Manual de Plc Nuevo

8/18/2019 Manual de Plc Nuevo

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Suplemento # 8: El PLC. Diagramas de Escalera

Además de la representación que hemos enido utili!ando en este li"ro decircuitos lógicos capaces de llear a ca"o alguna unción$ e%iste otro tipo derepresentación de los mismos ampliamente utili!ada en aplicacionesindustriales de automati!ación & control digital. Se trata de los diagramas deescalera lógica 'logic ladder diagrams($ conocidos simplemente como losdiagramas de escalera. Los diagramas de escalera son un lengua)e isual quepermite llear a ca"o la programación de los controladores lógicos

programa"les conocidos com*nmente en la literatura t+cnica por sus siglasPLC 'del ingl+s Programma"le Logic Controller(. Esto$ en cierta orma$ esnuestro punto de introducción hacia las ramas de la ro"ótica & la mecatrónica.

,a"lando en t+rminos generales$ los circuitos integrados tratados preiamenteson circuitos integrados utili!ados undamentalmente para el procesamiento dedatos$ para el procesamiento de inormación$ en los cuales se deseaeconomi!ar al má%imo el consumo de energ-a$ & por lo tanto han sidodiseados para poder operar con corrientes el+ctricas mu& pequeas.

Ciertamente$ no son capaces de poder mane)ar las corrientes el+ctricasnecesarias para poder encender & apagar motores. Esto requiere decomponentes el+ctricos para uso pesado 'hea& dut&( tales como losreleadores electromecánicos estudiados al principio de este li"ro o como losrecti/cadores controlados de silicio SC0 & los th&ristores. Sin em"argo$ esdesea"le mantener la misma 1e%i"ilidad de poder interconectar estoselementos de control siguiendo un esquema de ácil interpretación &mantenimiento como el que proporcionan los diagramas conencionales de lasunciones lógicas "ásicas. Consid+rese el siguiente diagrama elemental de unmotor actiado directamente con olta)e de 234 olts de corriente alterna 'elcual podr-a ser el motor de un a"anico casero$ de un taladro$ o de unalicuadora(:


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En este diagrama el+ctrico cuando el interruptor S se cierra$ el motor esenergi!ado & comien!a a uncionar$ & cuando el interruptor S se a"re$ el motorde)a de uncionar. Con un poco de imaginación$ podemos isuali!ar estediagrama como el peldao de una escalera$ & en eecto este es posi"lementeel diagrama de escalera más sencillo que podamos tra!ar. En un diagrama de

escalera$ la uente de energ-a es representada por los dos 5rieles5 erticales dela escalera$ mientras que los peldaos de la escalera son utili!ados pararepresentar los circuitos de control. Los contactos normalmente a"iertos de uninterruptor o de un releador son representados mediante dos l-neas paralelaserticales 'es importante no conundir este s-m"olo con el s-m"olo utili!ado enlos te%tos de electricidad & electrónica para representar capacitores($ mientrasque los contactos normalmente cerrados de un interruptor o de un releadorson representados mediante dos l-neas paralelas atraesadas con una l-neadiagonal. Si conenimos en representar la acción de 5encendido5 delinterruptor S como una entrada sim"oli!ada con la letra A & la salida resultante'el encendido del motor( con un c-rculo & una letra 6$ el diagrama de escalerapara el circuito anterior será el siguiente:

'Es importante no conundir el s-m"olo utili!ado para representar un interruptorcomo el interruptor A en el diagrama de arri"a con el s-m"olo utili!ado pararepresentar un capacitor en los diagramas el+ctricos conencionales.(

7n diagrama de escalera puede contener peldaos al igual que una escaleraerdadera. Cada peldao de"e contener una o arias entradas$ & una o ariassalidas. La primera instrucción en un peldao$ puesta del lado i!quierdo$siempre de"e representar la acción de una entrada$ & la *ltima instrucción deun peldao$ puesta del lado derecho$ siempre de"e representar la acción deuna salida.

Para nuestra discusión$ adoptaremos aqu- la siguiente sim"olog-a:

se usará para representar entradas

6 se usará para representar salidas


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C0 se usará para representar releadores de control

En un circuito que conste de arias entradas &9o arias salidas &9o ariosreleadores de control$ a cada uno de estos s-m"olos se les aadirá un n*mero

con el /n de distinguir distintos tipos de entradas$ distintos tipos de salidas$ &distintos tipos de releadores de control. De este modo$ 2$ 3 & representan tres entradas dierentes que pueden ser cada una de ellasinterruptores normalmente a"iertos:

o interruptores normalmente cerrados:

A continuación tenemos el equialente de la unción lógica ;0 en un diagramade escalera$ en la cual si cualquiera de los interruptores 2 ó 3 o am"os soncerrados el motor 6 arrancará:

Es importante tener en cuenta que el origen de los interruptores 2 & 3$aunque am"os actien la misma salida 6$ puede ser dierente. Puede tratarsede dos interruptores situados en puntos remotos de una á"rica$ o pueden serinterruptores actiados por operadores situados en máquinas distintas. Sinem"argo$ la acción de am"os interruptores no sólo es algo parecido a launción lógica ;0$ son la unción lógica ;0$ implementada en un diagrama de

escalera.

