, las fases A y Bcortocircuitos juntas en virtud del hecho de que el M1 del contactor enva lasfases A y B derecho al motor y al contactor M2 los invierte; poner en fase Asera puesto en cortocircuito para poner en fase B y viceversa. Obviamente,esto es un ma n diseo de sistema de control!

Para evitar que esta ocurrencia suceda, podemos disear el circuito de modo queel avivamiento de un contactor prevenga el avivamiento del otro. Se llama estoel enclavijarse, y es realizado con el uso de contactos auxiliares en cadacontactor, como tal:

Ahora, cuando se energiza el M1, el contacto auxiliar normalmente cerrado enel segundo peldao estar abierto, as evitando que el M2 sea energizado,incluso si se acta el botn reverso. Asimismo, se previene el avivamiento delM1's cuando se energiza el M2. La nota, tambin, cmo el alambre adicional


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numera (4 y 5) fue agregada para reflejar los cambios del cableado.

Debe ser observado que sta no es la nica manera de enclavijar contactorespara prevenir una condicin del cortocircuito. Algunos contactores vienenequipado de la opcin de un dispositivo de seguridad mecnico: una palanca queensambla las armaduras de dos contactores juntas para prevenirlas fsicamentede encierro simultneo. Para la seguridad adicional, los dispositivos deseguridad elctricos pueden todava ser utilizados, y debido a la simplicidad delcircuito no hay buena razn para no emplearlos adems de dispositivos deseguridad mecnicos.

REVISIN: Los contactos del interruptor instalados en un peldao de la lgica de la

escala diseado para interrumpir un circuito si ciertas condiciones fsicasno se cumplen se llaman los contactospermisivos, porque el sistemarequiere el permiso de estas entradas para activar.

Los contactos del interruptor diseados para evitar que un sistema decontrol tome dos medidas incompatibles inmediatamente (por ejemploaccionar un motor elctrico adelante y al revs simultneamente) sellaman los dispositivos de seguridad.

Circuitos de control de motor

Los contactos del dispositivo de seguridad instalados en el circuito de control de

motor de la seccin anterior trabajan muy bien, pero el motor funcionarsolamente mientras se mantiene cada interruptor de botn. Si quisimos guardarel motor que funciona incluso despus el operador toma su mano de losinterruptores de control, nosotros podra cambiar el circuito en unas par demaneras diferentes: podramos substituir los interruptores de botn por losinterruptores elctricos, o podramos agregar ms lgica del relais al cierre elcircuito de control con una impulsin sola, momentnea de cualquierinterruptor. Veamos cmo se ejecuta el segundo acercamiento, puesto que es deuso general en industria:


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Cuando se acta el botn delantero, el M1 se energizar, cerrando el contactoauxiliar normalmente abierto paralelamente a ese interruptor. Cuando se lanza elbotn, el contacto auxiliar del M1 cerrado mantendr la corriente a la bobina delM1, as trabando el circuito delantero en el estado de "ON". La misma clasede cosa suceder cuando se presiona el botn reverso. Estos contactosauxiliares paralelos se refieren a veces como el seal-inentra en contacto con, elsignificado del sello de la palabra esencialmente la misma cosa que el cierrede lapalabra.

Sin embargo, esto crea un nuevo problema: cmo parar elmotor! Pues existeel circuito ahora, el motor funcionar adelante o al revs una vez que sepresiona el interruptor de botn correspondiente, y continuar funcionandomientras haya energa. Para parar cualquier circuito (adelante o al revs),requerimos algunos medios para que el operador interrumpa energa a loscontactores del motor. Llamaremos este nuevo interruptor,paramos:


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Ahora, si los circuitos delanteros o reversos estn trabados, pueden ser abiertomomentneamente presionando el botn de la parada, que abrir el circuitodelantero o reverso, desenergizando el contactor energizado, y volviendo elcontacto del seal-in a su estado (abierto) normal. El interruptor de la parada,teniendo contactos normalmente cerrados, conducir energa a los circuitosdelanteros o reversos cuando est lanzado.

Hasta ahora, tan bueno. Consideremos otro aspecto prctico de nuestro esquemade control de motor antes de que paremos el agregar a l. Si nuestro motorhipottico dio vuelta una carga mecnica con mucho mpetu, tal como unventilador grande del aire, el motor pudo continuar costeando para una cantidadsustancial de tiempo despus de que el botn de paro hubiera sido presionado.Esto podra ser problemtico si un operador intentara invertir la direccin delmotor sin esperar el ventilador para parar el dar vuelta. Si el ventilador todavacosteara adelante y el botn reverso fuera presionado, el motor luchara parasuperar que la inercia del ventilador grande como ella intent comenzar a darvuelta en revs, corriente excesiva de dibujo y potencialmente la reduccin de lavida del motor, de mecanismos de arrastre, y del ventilador. Qu puede ser quetengamos gusto para tener es una cierta clase de una funcin de retraso detiempo en este sistema de control de motor para evitar que un arranque tanprematuro suceda.

Comencemos agregando unas par de bobinas de retraso de tiempo del relais, unaparalelamente a cada bobina del contactor del motor. Si utilizamos los contactosque retrasan el volver a su estado normal, estos relais nos proporcionarn unamemoria cuyo la direccin el motor fue accionada por ltimo para dar vuelta.


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Qu queremos cada contacto de retraso de tiempo a hacer es abrir la pierna delstarting-switch del circuito opuesto de la rotacin por varios segundos, mientrasque el ventilador costea a un alto.

Si el motor ha estado funcionando en la direccin delantera, el M1 y el TD1habrn sido energizados. El este ser el caso, el contacto normalmente cerrado,timed-closed del TD1 entre los alambres 8 y 5 habr abierto inmediatamente elmomento TD1 fue energizado. Cuando se presiona el botn de paro, el contactoTD1 espera la cantidad de tiempo especificada antes de volver a su estadonormalmente cerrado, as llevar a cabo el circuito reverso del botn abierto parala duracin as que el M2 no puede ser energizada. Cuando las pocas TD1hacia fuera, el contacto se cerrar y el circuito permitir que el M2 seaenergizado, si se presiona el botn reverso. De modo semejante, el TD2prevendr el botn delantero de M1 de activacin hasta que el de retraso detiempo prescribed despus del M2 (y del TD2) se hayan desenergizado.

El observador cuidadoso notar que las funciones del time-interlocking del TD1y del TD2 rinden los contactos que se enclavijan del M1 y del M2 redundantes.Podemos librarnos de M1 auxiliar de los contactos y el M2 para los dispositivosde seguridad y apenas el uso TD1 y el TD2's entra en contacto con, puesto quel abre inmediatamente cuando se energizan sus bobinas respectivas del relais,as la fijacin hacia fuera de un contactor si se energiza el otro. Cada vez queel relais del retardo servir un doble objetivo: evitar el otro contactor se energicemientras que el motor est funcionando, y evitar que el mismo contactor seenergice hasta un rato prescribed despus de la parada del motor. El circuito


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resultante tiene la ventaja de ser ms simple que el ejemplo anterior:

REVISIN: Las bobinas del contactor del motor (o arrancador) son sealadas

tpicamente por la letra M en diagramas de lgica de la escala. La operacin continua del motor con un interruptor momentneo del

comienzo es posible si un contacto normalmente abierto del seal-indel contactor est conectado paralelamente al interruptor de comienzo,de modo que una vez que se energiza el contactor mantenga energa a smismo y se mantenga trabado encendido.

Los relais de retraso de tiempo son de uso general en circuitos de controlgrandes de motor evitar que el motor sea encendido (o invertido) hastaque una cantidad determinada de tiempo haya transcurrido de unacontecimiento.

Diseo a prueba de averas

Los circuitos de lgica, estn abarcados de relais electromecnicos o de puertasde estado slido, se pueden construir en muchas maneras diferentes de realizarlas mismas funciones. Hay generalmente nadie manera correcta de disear uncircuito de lgica complejo, pero hay generalmente las maneras que son mejoresque otras.


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En sistemas de control, la seguridad es (o por lo menos debe estar) una prioridadimportante del diseo. Si hay las maneras mltiples de las cuales un circuito delcontrol numrico se puede disear para realizarse una tarea, y una de esasmaneras sucede llevar a cabo ciertas ventajas en seguridad sobre las otras,despus ese diseo es el mejor a elegir.