A continuación tenemos el equialente de la unción lógica A


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6 por *ltimo$ la unción inersora oleanas usadas en los circuitos com"inatorios lógicosconencionales pueden ser 5traducidas5 con pocos pro"lemas hacia undiagrama de escalera. =al es el caso de la e%presión >oleana:

6 ? A>C

cu&a implementación en un diagrama de escalera es la siguiente:

mientras que para la siguiente e%presión >oleana:

6 ? A>C @ A>C

su contraparte en un diagrama de escalera es:


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Los interruptores mostrados en estos diagramas de escalera son interruptoresque pueden ser actiados tanto por interención humana como por acción dealg*n sensor 'temperatura$ presión$ humedad$ etc.( Sin em"argo$ cuandoqueremos destacar en orma mu& e%pl-cita alg*n interruptor que seráaccionado manualmente por una persona$ podemos utili!ar el siguientes-m"olo cuando se trata de un interruptor normalmente a"ierto:

o "ien el siguiente s-m"olo cuando se trata de un interruptor normalmentecerrado:

De este modo$ un interruptor normalmente cerrado actiado manualmentecu&a unción no es permitir el paso de la corriente el+ctrica a una carga 6 sinocerrar el paso de la corriente el+ctrica a dicha carga tendrá la siguienterepresentación en un diagrama de escalera:

Es importante tener en mente que la notación que hemos presentado aqu-$aunque diundida en muchos li"ros de te%to$ no es adoptada uniersalmente

por todos los a"ricantes de equipo cu&o uso está "asado en la aplicación dediagramas de escalera. E)emplo de ello es el siguiente diagrama de escaleraque utili!a la notación del a"ricante Allen>radle&:


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Este diagrama de escalera representa la misma con/guración que imospreiamente cu&a e%presión >olena es 6?A>C@A>C.

7na dierencia notoria entre estas unciones lógicas de escalera & las unciones

lógicas mane)adas por los circuitos integrados es que en el diagrama deescalera los olta)es usados para accionar las entradas pueden ser '& de hechoson en muchos casos( dierentes de los olta)es usados para actiar las salidas$de modo tal que una entrada puede representar el accionamiento de unreleador energi!ado con un olta)e DC de B olts$ mientras que una salidapuede representar la aplicación de un olta)e de 234 olts AC a un motorusando los contactos de salida del mismo releador. En cierta orma$ el uso deun releador electromecánico 'o su equialente en circuitos semiconductoresde alta potencia( nos permite manipular cargas pesadas de olta)es &corrientes el+ctricas a tra+s de un olta)e mucho más pequeo empleado para

actiar la "o"ina del releador. Esto nos dá &a una pista de que muchasaplicaciones interesantes tienen su origen con el empleo de releadores$ ra!ónpor la cual enocaremos ahora nuestra atención a estos componentes queueron el punto de partida para la construcción de los primeros controladoreslógicos.

El releador de control que estaremos utili!ando es id+ntico al releadorelectromecánico que ue introducido al principio del segundo cap-tulo de estao"ra 'Las =res unciones Lógicas >ásicas($ e%cepto que ahora la salida del

releador en e! de ser interpretada todo el tiempo como una seal de olta)eigual al olta)e con el cual es actiada la "o"ina del releador ahora puede seralgo con nieles completamente dierentes de olta)e & corriente el+ctricas$ demodo tal que si "astase un olta)e de B olts de corriente directa para actiar aun releador$ los contactos representatios de la salida del mismo podr-anmane)ar & suministrar un olta)e de 234 olts de corriente alterna paraalimentar un motor el+ctrico de uso pesado 'como el motor del eleador de unedi/cio( que tal e! consuma una corriente el+ctrica tan grande que estamisma corriente el+ctrica posi"lemente quemar-a el alam"re de la "o"ina delreleador 'o me)or dicho$ lo undir-a.( La entrada del releador 'su "o"ina( & lasalida 'o salidas( del releador que ienen siendo interruptores normalmentea"iertos o normalmente cerrados se pueden considerar el+ctricamente aisladase independientes. A continuación tenemos un releador Potter >rum/eldcu&a "o"ina requiere un olta)e de 3 olts de corriente directa paraenergi!arse cerrando los contactos normalmente a"iertos & a"riendo loscontactos normalmente cerrados:


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;"s+rese que en la cara de este releador tenemos la e%plicación clara deldiagrama de contactos situados en la parte inerior del mismoF es un releador

que nos proporciona dos interruptores separados 'conocidos com*nmentecomo polos($ los cuales al energi!arse la "o"ina no sólo a"ren al mismo tiemposus contactos normalmente cerrados sino que cierran otros contactoscomplementarios 'esto se conoce como una acción de dos tiros($ & por estomismo este releador puede ser clasi/cado como un releador de dospolosdostiros 'en ingl+s$ DPD= o dou"lepole dou"lethroG(.

A continuación$ tenemos un releador Deltrol Controls$ cu&a "o"ina 'coil(requiere un olta)e de 23 olts DC para energi!arse:

Podemos leer en la carátula del releador que se trata de un releadorclasi/cado como PS=


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Heamos ahora cómo podemos representar la acción de un releadorelectromecánico en un diagrama de escalera. Emplearemos en nuestro e)emplo

un releador cu&a "o"ina es accionada con 234 olts de corriente alterna:

;"s+rese el uso de la sim"olog-a que ha"-amos de/nido preiamente parasim"oli!ar a un releador de control con el s-m"olo C0 'Control 0ela&(. En estediagrama$ cuando se cierra el interruptor 2 la "o"ina del releador C02 esenergi!ada$ con lo cual el contacto normalmente cerrado '


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,emos aadido aqu- un s-m"olo nueo$ el s-m"olo t-pico de un indicador isual:

que puede ser una lámpara$ un oco$ un diodo emisor de lu! LED$ una lámpara1uorescente o inclusie una seal proporcionada en el monitor de unacomputadora$ que nos proee de una con/rmación de que el releador decontrol asociado con nuestro indicador isual está tra"a)ando "ien$ lo cualpuede ser de gran a&uda para los t+cnicos de mantenimiento.

Si pudi+semos 5montar5 -sicamente so"re un diagrama de escalera real tantoun interruptor que llamaremos A como un releador capa! de accionar ariassalidas al mismo tiempo en respuesta a la corriente el+ctrica reci"ida alcerrarse el interruptor de entrada A$ posi"lemente er-amos algo como losiguiente:

Identi/cando num+ricamente a cada uno de los peldaos de la escalera en

orden ascendente al ir "a)ando$ el *ltimo diagrama de escalera lo podemos leerde la siguiente manera: al ser cerrado el interruptor 2 &a sea manualmentepor un operador o como resultado de una seal eniada por alg*n otro procesode control$ la "o"ina del releador de control que está representada por els-m"olo C02 en el primer peldao es energi!ada. En el segundo peldaotenemos a uno de los interruptores normalmente a"iertos del releador decontrol C02$ el cual al ser energi!ada la "o"ina C02 se cierra$ energi!ando lasalida 62 que puede ser un motor$ una "om"a hidráulica$ un ra&o láser ocualquier otra cosa que requiera ser energi!ada. En el tercer peldao tenemosa uno de los interruptores normalmente cerrados del releador que en estecaso se conierte en un interruptor normalmente a"ierto al ser energi!ada la"o"ina C02 del releador$ cortando el suministro de energ-a a la 5carga5 desalida 63. De nuea cuenta$ estamos representando con el mismo s-m"olotanto al releador de control 'o me)or dicho$ a su "o"ina( como a susinterruptores normalmente cerrados & sus interruptores normalmente a"iertosso"re los cuales act*a. Por *ltimo$ en el cuarto peldao el interruptornormalmente a"ierto C02 se cierra alimentando de este modo al indicadorisual 6$ dando una con/rmación isual de que el releador de control C02


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está tra"a)ando. ;"s+rese que al energi!arse un releador de control +steaecta directamente & en orma simultánea todos aquellos peldaos en laescalera que incorporen contactos de salida de dicho releador. Esta es unaconsideración de ital importancia a la hora de leer diagramas de escalera.