Hechemos una ojeada un sistema simple y consideremos cmo puede ser quesea ejecutado en lgica del relais. Suponer que un laboratorio grande o unedificio industrial debe ser equipado de un sistema alarma de incendio, activadopor de varios interruptores de enganche instalados a travs de la facilidad. Elsistema debe trabajar de modo que la sirena de la alarma energiceeventualmente uno de los interruptores se acte. En el primer vistazo parececomo si la lgica del relais debe ser increble simple: apenas utilizar loscontactos normalmente abiertos del interruptor y conectarlos todosparalelamente a uno a:

Esencialmente, ste es O funcin de lgica ejecutada con cuatro pre-escrito.Podramos ampliar este circuito para incluir cualquier nmero de pre-escrito,cada nuevo interruptor que era agregado a la red paralela, pero la limitar a

cuatro en este ejemplo para mantener cosas simples. De todos modos, es unsistema elemental y parece haber poca posibilidad del apuro.

Excepto en caso de una falta del cableado, eso est. La naturaleza de circuitoselctricos es tal que las faltas abiertas (el interruptor abierto entra en contactocon, las conexiones rotas del alambre, las bobinas abiertas del relais, los fusiblessoplados, etc.) son estadstico ms probables ocurrir que cualquier otro tipo de


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falta. Con se en mente, tiene sentido al circuito del tcnico A de ser tantolerante como sea posible a tal falta. Supongamos que una conexin delalambre para el interruptor #2 era fallar abierto:

Si esta falta fuera ocurrir, el resultado sera que el interruptor #2 energizara noms la sirena si estuvo actuado. Esto, no es obviamente bueno en un sistemaalarma de incendio. A menos que el sistema estuviera probado con regularidad(una buena idea de todos modos), nadie sabra que haba un problema hasta que

alguien intentara utilizar ese interruptor en una emergencia.

Qu si el sistema era para el sonido re-engineered la alarma en caso de faltaabierta? Esa manera, una falta en el cableado dara lugar a una alarma falsa, unpanorama mucho ms preferible que la de tener un interruptor falla y nofunciona silenciosamente cuando est necesitada. Para alcanzar esta meta deldiseo, tendramos que telegrafiar de nuevo los interruptores de modo que uncontacto abiertosonara la alarma, algo que un contacto cerrado. Que siendo elcaso, los interruptores tendrn que ser normalmente cerrados y en serie con unoa, accionando una bobina del relais que entonces active un contactonormalmente cerrado para la sirena:


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Cuando todos los interruptores son unactuated (el estado de funcionamientoregular de este sistema), el relais CR1 ser energizado, as manteniendo elcontacto CR1 abierto, evitando que la sirena sea accionada. Sin embargo,eventualmente de los interruptores se actan, el relais CR1 se desenergizar,cerrando el contacto CR1 y sonando la alarma. Tambin, si hay una rotura en elcableado dondequiera en el peldao superior del circuito, la alarma sonar.Cuando se descubre que la alarma es falsa, los trabajadores en la facilidadsabrn que algo fallado en el sistema de alarma y que necesita ser reparado.

Concedido, el circuito es ms complejo que estaba antes de la adicin del relaisde control, y el sistema podra todava fallar en el modo silencioso con unaconexin quebrada en el peldao inferior, pero sigue siendo un diseo msseguro que el circuito original, y as preferible del punto de vista de laseguridad.

Este diseo de circuito se refiere como a prueba de averas, debido a su diseoprevisto omitir el modo ms seguro en caso de falta comn tal como unaconexin quebrada del cableado del interruptor. El diseo a prueba de averascomienza siempre con una asuncin en cuanto a la clase ms probable de faltadel cableado o del componente, y despus intenta configurar las cosas de modoque tal falta haga el circuito actuar de la manera ms segura, la manera mssegura que es determinada por las caractersticas fsicas del proceso.

Tomar por ejemplo una vlvula electrically-actuated (del solenoide) para darvuelta al agua encendido de enfriamiento a una mquina. La activacin de labobina del solenoide mover una armadura que despus abra o cierre elmecanismo de la vlvula, dependiendo de qu un poco vlvula especificamos.Un resorte volver la vlvula a su posicin normal cuando se desenergiza elsolenoide. Sabemos ya que una falta abierta en la bobina del cableado o delsolenoide es ms probable que un cortocircuito o cualquier otro tipo de falta, asque debemos disear este sistema para estar en su modo ms seguro con elsolenoide desenergizado.

Si es agua de enfriamiento estamos controlando con esta vlvula, ocasiones


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somos l somos ms seguros hacer que el agua de enfriamiento se gire en casode falta que apagar, las consecuencias de una mquina que funciona sin ellquido refrigerador generalmente que es severo. Esto significa que debemosespecificar una vlvula que se gire (abrir) cuando est desenergizada y apaga (secierra abajo) cuando est energizada. Esto puede parecer al revs tener lavlvula fij esta manera, pero har para un sistema ms seguro en el extremo.

Un uso interesante del diseo a prueba de averas est en la industria de laproduccin y de la distribucin de energa, donde los disyuntores grandesnecesitan ser abiertos y ser cerrados por las seales de control elctricas de losrelais protectores. Si un relais de 50/51 (instantneo y medir el tiempo de lasobreintensidad de corriente) va a ordenar a un disyuntor que dispare (abrirse)en caso de corriente excesiva, debemos disearla de modo que el relais cierre uncontacto del interruptor para enviar una seal del viaje al triturador, o abrimosuncontacto del interruptor para interrumpir regularmente una seal de "ON" deiniciar un viaje del triturador? Sabemos que una conexin abierta ser la msprobable de ocurrir, pero cul es el estado ms seguro del sistema: trituradorabierto o triturador cerrado?

Al principio, parecera que sera ms seguro tener un viaje grande del disyuntor(abrir y apagar la energa) en caso de avera abierta en el circuito de controlprotector del relais, apenas como tenamos el defecto de sistema la alarma deincendio a un estado de la alarma con cualquier falta del interruptor o delcableado. Sin embargo, las cosas no son tan simples en el mundo del poder mselevado. Para hacer que un disyuntor grande indistintamente dispare abierto noes ninguna pequea materia, especialmente cuando los clientes estndependiendo de la fuente continua de energa elctrica de suministrar hospitales,sistemas de telecomunicaciones, sistemas de tratamiento de aguas, y otrasinfraestructuras importantes. Por esta razn, los ingenieros del sistema elctricotienen comnmente aceptado para disear los circuitos de relais protectores parahacer salir una seal cerrada delcontacto (energa aplicada) de abrir losdisyuntores grandes, significando que cualesquiera falta abierta en el cableadodel control irn inadvertidos, simplemente dejando el triturador en la posicindel status quo.

Est esto una situacin ideal? Por supuesto no. Si un relais protector detectauna condicin de la sobreintensidad de corriente mientras que el cableado delcontrol est abierto fall, no podr disparar abierto el disyuntor. Como el primerdiseo de sistema la alarma de incendio, la falta silenciosa ser evidentesolamente cuando el sistema es necesario. Sin embargo, dirigir el trazado decircuito del control la otra manera -- de modo que cualesquiera falta abiertacerraran inmediatamente el disyuntor apagado, potencialmente ennegreciendohacia fuera las pociones grandes de la rejilla de energa -- no est realmente unamejor alternativa.


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Un libro entero se poda escribir en los principios y las prcticas del buen diseode sistema a prueba de averas. Por lo menos aqu, usted sabe uces par de losfundamentales: ese cableado tiende a fallar abierto ms a menudo que puesto encortocircuito, y se un modo de fallo elctrico del sistema de control (abrirse)debe ser tal que indica y/o acta el proceso de la vida real en el modo alternativoms seguro. Estos principios fundamentales extienden a los sistemas noelctricos tambin: identificar el modo de falta ms comn, despus dirigir elsistema de modo que el modo de fallo del probable ponga el sistema en lacondicin ms segura.

REVISIN: La meta del diseo a prueba de averases hacer un sistema de control

tan tolerante como sea posible al cableado probable o a las faltascomponentes.

El tipo ms comn de falta del cableado y del componente es abre elcircuito, o la conexin rota. Por lo tanto, un sistema a prueba de averasse debe disear para omitir su modo de operacin ms seguro en el casode un circuito abierto.

Reguladores programables de la lgica

Antes del advenimiento de los circuitos de lgica de estado slido, los sistemasde control lgicos fueron diseados y construidos exclusivamente alrededor delos relais electromecnicos. Los relais estn lejos de obsoleto en diseo

moderno, pero se han substituido en muchos de sus papeles anteriores comodispositivos de control del logic-level, relegado lo ms a menudo posible a esosusos que exigen la conmutacin de gran intensidad y/o de alto voltaje.

Los sistemas y los procesos que requieren control con./desc. abundan encomercio e industria modernos, pero tales sistemas de control se construyenraramente de cualquiera los relais electromecnicos o las puertas de lgicadiscretas. En lugar, las calculadoras numricas llenan la necesidad, que se puedeprogramarpara hacer una variedad de funciones lgicas.

En los ltimos aos 60 que una empresa americana nombr a asociados de

Bedford lanz un dispositivo computacional llamaron elMODICON. Pues lassiglas, l significaron el regulador de Digitaces modular, y se convirtieron enms adelante el nombre de una divisin de compaa dedicada al diseo,fabricar, y venta de estas computadoras de control especial. Otras firmas deingeniera desarrollaron sus propias versiones de este dispositivo, y vinoeventual ser sabido en trminos non-proprietary comoPLC, o reguladorprogramable de la lgica. El propsito de un PLC era substituir directo los


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relais electromecnicos como elementos de lgica, substituyendo en lugar deotro una calculadora numrica de estado slido por un programa almacenado,capaz de emular a la interconexin de muchos relais para realizar ciertas tareaslgicas.

Un PLC tiene muchos los terminales entrados, a travs de los cuales interpretaestados lgicos del colmo y del punto bajo de los sensores y de losinterruptores. Tambin tiene muchos terminales de salida, a travs de los cualeshace salir seales del colmo y del punto bajo de accionar luces, lossolenoides, los contactores, los pequeos motores, y otros dispositivos que seprestan al control con./desc. En un esfuerzo para hacer el PLCs fcil programar,su lenguaje de programacin fue diseado para asemejarse a diagramas delgica de la escala. As, un electricista industrial o un ingeniero elctricoacostumbrado a los diagramas esquemticos de la lgica de la escala de lalectura sentira cmodo programando un PLC para realizar las mismasfunciones de control.

El PLCs es computadoras industriales, y como tales sus seales de entrada y desalida son tpicamente 120 voltios de CA, apenas como los relais de controlelectromecnicos que l fue diseado para substituir. Aunque un poco de PLCstenga la capacidad a las seales bajas del voltaje de C.C. de entrada y de lasalida de la magnitud usada en circuitos de puerta de lgica, sta es la excepciny no la regla.

Los estndares de la conexin y de programacin de la seal varan algo entrediversos modelos del PLC, pero son bastante similares permitir unaintroduccin genrica al PLC que programa aqu. La ilustracin siguientedemuestra un PLC simple, como puede ser que aparezca de una vista delantera.Dos terminales de tornillo proporcionan la conexin a 120 voltios de CA paraaccionar el trazado de circuito interno del PLC, etiquetada L1 y L2. Seisterminales de tornillo en el lado izquierdo proporcionan la conexin a losdispositivos de entrada, cada terminal que representa una diversa entradacanal con sus el propio etiqueta de X. El terminal de tornillo del lower-leftes una conexin comn, que est conectada generalmente con el L2 (neutral)de la fuente de energa de 120 VAC.


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Dentro de la cubierta del PLC, conectada entre cada terminal de la entrada y elterminal comn, est un dispositivo del aislador ptico (diodo electroluminoso)que proporciona una seal elctricamente aislada de la lgica del colmo altrazado de circuito de la computadora (un fototransistor interpreta la luz delLED) cuando hay 120 VAC de energa aplicada entre el terminal respectivo dela entrada y el terminal comn. Un LED de indicacin en el panel de delante delPLC da la indicacin visual de una entrada energizada:

Las seales de salida son generadas por el trazado de circuito de la computadora


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del PLC que activa un dispositivo de la conmutacin (transistor, TRIAC, o anun relais electromecnico), conectando el terminal de la fuente con la y ua delos etiquetaron los terminales de salida. El terminal de la fuente, estconectado correspondientemente generalmente con el lado del L1 de la fuentede energa de 120 VAC. Como con cada entrada, un LED de indicacin en elpanel de delante del PLC da la indicacin visual de una salida energizada:

De esta manera, el PLC puede interconectar con los dispositivos del mundo realtales como interruptores y solenoides.

La lgicareal del sistema de control se establece dentro del PLC por medio deun programa de ordenador. Este programa dicta qu salida consigue energizadabajo qu entrada condiciona. Aunque el programa s mismo no aparezca ser undiagrama de lgica de la escala, con smbolos del interruptor y del relais, all seaningu n contacto real del interruptor o retransmitir las bobinas que funcionandentro del PLC para crear las relaciones lgicas entre la entrada y la salida.

stas son contactos y bobinas imaginarios, si usted. El programa se incorpora yse ve va un ordenador personal conectado con el puerto programado del PLC.

Considerar el circuito siguiente y el programa del PLC:


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Cuando el interruptor de botn es unactuated (sin prensar), no se enva ningunaenerga a la entrada del X1 del PLC. Despus del programa, que demuestra uncontacto normalmente abierto del X1 en serie con una bobina del Y1, no seenviar ninguna energa a la bobina del Y1. As, los restos de la salida del Y1del PLC desenergizados, y la lmpara indicadora conectaron con ella siguesiendo oscuros.

Si se presiona el interruptor de botn, sin embargo, la energa ser enviada a laentrada del X1 del PLC. Cualesquiera y todos los contactos del X1 que aparecenen el programa asumirn el estado actuado (del non-normal), como si erancontactos de relais actuados por la activacin de una bobina del relais nombradaX1. En este caso, la activacin de la entrada del X1 causar el contactonormalmente abierto del X1 cercano, enviando energa a la bobina del Y1.


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Cuando la bobina del Y1 del programa se energiza, la salida verdadera del Y1se energizar, encendindose encima de la lmpara conectada con ella:

Debe ser entendido que el contacto del X1, la bobina del Y1, los alambres deconexin, y la energa que aparece en la exhibicin son toda del ordenadorpersonal virtuales. No existen como componentes elctricos verdaderos. Existencomo comandos en un programa de ordenador -- un pedazo de softwaresolamente -- eso apenas sucede asemejarse a un diagrama esquemtico del relaisverdadero.

Igualmente importante entender es que el ordenador personal usado para exhibiry para corregir el programa del PLC no es necesario para la operacin continuadel PLC. Una vez que un programa se ha cargado al PLC del ordenador


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personal, el ordenador personal se puede desenchufar del PLC, y el PLCcontinuar siguiendo los comandos programados. Incluyo la exhibicin decomputadora personal en estas ilustraciones para su motivo solamente, en laayuda para entender la relacin entre las condiciones de la vida real (encierrodel interruptor y estado de la lmpara) y el estado del programa (energa atravs de contactos virtuales y de bobinas virtuales).

La energa y la flexibilidad verdaderas de un PLC se revela cuando queremosalterar el comportamiento de un sistema de control. Puesto que el PLC es undispositivo programable, podemos alterar su comportamiento cambiando loscomandos que lo damos, sin tener que configurar de nuevo los componenteselctricos conectados con l. Por ejemplo, suponer que quisimos hacer estafuncin del circuito de la interruptor-y-lmpara en una manera invertida:empujar el botn para hacer la lmpara apaga, y lanzarlo para hacer que se gira.La solucin del hardware requerira que un interruptor de botn normalmentecerrado est substituido para el interruptor normalmente abierto actual en ellugar. La solucin del software es mucho ms fcil: apenas alterar elprograma de modo que el X1 del contacto sea normalmente cerrado algo quenormalmente abierto.