El uso de releadores electromecánicos nos permite repasar un enómeno queha"-amos encontrado preiamente en el estudio de los circuitos lógicos: laaparición de eectos de memoria al llear a ca"o la retroalimentación deseales en circuitos constru-dos con unciones lógicas "ásicas$ lo cual nospuede llear a preguntarnos: Jha"rá alguna manera en la cual tales eectospuedan ser reproducidos mediante los diagramas de escaleraK La respuesta esa/rmatia$ & podemos empe!ar considerando el siguiente diagrama deescalera:

Al inicio$ no ha& suministro alguno de energ-a al releador de control C02$ locual cam"ia cuando cerramos el contacto del interruptor 2 posi"lementeoprimiendo alg*n "otón. Al energi!arse la "o"ina del releador$ el contactonormalmente a"ierto C02 en la parte inerior del diagrama se cierra. 7na e!que esto ocurre$ cuando de)amos de oprimir el "otón 2 el releador C02 decualquier modo continuará energi!ado porque al estar energi!ado el contacto

C02 del mismo releador permanecerá cerrrado. En eecto$ el interruptor 2 hade)ado de ser releante. ;"s+rese la importancia de lo que está sucediendoaqu-. El releador C02 puede permanecer energi!ado gracias a que +l mismoestá proporcionando lo necesario para que el contacto C02 permane!cacerrado$ lo cual a su e! le permite al releador C02 seguir energi!ado. Esto esnada más ni nada menos que una retroalimentación en la cual el releador decontrol C02 se está a&udando 5a s- mismo5 a permanecer encendido$ es algoque podemos llamar el eecto memoria en los diagramas de escalera. Estaacción es reminiscente de algo que imos al principio de la sección depro"lemas resueltos correspondiente al cap-tulo B$ en donde descu"rimos que

en el siguiente circuito:


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si tanto la entrada A como la salida del circuito eran inicialmente cero$ alaplicar un 525 a la entrada del circuito la salida del mismo permanece en 525aunque la entrada A sea regresada a cero$ por estarse retroalimentando la lasalida de este circuito a su entrada. As-$ del mismo modo que laretroalimentación proporciona memoria a los circuitos lógicos$ tam"i+n

proporciona eectos de memoria en diseos de sistemas de controlrepresentados con diagramas de escalera. 6 esto no se trata de una acciónparecida$ se trata esencialmente de lo mismo$ aunque la dierencia de lasrepresentaciones esquemáticas o"scure!ca un poco el hecho. Al menos en loque a la teor-a "ásica se re/ere$ se trata de dos representaciones dierentes deuna misma cosa.

El pro"lema que tenemos en esta implementación de eectos de memoria en eldiagrama de escalera es que despu+s de que el interruptor 2 ha sido oprimido

momentáneamente$ el releador C02 queda actiado permanentemente noha"iendo orma alguna de regresarlo a su estado original que no sea el apagarpor completo todo el sistema$ lo cual es algo que tal e! no queramos hacer.Hemos pues que resulta no solo desea"le sino necesario interrumpir de algunamanera el suminstro de energ-a al releador C02 sin que para ello nos eamoso"ligados a apagar todo el sistema. Podemos hacerlo con el simple hecho deagregar un interruptor adicional de la siguiente manera:

Al inicio$ al cerrarse el interruptor 2$ el releador C02 es actiado a tra+s delcontacto normalmente cerrado 3 & el contacto normalmente a"ierto C02 secierra. El releador C02 permanece encendido por el eecto deretroalimentación$ pero si queremos apagarlo entonces todo lo que tenemosque hacer es actiar el interruptor 3$ lo cual equiale a a"rirlo cortando conello el suministro de corriente al releador C02. Esto que hemos hecho esreminiscente a lo mismo que hicimos en la sección de pro"lemas resueltos delcap-tulo B en donde para 5limpiar5 la memoria insertamos un "loque A


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Al principio de este Suplemento$ en el primer diagrama de escalera mostradose utili!ó como e)emplo un motor el+ctrico de 234 HAC que es energi!ado alcerrarse un interruptor. Pero este no es el *nico tipo de motor que e%isteF ha&tam"i+n motores reersi"les en los cuales el e)e del motor puede girar ensentido de las manecillas del relo) cuando es energi!ado de cierta manera$ &

puede girar en sentido contrario a las manecillas del relo) cuando esenergi!ado de otra manera. eneralmente$ este tipo de motores tra"a)a concorriente el+ctrica conocida como corriente triásica$ & requiere de tres ca"lesde alimentación en lugar de dos. El circuito de control para un motor reersi"leemplea un releador de uso pesado conocido como contactor$ que no es másque un con)unto coordinado de arios contactos que se a"ren o se cierran demanera simultánea. Podemos isuali!ar un contactor como un releador com*n& corriente el cual al energi!arle su "o"ina con una seal de control cierra almismo tiempo todos sus contactos normalmente a"iertos$ permitiendo el pasode corrientes el+ctricas separadas a tra+s de arios ca"les:

7n diagrama el+ctrico de un motor reersi"le que es controlado alimentándolode corriente triásica a tra+s de dos contactores M2 & M3 es el siguiente:

Cuando se cierran los tres contactos normalmente a"iertos del contactor M2$

los esco"illones del motor '2$ 3 & ( son alimentados por la corriente triásica atra+s de los alam"res A$ > & C de modo tal que el motor gira en un sentidoque podemos llamar 5hacia adelante5 'orGard($ mientras que si losesco"illones del motor son alimentados de otro modo por la corriente triásicacerrándose los tres contactos normalmente a"iertos del contactor M3$ el motorgira en sentido inerso que podemos llamar 5en reersa5 'reerse(.