En la ilustracin siguiente, tenemos el sistema alterado demostrado en el estadodonde est unactuated el botn (no siendo presionado):


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En esta ilustracin siguiente, el interruptor se demuestra actuado (presionado):


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Una de las ventajas de ejecutar de control lgico en software algo que enhardware es que las seales de entrada se pueden reutilizar tantas veces en elprograma como es necesaria. Por ejemplo, tomar el circuito y el programasiguientes, diseados para energizar la lmpara si por lo menos dos de los tresinterruptores de botn se actan simultneamente:


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Para construir un circuito equivalente usar los relais electromecnicos, tresrelais con dos contactos normalmente abiertos cada uno tendran que serutilizados, para proporcionar dos contactos por el interruptor de entrada. Usarun PLC, sin embargo, podemos programar tantos contactos como deseamos paracada X entrado sinel adicin del hardware adicional, desde cada entrada ycada salida no es nada ms que de un solo bit en la memoria digital del PLC (0 o1), y se puede recordar tantas veces segn sea necesario.

Adems, puesto que cada salida en el PLC no es nada ms que un pedacito en sumemoria tambin, podemos asignar contactos en un programa del PLCactuado por un estado de la salida (y). Tomar por ejemplo este sistemasiguiente, un circuito de control por marcha-parada del motor:


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El interruptor de botn conect con el X1 de la entrada servicios como elinterruptor del comienzo, mientras que el interruptor conect con el X2 de laentrada servicios como la parada. Otro contacto en el programa, nombradoY1, utiliza el estado de la bobina de la salida como contacto del seal-in, directo,de modo que el contactor del motor contine siendo energizado despus de quese lance el interruptor de botn del comienzo. Usted puede ver el X2normalmente cerrado del contacto aparecer en un bloque coloreado,demostrando que est en (elctricamente conduciendo) un estado cerrado.

Si presionramos impresin , el X1 de la entrada se energizara, ascerrando el contacto del X1 en el programa, enviando energa al Y1bobina, energizando el Y1 hecho salir y aplicando la corriente ALTERNA de120 voltios a la bobina verdadera del contactor del motor. El contacto paralelo


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del Y1 tambin cercano, as trabando el circuito en un estado energizado:

Ahora, si lanzamos el botn del comienzo, el X1 normalmente abiertocontacto volver a su estado abierto, pero el motor continuar funcionandocon porque el seal-in del Y1 contacto contina proporcionando continuidada Y1 de la bobina de la energa, as guardando la salida del Y1 energizada:


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Para parar el motor, debemos presionar momentneamente botn el abierto dela parada, que energizar la entrada del X2 y el contacto normalmentecerrado, rompiendo continuidad bobina del Y1 :


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Cuando se lanza el botn de la parada, el X2 entrado se desenergizar,volviendo X2 del contacto a su normal, estado cerrado. El motor, sinembargo, no comenzar otra vez hasta que se acte el botn del comienzo,porque el seal-in del Y1 se ha perdido:


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Un aspecto importante a hacer aqu es que el diseo a prueba de averasesapenas tan importante en sistemas PLC-controlled como est en sistemas relay-controlled electromecnicos. Uno debe considerar siempre los efectos delcableado (abierto) fall en el dispositivo o los dispositivos que son controlados.En este ejemplo del circuito de control de motor, tenemos un problema: si elcableado de la entrada para el X2 (el interruptor de la parada) fuera fallarabierto, no habra manera de parar el motor!

La solucin a este problema es una revocacin de la lgica entre el X2contacto dentro del programa del PLC y el interruptor de botn real de laparada:


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Cuando el interruptor de botn normalmente cerrado de la parada esunactuated (no presionado), la entrada del X2 del PLC ser energizada, ascerrando el X2 contacto dentro del programa. Esto permite el motor seaencendido cuando se energiza el X1 de la entrada, y permite que continefuncionando cuando el botn del comienzo se presiona no ms. Cuando seacta el botn de la parada, el X2 entrado se desenergizar, as abertura elX2 contacto dentro del programa del PLC y de apagar el motor. As pues,vemos que no hay diferencia operacional entre este nuevo diseo y el diseoanterior.

Sin embargo, si el cableado de la entrada en X2 de la entrada fuera fallarabierto, la entrada del X2 se desenergizara de manera semejante como cuandose presiona el botn de la parada. El resultado, entonces, para una falta del


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cableado en la entrada del X2 es que el motor apagar inmediatamente. Esto esun diseo ms seguro que el que est demostrado previamente, donde una faltadel cableado del interruptor de la parada habra dado lugar a una inhabilidadde parar el motor.

Adems de la entrada (x) y de los elementos de programa de la salida (y), elPLCs proporciona bobinas y contactos internos sin la conexin intrnseca almundo exterior. stos se utilizan mucho el igual que los relais de control(CR1, CR2, etc.) se utilizan en circuitos de relais estndar: para proporcionar lainversin de la seal de la lgica cuando es necesario.

Para demostrar cmo uno de estos relais internos pudo ser utilizado,considerar el circuito y el programa siguientes del ejemplo, diseados paraemular a la funcin de una puerta de NAND del three-input. Puesto que loselementos de programa del PLC son diseados tpicamente por las solas letras,llamar el relais de control interno C1 algo que el CR1 como seracostumbrado en un circuito de control del relais:


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En este circuito, la lmpara seguir encendida siempre y cuando los botonesuces de lossiguen siendo unactuated (sin prensar). Para hacer que la lmparaapaga, tendremos que actuar (prensa) los tres interruptores, como esto:


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Esta seccin en reguladores programables de la lgica ilustra apenas unapequea muestra de sus capacidades. Como computadoras, el PLCs puederealizar funciones de temporizacin (para el equivalente de relais de retraso detiempo), el tambor que ordena, y otras funciones avanzadas con exactitud yconfiabilidad lejos mayores que cul es posible usar los dispositivos de lgicaelectromecnicos. La mayora del PLCs tiene la capacidad para lejos ms deseis entradas y seis salidas. La fotografa siguiente demuestra vario los mdulosde entrada y de salida de un solo PLC de Allen-Bradley.


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Con cada mdulo teniendo diecisis puntos de entrado o la salida, este PLCtiene la capacidad de supervisar y de controlar docenas de dispositivos. El ajusteen un gabinete de control, un PLC toma poco sitio, especialmente en vista delespacio equivalente que sera necesitado por los relais electromecnicos pararealizar las mismas funciones:


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Una ventaja del PLCs que no se puededuplicar simplemente por los relaiselectromecnicos es control remoto y control va redes informticas digitales.Porque un PLC no es nada ms que una calculadora numrica especial, tiene lacapacidad de comunicar con otras computadoras algo fcilmente. La fotografasiguiente demuestra un ordenador personal que exhibe una imagen grfica de unproceso verdadero del liquid-level (un bombeo, o de la elevacin, de laestacin para un sistema de tratamiento de aguas residuales municipal)controlados por un PLC. La estacin de bombeo real est situada las millas lejosde la exhibicin de computadora personal:


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Contribuidores

Enumeran a los contribuidores a este captulo en la orden cronolgica de suscontribuciones, de la ms reciente a primero. Ver el apndice 2 (lista delcontribuidor) para las fechas y la informacin de contacto.

Rogelio Hollingsworth(el mayo de 2003): Sugiri una manera de hacer elcircuito de control de motor del PLC a prueba de averas.

Las lecciones en circuitos elctricoscopyright (c) a Tony 2000-2005 R.Kuphaldt, conforme a las condiciones de lalicencia de la ciencia del diseo.

Para los ejemplos programados ver la pgina enejemplos de la programacin de lgica de la escaladel PLC
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De nuevo a tapa

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Fundamentos de Lgica DigitalAdems de la representacin que hemos venido utilizando en este libro de circuitos lgicos capaces de llevaa cabo alguna funcin, existe otro tipo de representacin de los mismos ampliamente utilizada en

aplicaciones industriales de automatizacin y control digital. Se trata de los diagramas de escalera lgica(logic ladder diagrams), conocidos simplemente como los diagramas de escalera. Los diagramas deescalera son un lenguaje visual que permite llevar a cabo la programacin de los controladores lgicosprogramablesconocidos comnmente en la literatura tcnica por sus siglas PLC(del inglsProgrammablLogic Controller). Esto, en cierta forma, es nuestro punto de introduccin hacia las ramas de la robtica y lamecatrnica.

Hablando en trminos generales, los circuitos integrados tratados previamente son circuitos integradosutilizados fundamentalmente para el procesamiento de datos, para el procesamiento de informacin, en loscuales se desea economizar al mximo el consumo de energa, y por lo tanto han sido diseados para poderoperar con corrientes elctricas muy pequeas. Ciertamente, no son capaces de poder manejar las corrienteselctricas necesarias para poder encender y apagar motores. Esto requiere de componentes elctricos parauso pesado(heavy duty) tales como los relevadores electromecnicos estudiados al principio de este libro ocomo los rectificadores controlados de silicioSCR y los thyristores. Sin embargo, es deseable mantener lmisma flexibilidad de poder interconectar estos elementos de control siguiendo un esquema de fcilinterpretacin y mantenimiento como el que proporcionan los diagramas convencionales de las funcioneslgicas bsicas. Considrese el siguiente diagrama elemental de un motor activado directamente con voltajede 120 volts de corriente alterna (el cual podra ser el motor de un abanico casero, de un taladro, o de unalicuadora):

En este diagrama elctrico cuando el interruptor Sse cierra, el motor es energizado y comienza a funcionar,y cuando el interruptor Sse abre, el motor deja de funcionar. Con un poco de imaginacin, podemosvisualizar este diagrama como el peldao de una escalera, y en efecto este es posiblemente el diagrama deescalera ms sencillo que podamos trazar. En un diagrama de escalera, la fuente de energa es representada

por los dos "rieles" verticales de la escalera, mientras que los peldaos de la escalera son utilizados pararepresentar los circuitos de control. Los contactos normalmente abiertos de un interruptor o de un relevadorson representados mediante dos lneas paralelas verticales (es importante no confundir este smbolo con elsmbolo utilizado en los textos de electricidad y electrnica para representar capacitores), mientras que loscontactos normalmente cerrados de un interruptor o de un relevador son representados mediante dos lneasparalelas atravesadas con una lnea diagonal. Si convenimos en representar la accin de "encendido" delinterruptor Scomo una entradasimbolizada con la letra Ay lasalidaresultante (el encendido del motor)con un crculo y una letra Y, el diagrama de escalera para el circuito anterior ser el siguiente:
http://bp2.blogger.com/_js6wgtUcfdQ/SAjPwWrjfCI/AAAAAAAADQs/kqGrN0rNSNs/s1600-h/diagrama_de_escalera_01.png


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(Es importante no confundir el smbolo utilizado para representar un interruptor como el interruptor Aen eldiagrama de arriba con el smbolo utilizado para representar un capacitor en los diagramas elctricosconvencionales.)

Un diagrama de escalera puede contener peldaos al igual que una escalera verdadera. Cada peldao debecontener una o varias entradas, y una o varias salidas. La primera instruccin en un peldao, puesta del ladoizquierdo, siempre debe representar la accin de una entrada, y la ltima instruccin de un peldao, puestadel lado derecho, siempre debe representar la accin de una salida.

Para nuestra discusin, adoptaremos aqu la siguiente simbologa:

Xse usar para representar entradas

Yse usar para representarsalidas

CRse usar para representar relevadores de controlEn un circuito que conste de varias entradas y/o varias salidas y/o varios relevadores de control, a cada unode estos smbolos se les aadir un nmero con el fin de distinguir distintos tipos de entradas, distintos tiposde salidas, y distintos tipos de relevadores de control. De este modo, X1, X2y X3representan tres entradasdiferentes que pueden ser cada una de ellas interruptores normalmente abiertos:

o interruptores normalmente cerrados:

A continuacin tenemos el equivalente de la funcin lgica OR en un diagrama de escalera, en la cual sicualquiera de los interruptores X1 X2o ambos son cerrados el motor Y arrancar:
http://bp0.blogger.com/_js6wgtUcfdQ/SAjWJ2rjfGI/AAAAAAAADRM/eo4_5oG-GCM/s1600-h/interruptor_normalmente_cerrado.PNGhttp://bp0.blogger.com/_js6wgtUcfdQ/SAjV_2rjfFI/AAAAAAAADRE/HtSZb4v_npA/s1600-h/interruptor_normalmente_abierto.PNGhttp://bp3.blogger.com/_js6wgtUcfdQ/SAjRZmrjfDI/AAAAAAAADQ0/TvyJKXOPNJw/s1600-h/diagrama_de_escalera_02.png


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Es importante tener en cuenta que el origen de los interruptores X1y X2, aunque ambos activen la mismasalida Y, puede ser diferente. Puede tratarse de dos interruptores situados en puntos remotos de una fbrica,o pueden ser interruptores activados por operadores situados en mquinas distintas. Sin embargo, la accin

de ambos interruptores no slo es algo parecido a la funcin lgica OR, sonla funcin lgica OR,implementada en un diagrama de escalera.

A continuacin tenemos el equivalente de la funcin lgica AND, en la cual es necesario que ambosinterruptores X1y X2estn cerrados para que la salida Ypueda ser activada:

Y por ltimo, la funcin inversora NOT se puede implementar en un contacto de entrada utilizando uninterruptor que en lugar de estar normalmente abierto est normalmente cerrado, teniendo as el equivalentede la funcin lgica NOT ya que es necesario "encender" al interruptor Xabriendoel contacto para apagarel suministro de energa a la salida Y:

Tenemos pues el equivalente de las tres funciones lgicas bsicas para los diagramas de escalera. Y con estopodemos representar cualquier circuito lgico como los que hemos estudiado anteriormente en este libro.
http://bp2.blogger.com/_js6wgtUcfdQ/SAkHeGrjfVI/AAAAAAAADTI/qvJrvvdpsyU/s1600-h/diagrama_de_escalera_03_NOT.PNGhttp://bp3.blogger.com/_js6wgtUcfdQ/SAjZ_mrjfII/AAAAAAAADRc/dlcDS4mBdLk/s1600-h/diagrama_de_escalera_03_AND.pnghttp://bp3.blogger.com/_js6wgtUcfdQ/SAjXnmrjfHI/AAAAAAAADRU/S0yaBB84EW4/s1600-h/diagrama_de_escalera_03_OR.png


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Las expresiones Boleanas usadas en los circuitos combinatorios lgicos convencionales pueden ser"traducidas" con pocos problemas hacia un diagrama de escalera. Tal es el caso de la expresin Boleana:

Y = ABC

cuya implementacin en un diagrama de escalera es la siguiente:

mientras que para la siguiente expresin Boleana:

Y = ABC + ABC

su contraparte en un diagrama de escalera es:

Los interruptores mostrados en estos diagramas de escalera son interruptores que pueden ser activados tantopor intervencin humana como por accin de algn sensor (temperatura, presin, humedad, etc.) Sinembargo, cuando queremos destacar en forma muy explcita algn interruptor que ser accionadomanualmente por una persona, podemos utilizar el siguiente smbolo cuando se trata de un interruptornormalmente abierto:

o bien el siguiente smbolo cuando se trata de un interruptor normalmente cerrado:
http://bp3.blogger.com/_js6wgtUcfdQ/SApVa5sseTI/AAAAAAAADVQ/40c6TaIIkZ4/s1600-h/interruptor_manual_normalmente_abierto.PNGhttp://bp2.blogger.com/_js6wgtUcfdQ/SApNzpsseOI/AAAAAAAADUo/MHG1ltdVLs0/s1600-h/ecuacion_Boleana_a_escalera_2.PNGhttp://bp0.blogger.com/_js6wgtUcfdQ/SApNKJsseNI/AAAAAAAADUg/lX3o9zIRWdQ/s1600-h/ecuacion_Boleana_a_escalera_1.PNG


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De este modo, un interruptor normalmente cerrado Xactivado manualmentecuya funcin no es permitir elpaso de la corriente elctrica a una carga Y sino cerrar el paso de la corriente elctrica a dicha carga tendr lsiguiente representacin en un diagrama de escalera:

Es importante tener en mente que la notacin que hemos presentado aqu, aunque difundida en muchoslibros de texto, no es adoptada universalmente por todos los fabricantes de equipo cuyo uso est basado en laplicacin de diagramas de escalera. Ejemplo de ello es el siguiente diagrama de escalera que utiliza lanotacin del fabricante Allen-Bradley:

Este diagrama de escalera representa la misma configuracin que vimos previamente cuya expresin Bolenaes Y=ABC+ABC.