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t+rmico$ el cual al aumentar la temperatura arri"a de cierto l-mite se a"reinterrumpiendo el 1u)o de la corriente.

En el circuito que aca"amos de er$ la presencia aparentemente super1ua de

los contactos normalmente cerrados M2 & M3 puestos en el mismo tiene unpropósito mu& espec-/co. ,an sido puestos allen la eentualidad de que eloperador del sistema apriete al mismo tiempo los "otones orGard & reerse. Sino estuieran all- dichos contactos$ las ases A & > de la corriente triásicaentrar-an en cortocircuito por el hecho de que el contactor M2 en-a las asesA & > directamente hacia el motor mientras que el contactor M3 las inierte. Laase A entrar-a en cortocircuito con la ase > & iceersa. Para impedir queesto ocurra$ es indispensa"le disear el sistema de modo tal que laenergi!ación de un contactor impedirá la energi!ación del otro contactor.;"s+rese en el diagrama de escalera que si oprimimos el "otón orGard$ el

contacto normalmente cerrado M2 en la su"sección inerior se a"re de modotal que aunque se oprima el "otón reerse no llegará corriente el+ctrica algunaal contactor M3. Del mismo modo$ si oprimimos el "otón reerse$ el contactonormalmente cerrado M3 en la su"sección superior se a"re de modo tal queaunque se oprima el "otón orGard no llegará corriente el+ctrica alguna alcontactor M2. Esta t+cnica de protección es conocida como interlocNing.

Si pudimos encontrar el equialente de las tres unciones lógicas "ásicasdentro de los diagramas de escalera$ si hemos podido constru-r el equialente

de sistemas con memoria mediante los diagramas de escalera$ Jacaso no seráposi"le constru-r tam"i+n el equialente de otros componentes & "loqueslógicos en los diagramas de escaleraK =omemos por e)emplo el 1ip1op 0S$ elcual se puede constru-r utili!ando &a sea "loques


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7n esquema uncional representatio de lo que andamos "uscando es elsiguiente:

Si el interruptor normalmente a"ierto 2 es cerrado as- seamomentáneamente$ al energi!arse el releador de control C02 +ste releadorpor el eecto de la retroalimentación del mismo peldao que lo alimenta seenciende & se queda encendido$ lo cual hace que la salida 62 en el tercerpeldao se 5encienda5. Al quedarse encendido C02 despu+s de ha"erseoprimido 2$ el interruptor normalmente cerrado C02 que está puesto en el

segundo peldao se a"re$ cortando as- cualquier suministro de corriente quepudiera estarse dando a tra+s de la retroalimentación en dicho peldao alreleador de control C03. En otras pala"ras$ esto 5limpia5 la 5memoria5 quepudiera ha"er ha"ido en el segundo peldao$ 5apagando5 al releador C03$ locual hace que la salida 63 del cuarto peldao se 5apague5 si es que esta"aencendida. En este estado de cosas$ el releador C02 permanece encendidoa*n con el interruptor 2 a"ierto$ mientras que el releador de control C03permanece apagado$ lo cual podemos con/rmar isualmente al er al oco 62encendido & al oco 63 apagado.

Ahora cerraremos el interruptor 3 momentáneamente. Al energi!arse elreleador de control C03 +ste releador por el eecto de la retroalimentaciónen el mismo peldao 'el segundo peldao de la escalera( que lo alimenta seenciende & se queda encendido$ lo cual hace que la salida 63 en el cuartopeldao se 5encienda5. Al quedarse encendido C03 despu+s de ha"erseoprimido 3$ el interruptor normalmente cerrado C03 que está puesto en elprimer peldao se a"re$ cortando as- cualquier suministro de corriente quepudiera estarse dando a tra+s de la retroalimentación en dicho peldao alreleador de control C02. En otras pala"ras$ esto 5limpia5 la 5memoria5 quepudiera ha"er ha"ido en el primer peldao$ 5apagando5 al releador C02$ locual hace que la salida 62 del tercer peldao se 5apague5 si es que esta"aencendida. En este estado de cosas$ el releador C03 permanece encendidoa*n con el interruptor 3 a"ierto$ mientras que el releador de control C02permanece apagado$ lo cual podemos con/rmar isualmente al er al oco 63encendido & al oco 62 apagado. La con/guración representada por estediagrama de escalera ha pasado de un estado esta"le con 62 encendido aloprimirse 2 a otro estado esta"le con 63 encendido al oprimirse 3. Esta