Una diferencia notoria entre estas funciones lgicas de escalera y las funciones lgicas manejadas por loscircuitos integrados es que en el diagrama de escalera los voltajes usados para accionar las entradas puedenser (y de hecho son en muchos casos) diferentes de los voltajes usados para activar las salidas, de modo talque una entrada puede representar el accionamiento de un relevador energizado con un voltaje DC de 5volts, mientras que una salida puede representar la aplicacin de un voltaje de 120 volts AC a un motorusando los contactos de salida del mismo relevador. En cierta forma, el uso de un relevador electromecnico(o su equivalente en circuitos semiconductores de alta potencia) nos permite manipular cargas pesadas devoltajes y corrientes elctricas a travs de un voltaje mucho ms pequeo empleado para activar la bobina
http://bp2.blogger.com/_js6wgtUcfdQ/SApmkpsseYI/AAAAAAAADV4/9WCVsZz7OKA/s1600-h/diagrama_escalera_notacion_Allen-Bradley.PNGhttp://bp3.blogger.com/_js6wgtUcfdQ/SApXg5sseUI/AAAAAAAADVY/XtGgAGGQQ_4/s1600-h/interruptor_manual_en_diagrama_de_escalera.PNGhttp://bp2.blogger.com/_js6wgtUcfdQ/SApUtpsseSI/AAAAAAAADVI/5a3rPQzppQU/s1600-h/interruptor_manual_normalmente_cerrado.PNG


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del relevador. Esto nos d ya una pista de que muchas aplicaciones interesantes tienen su origen con elempleo de relevadores, razn por la cual enfocaremos ahora nuestra atencin a estos componentes quefueron el punto de partida para la construccin de los primeros controladores lgicos.

El relevador de control que estaremos utilizando es idntico al relevador electromecnico que fue

introducido al principio del segundo captulo de esta obra (Las Tres Funciones Lgicas Bsicas), exceptoque ahora la salida del relevador en vez de ser interpretada todo el tiempo como una seal de voltaje igual alvoltaje con el cual es activada la bobina del relevador ahora puede ser algo con niveles completamentediferentes de voltaje y corriente elctricas, de modo tal que si bastase un voltaje de 5 volts de corrientedirecta para activar a un relevador, los contactos representativos de la salida del mismo podran manejar ysuministrar un voltaje de 120 volts de corriente alterna para alimentar un motor elctrico de uso pesado(como el motor del elevador de un edificio) que tal vez consuma una corriente elctrica tan grande que estamisma corriente elctrica posiblemente quemara el alambre de la bobina del relevador (o mejor dicho, lofundira.) La entrada del relevador (su bobina) y la salida (o salidas) del relevador que vienen siendointerruptores normalmente abiertos o normalmente cerrados se pueden considerar elctricamente aisladas eindependientes. A continuacin tenemos un relevador Potter & Brumfield cuya bobina requiere un voltaje d24 volts de corriente directa para energizarse cerrando los contactos normalmente abiertos y abriendo loscontactos normalmente cerrados:

Obsrvese que en la cara de este relevador tenemos la explicacin clara del diagrama de contactossituadosen la parte inferior del mismo; es un relevador que nos proporciona dos interruptores separados (conocidoscomnmente comopolos), los cuales al energizarse la bobina no slo abren al mismo tiempo sus contactosnormalmente cerrados sino que cierran otros contactos complementarios (esto se conoce como una accin ddos tiros), y por esto mismo este relevador puede ser clasificado como un relevador de dos-polos dos-tiros

(en ingls, DPDTo double-pole double-throw).

A continuacin, tenemos un relevador Deltrol Controls, cuya bobina (coil) requiere un voltaje de 12 voltsDC para energizarse:
http://bp0.blogger.com/_js6wgtUcfdQ/SAjff2rjfJI/AAAAAAAADRk/TVDIZhQFLjY/s1600-h/Relevador_24VDC_Potter&Brumfield.JPG


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Podemos leer en la cartula del relevador que se trata de un relevador clasificado como 3PST NO(Three-Pole Single-Throw Normally Open), esto es, un relevador que consta de tres interruptores normalmenteabiertos los cuales se cierran al ser energizada la bobina. Podemos leer tambin en las capacidades demanejo de voltaje y corriente que este relevador puede tolerar corrientes elctricas de 30 amperes a unvoltaje de 300 volts, lo cual es suficiente para poder electrocutar a una persona descuidada que no tome las

precauciones necesarias en el uso y mantenimiento de este tipo de relevadores de uso pesado.

Los dos relevadores que hemos visto son relevadores cuyas bobinas son activadas mediante la aplicacin deun voltaje de corriente directa. Pero tambin hay relevadores cuyas bobinas pueden ser activadas mediante laplicacin de un voltaje de corriente alternante, como lo es el caso del siguiente relevador de tres polos(interruptores) fabricado por la empresa Deltrol Controls cuya bobina requiere de un voltaje de 24 volts ACpara poder accionarse:
http://bp0.blogger.com/_js6wgtUcfdQ/SAjh02rjfKI/AAAAAAAADRs/tkE24j8wqzw/s1600-h/Relevador_Deltrol_Controls_12VDC.jpg


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Veamos ahora cmo podemos representar la accin de un relevador electromecnico en un diagrama deescalera. Emplearemos en nuestro ejemplo un relevador cuya bobina es accionada con 120 volts de corrientealterna:

Obsrvese el uso de la simbologa que habamos definido previamente para simbolizar a un relevador decontrol con el smbolo CR(Control Relay). En este diagrama, cuando se cierra el interruptor X1la bobina
http://bp2.blogger.com/_js6wgtUcfdQ/SAjlWWrjfMI/AAAAAAAADR8/augt0pfGflA/s1600-h/relevador_de_control.PNGhttp://bp3.blogger.com/_js6wgtUcfdQ/SAjkJmrjfLI/AAAAAAAADR0/Hiywwugaf-8/s1600-h/Relevador_Deltrol_Controls_24VAC_3-polos.jpg


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del relevador CR1es energizada, con lo cual el contacto normalmente cerrado (N.C.) se abre cortando elsuministro de energa a la salida Y1, mientras que el contacto normalmente abierto (N.A.) se cierrasuministrndole energa a la salida Y2. Podemos simplificar este diagrama si convenimos en representartanto la bobina del relevador como los contactos a la salida del mismo con el mismo smbolo, con lo cualnuestro diagrama de escalera toma el siguiente aspecto:

Este diagrama de escalera se lee de la siguiente manera: en el primer peldao cuando se cierra el interruptorX1el relevador CR1es energizado; al ocurrir esto el contacto normalmente cerrado de CR1en el segundopeldao se abre cortando todo suministro de energa a la salida Y1, mientras que en el tercer peldao elcontacto normalmente abierto de CR1se cierra suministrndole energa a la salida Y2.

A continuacin tenemos un diagrama de escalera que muestra el modo de funcionamiento de un relevador dcontrol que posee dos interruptores (o polos):
http://bp3.blogger.com/_js6wgtUcfdQ/SAjnSmrjfNI/AAAAAAAADSE/gfp_X8KzmMo/s1600-h/diagrama_escalera_relevador_de_control.PNG


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Hemos aadido aqu un smbolo nuevo, el smbolo tpico de un indicador visual:

que puede ser una lmpara, un foco, un diodo emisor de luz LED, una lmpara fluorescente o inclusive unaseal proporcionada en el monitor de una computadora, que nos provee de una confirmacin de que elrelevador de control asociado con nuestro indicador visual est trabajando bien, lo cual puede ser de granayuda para los tcnicos de mantenimiento.