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con/guración tiene dos estados esta"les & por lo tanto es un multii"rador"iesta"le. Si hacemos ahora un ligero cam"io de nom"res "auti!ando alinterruptor 2 como S$ al interruptor 3 como 0$ a la salida 62 como O & a lasalida 63 como O$ resultará o"io que lo que tenemos en nuestras manos es elequialente uncional de un 1ip1op 0SF en este caso el equialente de un 1ip

1op constru-do con "loques


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Sin lugar a dudas$ el empleo de releadores electromecánicos nos suministracon una herramienta poderosa para muchas aplicaciones de control. Peroe%iste otro tipo de releador que nos permite hacer realidad operacionescronometri!adas$ el releador de retardo de tiempo 'time dela& rela&(. En estetipo de releador$ al aplicarle un olta)e a su entrada 'a su "o"ina($ la acción en

sus salidas no ocurre de inmediato$ sino que ha& un retardo de tiempo tras elcual o"tenemos la acción deseada con las salidas normalmente a"iertasconirti+ndose en salidas normalmente cerradas & las salidas normalmentecerradas conirti+ndose en salidas normalmente a"iertas. En muchosreleadores de tiempo de uso pesado$ este retardo de tiempo puede serseleccionado con una perilla puesta en el mismo releador$ como ocurre con elsiguiente releador de retardo de tiempo de la emprea Potter >rum/eld cu&a"o"ina es actiada con 3 olts de corriente directa:

rum/eld:

La perilla puesta en la parte superior de este releador nos permite ariar elretardo de tiempo desde 2 segundo hasta 24 segundos. Las puntas de loscontactos en la parte inerior del releador están puestas en orden octal 'ochoterminales( con la entrada a la "o"ina aplicada en las terminales 3 & R. Al serleaplicado un olta)e de 234 HAC a este releador$ el contacto normalmentea"ierto entre las terminales 2 & se uele un contacto normalmente cerrado$ocurriendo lo mismo con el contacto normalmente a"ierto entre las terminales & 8$ mientras que el contacto normalmente cerrado entre las terminales 2 & se a"re$ ocurriendo lo mismo con el contacto normalmente cerrado entre las

terminales B & 8. =odo esto despu+s de que ha transcurrido el tiemposeleccionado con la perilla. Podemos leer en el mismo releador que loscontactos pueden mane)ar una corriente de hasta 24 amperes.

El releador de retardo de tiempo que se aca"a de descri"ir es el de uso másgenerali!ado$ pero no es el *nico posi"le. Los contactos de un releador de


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tiempo tienen que ser clasi/cados no sólo por ser normalmente a"iertos onormalmente cerrados$ sino tam"i+n seg*n la acción del retardo$ &a sea queeste retardo ocurra en el sentido de la cerradura del contacto o en el sentidode la apertura del mismo.

Desaortunadamente$ la sim"olog-a para representar los releadores de retardode tiempo es amplia & ariada$ e inclusie mucha de la sim"olog-a que hemosisto aqu- para representar las entradas$ las salidas & los releadores de controltam"i+n suele ser dierente de un a"ricante a otro. Empe!aremos dando aqu-la representación de la acción de un releador de tiempo con un s-m"olo usadoampliamente aunque no de manera uniersal:

;"s+rese que seguimos manteni+ndonos en la conención de representartanto la entrada de un releador 'su "o"ina( como los contactos actiados a lasalida del mismo con un mismo identi/cador alanum+rico$ en este caso =D2.

En el primer peldao de la escalera$ al cerrarse el interruptor 2manteni+ndose cerrado$ la "o"ina del releador de tiempo =D2 es energi!ada.;"s+rese que en el segundo peldao estamos utili!ando uno de losinterruptores normalmente cerrados del releador de tiempo =D2.

El s-m"olo del interruptor 2 tam"i+n aparece en el segundo peldao de estaescalera. Puesto que son peldaos dierentes en los cuales aparece elinterruptor 2$ se so"reentiende que en este caso estamos utili!ando uninterruptor de dos tiros$ un interruptor do"le con am"os polos normalmenteencendidos o normalmente apagados a la e!:

De este modo$ al cerrarse 2 suministrándose energ-a al releador de tiempo =D2$ en el segundo peldao e%iste un camino de conducción el+ctrica parasuministrar energ-a al 5oco5 de salida. Si el releador =D2 uera un releador