Si pudisemos "montar" fsicamente sobre un diagrama de escalera real tanto un interruptor que llamaremos

Acomo un relevador capaz de accionar varias salidas al mismo tiempo en respuesta a la corriente elctricarecibida al cerrarse el interruptor de entrada A, posiblemente veramos algo como lo siguiente:
http://bp0.blogger.com/_js6wgtUcfdQ/SAmXzZsseMI/AAAAAAAADUY/umuy2TvKfjk/s1600-h/simbolo_lampara_en_diagrama_escalera.PNGhttp://bp2.blogger.com/_js6wgtUcfdQ/SAmW85sseLI/AAAAAAAADUQ/1eL2Jzk4X8w/s1600-h/funcionamiento_multiple_relevador_en_diagramas_de_escalera.PNG


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Identificando numricamente a cada uno de los peldaos de la escalera en orden ascendente al ir bajando, elltimo diagrama de escalera lo podemos leer de la siguiente manera: al ser cerrado el interruptor X1ya seamanualmente por un operador o como resultado de una seal enviada por algn otro proceso de control, labobina del relevador de control que est representada por el smbolo CR1en el primer peldao esenergizada. En el segundo peldao tenemos a uno de los interruptores normalmente abiertos del relevador dcontrol CR1, el cual al ser energizada la bobina CR1se cierra, energizando la salida Y1que puede ser unmotor, una bomba hidrulica, un rayo lser o cualquier otra cosa que requiera ser energizada. En el tercerpeldao tenemos a uno de los interruptores normalmente cerrados del relevador que en este caso se conviert

en un interruptor normalmente abierto al ser energizada la bobina CR1del relevador, cortando el suministrode energa a la "carga" de salida Y2. De nueva cuenta, estamos representando con el mismo smbolo tanto arelevador de control (o mejor dicho, a su bobina) como a sus interruptores normalmente cerrados y susinterruptores normalmente abiertos sobre los cuales acta. Por ltimo, en el cuarto peldao el interruptornormalmente abierto CR1se cierra alimentando de este modo al indicador visual Y3, dando unaconfirmacin visual de que el relevador de control CR1est trabajando. Obsrvese que al energizarse unrelevador de control ste afecta directamente y en forma simultnea todos aquellos peldaos en la escalera

que incorporen contactos de salida de dicho relevador. Esta es una consideracin de vital importancia a lahora de leer diagramas de escalera.

El uso de relevadores electromecnicos nos permite repasar un fenmeno que habamos encontrado

previamente en el estudio de los circuitos lgicos: la aparicin de efectos de memoriaal llevar a cabo laretroalimentacin de seales en circuitos construdos con funciones lgicas bsicas, lo cual nos puede llevara preguntarnos: habr alguna manera en la cual tales efectos puedan ser reproducidos mediante losdiagramas de escalera? La respuesta es afirmativa, y podemos empezar considerando el siguiente diagramade escalera:
http://bp0.blogger.com/_js6wgtUcfdQ/SAjzk2rjfQI/AAAAAAAADSg/lP4KN-NS4dI/s1600-h/diagrama_de_escalera_circuito_con_memoria.PNGhttp://bp2.blogger.com/_js6wgtUcfdQ/SApe4psseXI/AAAAAAAADVw/SLDIYmz5UN4/s1600-h/accion_relevador_electromecanico.gif


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Al inicio, no hay suministro alguno de energa al relevador de control CR1, lo cual cambia cuando cerramoel contacto del interruptor X1posiblemente oprimiendo algn botn. Al energizarse la bobina del relevadorel contactonormalmente abierto CR1en la parte inferior del diagrama se cierra. Una vez que esto ocurre,cuando dejamos de oprimir el botn X1el relevador CR1de cualquier modo continuar energizado porque

al estar energizado el contacto CR1del mismo relevador permanecer cerrrado. En efecto, el interruptor X1ha dejado de ser relevante. Obsrvese la importancia de lo que est sucediendo aqu. El relevador CR1puede permanecer energizado gracias a que l mismo est proporcionando lo necesario para que el contactoCR1permanezca cerrado, lo cual a su vez le permite al relevador CR1seguir energizado. Esto es nada msni nada menos que una retroalimentacin en la cual el relevador de control CR1se est ayudando "a smismo" a permanecer encendido, es algo que podemos llamar el efecto memoriaen los diagramas deescalera. Esta accin es reminiscente de algo que vimos al principio de la seccin de problemas resueltoscorrespondiente al captulo 5, en donde descubrimos que en el siguiente circuito:

si tanto la entrada Acomo la salida del circuito eran inicialmente cero, al aplicar un "1" a la entrada delcircuito la salida del mismo permanece en "1" aunque la entrada Asea regresada a cero, por estarseretroalimentando la la salida de este circuito a su entrada. As, del mismo modo que la retroalimentacinproporciona memoria a los circuitos lgicos, tambin proporciona efectos de memoria en diseos desistemas de control representados con diagramas de escalera. Y esto no se trata de una accin parecida,se

trata esencialmente de lo mismo, aunque la diferencia de las representaciones esquemticas obscurezca unpoco el hecho. Al menos en lo que a la teora bsica se refiere, se trata de dos representaciones diferentes deuna misma cosa.

El problema que tenemos en esta implementacin de efectos de memoria en el diagrama de escalera es quedespus de que el interruptor X1ha sido oprimido momentneamente, el relevador CR1queda activadopermanentemente no habiendo forma alguna de regresarlo a su estado original que no sea el apagar porcompleto todo el sistema, lo cual es algo que tal vez no queramos hacer. Vemos pues que resulta no solodeseable sino necesario interrumpir de alguna manera el suministro de energa al relevador CR1sin que parello nos veamos obligados a apagar todo el sistema. Podemos hacerlo con el simple hecho de agregar uninterruptor adicional de la siguiente manera:
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Al inicio, al cerrarse el interruptor X1, el relevador CR1es activado a travs del contacto normalmentecerrado X2y el contacto normalmente abierto CR1se cierra. El relevador CR1permanece encendido por eefecto de retroalimentacin, pero si queremos apagarlo entonces todo lo que tenemos que hacer es activar elinterruptor X2, lo cual equivale a abrirlocortando con ello el suministro de corriente al relevador CR1. Estque hemos hecho es reminiscente a lo mismo que hicimos en la seccin de problemas resueltos del captulo5 en donde para "limpiar" la memoria insertamos un bloque AND y un bloque NOT en la manera en la quese muestra:

Al principio de este Suplemento, en el primer diagrama de escalera mostrado se utiliz como ejemplo unmotor elctrico de 120 VAC que es energizado al cerrarse un interruptor. Pero este no es el nico tipo demotor que existe; hay tambin motores reversiblesen los cuales el eje del motor puede girar en sentido delas manecillas del reloj cuando es energizado de cierta manera, y puede girar en sentido contrarioa lasmanecillas del reloj cuando es energizado de otra manera. Generalmente, este tipo de motores trabaja concorriente elctrica conocida como corriente trifsica, y requiere de tres cables de alimentacin en lugar dedos. El circuito de control para un motor reversible emplea un relevador de uso pesado conocido comocontactor, que no es ms que un conjunto coordinadode varios contactos que se abren o se cierran de

manera simultnea. Podemos visualizar un contactor como un relevador comn y corriente el cual alenergizarle su bobina con una seal de control cierra al mismo tiempo todos sus contactos normalmenteabiertos, permitiendo el paso de corrientes elctricas separadas a travs de varios cables:
http://bp0.blogger.com/_js6wgtUcfdQ/R2A435jHl2I/AAAAAAAABHY/IR4e4_y0TD8/s1600-h/memoria_R-S.jpghttp://bp2.blogger.com/_js6wgtUcfdQ/SAj_YWrjfSI/AAAAAAAADSw/_gTIeuLht7A/s1600-h/diagrama_de_escalera_circuito_con_memoria_mejorado.PNG


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Un diagrama elctrico de un motor reversible que es controlado alimentndolo de corriente trifsica a travsde dos contactores M1y M2es el siguiente:

Cuando se cierran los tres contactos normalmente abiertos del contactorM1, los escobillones del motor (1,

y 3) son alimentados por la corriente trifsica a travs de los alambres A, By Cde modo tal que el motorgira en un sentido que podemos llamar "hacia adelante" (forward), mientras que si los escobillones del motoson alimentados de otro modo por la corriente trifsica cerrndose los tres contactos normalmente abiertosdel contactor M2, el motor gira en sentido inverso que podemos llamar "en reversa" (reverse).

Podemos representar en el siguiente diagrama de escalera un circuito de control para este motor reversible:
http://bp2.blogger.com/_js6wgtUcfdQ/SCX5WQ5GelI/AAAAAAAADWs/VCvQzCBBNJY/s1600-h/alambrado_motor_electrico.pnghttp://bp1.blogger.com/_js6wgtUcfdQ/SCaGKw5GesI/AAAAAAAADXo/bY17-SjHp_M/s1600-h/contactor.PNG


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En este circuito, tenemos un botn interruptor de corriente stopque es un interruptor normalmente cerrado,el cual puede ser utilizado como un "botn de emergencia" para detener el movimiento del motor sinimportar el estado en el que se encuentre. Para echar a andar el motor en un sentido, oprimimosmomentneamenteel botn normalmente abierto forward, con lo cual la bobina del relevador M1que cierrlos contactos normalmente abiertos del contactor M1recibe la corriente elctrica a travs del contactonormalmente cerrado M2. Obsrvese que tenemos en esta sub-seccin del circuito una configuracin quenos proporciona el efecto memoria, esto con la finalidad de que no tengamos que mantener oprimido todo eltiempo el botn forwardpara mantener al motor trabajando. Del mismo modo, si queremos echar a andar emotor en el sentido inverso, oprimimos momentneamente el botn normalmente abierto reverse, con locual la bobina del relevador M2que cierra los contactos normalmente abiertos del contactor M2recibe lacorriente elctrica a travs del contacto normalmente cerrado M2. Obsrvese que tenemos aqu otra sub-

seccin del circuito con una configuracin que tambin nos proporciona el efecto memoria, independiente dla anterior, tambin con la finalidad de que no tengamos que mantener oprimido todo el tiempo el botnreverse para mantener al motor trabajando. Una vez que hemos echado a andar el motor ya sea oprimiendo ebotn forwardo el botn reverse, podemos detener posteriormente al motor oprimiendo el botn stop, locual corta de tajo la alimentacin de corriente a toda la configuracin. En este diagrama aparece otrocontacto normalmente cerrado que tambin en un momento dado puede detener por completo el movimientodel motor, el cual inusualmente aparece en el extremo derecho del diagrama en vez de aparecer en elextremo izquierdo. Se trata del contacto OL, que significa Over-Load, el cual es un componentegeneralmente puesto cerca del motor (o inclusive dentro del mismo motor) para protegerlo en caso de que sepresente una Sobre-Cargade corriente. Esto puede ocurrir en caso de que el motor reciba un peso muchomayor del que est diseado para manejar, en cuyo caso el motor se "atasca" quedando expuesto a un

sobrecalentamiento que puede terminar destruyndolo en poco tiempo. El interruptor OLpuede ser uninterruptor trmico, el cual al aumentar la temperatura arriba de cierto lmite se abre interrumpiendo el flujode la corriente.

En el circuito que acabamos de ver, la presencia aparentemente superflua de los contactos normalmentecerradosM1y M2puestos en el mismo tiene un propsito muy especfico. Han sido puestos all en laeventualidad de que el operador del sistema apriete al mismo tiempolos botones forwardy reverse. Si noestuvieran all dichos contactos, las fases Ay Bde la corriente trifsica entraran en corto-circuito por el
http://bp1.blogger.com/_js6wgtUcfdQ/SCX56A5GemI/AAAAAAAADW0/cFehpBaXu-c/s1600-h/circuito_control_motor_electrico.PNG


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hecho de que el contactor M1enva las fases Ay Bdirectamente hacia el motor mientras que el contactorM2las invierte. La fase Aentrara en corto-circuito con la fase By viceversa. Para impedir que esto ocurra,es indispensable disear el sistema de modo tal que la energizacin de un contactor impedir la energizacindel otro contactor. Obsrvese en el diagrama de escalera que si oprimimos el botn forward, el contactonormalmente cerrado M1en la sub-seccin inferior se abre de modo tal que aunque se oprima el botn

reverseno llegar corriente elctrica alguna al contactor M2. Del mismo modo, si oprimimos el botnreverse, el contacto normalmente cerrado M2en la sub-seccin superior se abre de modo tal que aunque seoprima el botn forwardno llegar corriente elctrica alguna al contactor M1. Esta tcnica de proteccin econocida como interlocking.

Si pudimos encontrar el equivalente de las tres funciones lgicas bsicas dentro de los diagramas de escalerasi hemos podido construr el equivalente de sistemas con memoria mediante los diagramas de escalera,acaso no ser posible construr tambin el equivalente de otros componentes y bloques lgicos en losdiagramas de escalera? Tomemos por ejemplo el flip-flop R-S, el cual se puede construr utilizando ya seabloques NAND o bloques NOR. Los bloques NOR y los bloques NAND se obtienen con las tres funcioneslgicas bsicas, mismas funciones que tambin existen en los diagramas de escalera. Y la funcin deretroalimentacin empleada para construr un flip-flop R-S tambin puede ser implementada en losdiagramas de escalera. Esto nos debe convencer de que, en principio, debemos poder construr algoequivalente en funciones al flip-flop R-S dentro de los diagramas de escalera. Esta sospecha nos conduce aun circuito que podemos considerar como una solucin al siguiente:

PROBLEMA:Disear el equivalente de un flip-flop R-S usando un diagrama lgico de escalera.

Un esquema funcional representativo de lo que andamos buscando es el siguiente:
http://bp0.blogger.com/_js6wgtUcfdQ/SAl8JZsseHI/AAAAAAAADTw/E6WkB_XqOcA/s1600-h/diagrama_de_escalera_flip-flop_R-S.PNG


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Si el interruptor normalmente abierto X1es cerrado as sea momentneamente, al energizarse el relevador dcontrol CR1ste relevador por el efecto de la retroalimentacin del mismo peldao que lo alimenta seenciende y se queda encendido, lo cual hace que la salida Y1en el tercer peldao se "encienda". Al quedars

encendido CR1despus de haberse oprimido X1, el interruptor normalmente cerradoCR1que est puestoen el segundo peldao se abre, cortando as cualquier suministro de corriente que pudiera estarse dando atravs de la retroalimentacin en dicho peldao al relevador de control CR2. En otras palabras, esto "limpiala "memoria" que pudiera haber habido en el segundo peldao, "apagando" al relevador CR2, lo cual haceque la salida Y2del cuarto peldao se "apague" si es que estaba encendida. En este estado de cosas, elrelevador CR1permanece encendido an con el interruptor X1abierto, mientras que el relevador de controlCR2permanece apagado, lo cual podemos confirmar visualmente al ver al foco Y1encendido y al foco Y2apagado.

Ahora cerraremos el interruptor X2momentneamente. Al energizarse el relevador de control CR2sterelevador por el efecto de la retroalimentacin en el mismo peldao (el segundo peldao de la escalera) quelo alimenta se enciende y se queda encendido, lo cual hace que la salida Y2en el cuarto peldao se"encienda". Al quedarse encendido CR2despus de haberse oprimido X2, el interruptor normalmentecerradoCR2que est puesto en el primer peldao se abre, cortando as cualquier suministro de corrienteque pudiera estarse dando a travs de la retroalimentacin en dicho peldao al relevador de control CR1. Enotras palabras, esto "limpia" la "memoria" que pudiera haber habido en el primer peldao, "apagando" alrelevador CR1, lo cual hace que la salida Y1del tercer peldao se "apague" si es que estaba encendida. Eneste estado de cosas, el relevador CR2permanece encendido an con el interruptor X2abierto, mientras queel relevador de control CR1permanece apagado, lo cual podemos confirmar visualmente al ver al foco Y2encendido y al foco Y1apagado. La configuracin representada por este diagrama de escalera ha pasado deun estado estable con Y1encendido al oprimirse X1a otro estado estable con Y2encendido al oprimirse X2Esta configuracin tiene dos estados estables y por lo tanto es un multivibrador biestable. Si hacemos ahoraun ligero cambio de nombres bautizando al interruptor X1como S, al interruptor X2como R, a la salida Y1como Qy a la salida Y2como Q, resultar obvio que lo que tenemos en nuestras manos es el equivalentefuncional de un flip-flop R-S; en este caso el equivalente de un flip-flop construdo con bloques NOR.

El que hayamos podido crear dentro de los diagramas de escalera no slo un equivalente completo de loscircuitos lgicos que hemos estudiado previamente sino tambin el equivalente de bloques de memoriaconvirtiendo en realidad un flip-flop R-S completamente funcional nos debe meditar en que la mayor partede lo que hemos estudiado se puede trasladar directamente hacia los diagramas de escalera. Y en efecto, nohay obstculo terico alguno para

Diagramas de Escalera

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