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de control ordinario sin acción alguna de retardo de tiempo$ entonces elinterruptor =D2 en el segundo peldao se a"rir-a inmediatamente & el oco a lasalida se apagar-a de inmediatoF esto es$ nunca lo er-amos encenderse. Perocomo se trata de un releador de retardo de tiempo$ la salida normalmentecerrada no se a"rirá sino hasta despu+s de que ha&a transcurrido cierta

cantidad de tiempo$ digamos un segundo. 7na e! que ha transcurrido esesegundo$ el contacto normalmente cerrado =D2 en el segundo peldao sea"rirá$ cortando el suministro de energ-a a la salida$ aunque el interruptor 2permane!ca cerrado. Esta acción la hemos representado en los diagramas detiempo puestos de"a)o del diagrama de escalera$ diagramas de tiempo en losque dicho sea de paso nos hemos a"stenido de hacer reerencia a un 525 lógicoo a un 545 lógico como nieles de olta)e en irtud de que la acción lógica queestá siendo representada es una de interruptores normalmente cerrados onormalmente a"iertos que permiten o impiden el suministro de corriente a lacarga de salida.

El releador de retardo de tiempo$ por la orma en la que tra"a)a$ en realidadno es más que otra orma de implementación de un componente que &aha"-amos isto en uno de los cap-tulos de la o"ra principal: el multii"radormonoesta"le. 6 de hecho$ con dos releadores de retardo de tiempo 'uno paracontrolar la duración del tiempo de encendido & el otro para controlar laduración del tiempo de apagado( podemos constru-r ácilmente unmultii"rador asta"le$ cam"iando de un estado a otro en orma alternadamientras est+ reci"iendo un suministro de corrienteF & si los tiempos deencendido & apagado son iguales entonces tenemos algo que nos puedeproporcionar 5pulsos de relo)5 como los que utili!amos en los circuitos lógicossecuenciales para hacer pasar el sistema de un estado a otro. Sin em"argo$dado el costo de los releadores de tiempo$ implementar este niel deso/sticación puede resultar mucho más costoso que introducir tales eectoscon la a&uda de alguna microcomputadora dedicada a este tipo de aplicacionescomo lo eremos posteriormente.

Heamos ahora otro diagrama de escalera en el cual usaremos otro tipo dereleador de tiempo:


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En este caso$ tenemos otro tipo de releador de retardo de tiempo. Esto de"eser o"io por la dierencia en el s-m"olo del contacto interruptor =D2F en eldiagrama de escalera preio el s-m"olo era la punta de una 1echita empu)andoel contacto normalmente cerrado hacia arri"a dando a entender que en talreleador de tiempo el contacto normalmente cerrado se a"re despu+s de que

ha transcurrido un tiempo pre/)ado$ mientras que aqu- en este diagrama deescalera el s-m"olo del contacto interruptor =D2 es la punta de la 1echitaapuntando hacia a"a)o$ como si estuiera 5)alando5 al interruptor normalmentecerrado. En este caso$ se trata de un releador de tiempo que es capa! detener un 5pulso5 de salida con una duración de tiempo ma&or que la entradaque accionó al releador de tiempo$ lo cual es resaltado con los diagramas detiempo. Aqu-$ al cerrarse momentáneamente el interruptor 2$ el contacto =D2en el segundo peldao se actia inmediatamente & permanecerá cerrado a*ndespu+s de que el interruptor 2 es regresado nueamente a su condición deinterruptor a"ierto. El tiempo que este releador de tiempo mantiene cerradoel contacto =D2 suministrando energ-a a la carga de salida empie!a a correrdespu+s de que el contacto 2 es deuelto a su condición de normalmentea"ierto$ lo cual no impide que el releador =D2 contin*e operando.

En general$ se pueden clasi/car cuatro tipos dierentes de releadores detiempo:

'2( El releador de tiempo del tipo 5normalmente a"ierto apertura

cronometrada5. En este releador el contacto normalmente a"ierto se cierrainmediatamente al energi!ar su "o"ina$ & se a"re a un tiempo predeterminadodespu+s de ha"er sido desenergi!ada la "o"ina.

'3( El releador de tiempo del tipo 5normalmente a"ierto cerraduracronometrada5. En este releador el contacto normalmente a"ierto se cierra aun tiempo predeterminado despu+s de ha"er sido energi!ada su "o"ina. Si encualquier momento la "o"ina es desenergi!ada$ el contacto de este releadorse a"re inmediatamente sin importar su condición anterior.

'( El releador de tiempo del tipo 5normalmente cerrado aperturacronometrada5. En este releador el contacto normalmente cerrado se a"re aun tiempo predeterminado despu+s de ha"er sido energi!ada su "o"ina. Si encualquier momento la "o"ina es desenergi!ada el contacto de este releadorse cierra inmediatamente sin importar su condición anterior.


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'( El releador de tiempo del tipo 5normalmente cerrado cerraduracronometrada5. En este releador el contacto normalmente cerrado se a"reinmediatamente al energi!ar su "o"ina$ & se cierra a un tiempopredeterminado despu+s de ha"er sido desenergi!ada la "o"ina.

La sim"olog-a utili!ada para la representación de estos cuatro tipos dierentesde releadores de tiempo ar-a seg*n el a"ricante & los te%tos consultados.7na representación usada con cierta recuencia es aquella en la cual cada tipode releador de tiempo es identi/cado por la orma en que son di"u)ados suscontactos$ tal & como lo hemos hecho en los dos *ltimos diagramas de escaleraque aca"amos de estudiar. 7sando este tipo de sim"olog-a$ los di"u)os quecorresponden a cada uno de los cuatro tipos mencionados son los siguientes:

La anterior clasi/cación puede de)ar al lector con la impresión de que una"ricante necesitar-a constru-r cuatro tipos dierentes de releadores detiempo para satisacer todos los requerimientos posi"les de todos sus clientes$pero esto no es as-$ &a que por principio de cuentas de un releador de tiempodel tipo 5normalmente a"ierto apertura cronometrada5 se puede o"tener el

releador de tiempo del tipo 5normalmente cerrado cerradura cronometrada5si es constru-do desde un principio con contactos normalmente a"iertos &normalmente cerrados$ mientras que de un releador de tiempo del tipo5normalmente a"ierto cerradura cronometrada5 se puede o"tener elreleador de tiempo del tipo 5normalmente cerrado apertura cronometrada5 sitam"i+n es constru-do desde un principio con contactos normalmente a"iertos& normalmente cerrados.

Más a*n$ se puede o"tener un releador de tiempo de acción retardada de uno

de acción inmediata o iceersa como lo muestra el siguiente

P0;>LEMA: A partir de un releador de tiempo 5normalmente cerrado apertura cronometrada5$ o"tener el equialente de un releador de tiempo5normalmente a"ierto apertura cronometrada5.


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En este caso$ el releador de tiempo 5normalmente cerrado aperturacronometrada5 es un releador de acción retardada 'el contacto normalmentecerrado se a"re despu+s de cierto tiempo( mientras que el releador de tiempo5normalmente a"ierto apertura cronometrada5 es un releador de accióninmediata 'el contacto normalmente a"ierto se cierra de inmediato(.

En el circuito mostrado en el siguiente diagrama de escalera:

la acción resultante del circuito será o"tenida 'o"serada( en la salida 6 'quesupondremos se trata de una lámpara(. Al oprimirse momentáneamente el"otón $ el releador ordinario C02 es actiado a tra+s del contacto =D2 en elprimer peldao$ & permanecerá actiado a*n despu+s de soltarse el "otón enirtud del contacto normalmente a"ierto C02 en com"inación lógica ;0 con el"otón interruptor en irtud de ha"erse cerrado. En el segundo peldao$ elcontacto normalmente a"ierto C02 tam"i+n se ha cerrado empe!ando con laenergi!ación de la "o"ina del releador de tiempo =D2$ & el contactonormalmente a"ierto C02 en el tercer peldao tam"i+n se energi!a actiandola salida 6. 0esulta o"io que el releador de tiempo =D2 es un releador deltipo 5normalmente cerrado apertura cronometrada5 porque as- lo identi/ca els-m"olo de su contacto puesto en el primer peldao. Al ca"o de un ciertotiempo predeterminado$ el releador de tiempo =D2 act*a de manera tal que elcontacto normalmente cerrado =D2 en el primer peldao se a"re$interrumpiendo la alimentación de corriente al releador ordinario C02. Estohace que se corte la energ-a al releador de tiempo =D2 en el segundo peldao& que se corte tam"i+n la energ-a a la salida 6. De ha"er utili!ado *nicamenteel releador de tiempo =D2 por s- solo$ la lámpara 6 se ha"r-a encendido untiempo despu+s de ha"er estado manteniendo oprimido el "otón $ mientras

que en esta con/guración la lámpara 6 se enciende de inmediato & se apagadespu+s del tiempo predeterminado.


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Con la disponi"ilidad de releadores de tiempo de uso pesado$ podemos haceruna me)ora adicional so"re el circuito de control presentado anteriormentepara un motor reersi"le capa! de girar en una dirección 'orGard( o en ladirección contraria 'reerse( seg*n se requiera. Si el motor estuiera moiendouna carga pesada$ por e)emplo un a"anico grande$ el motor podr-a continuar

girando por su propia inercia durante cierta cantidad de tiempo a*n despu+sde ha"erse oprimido el "otón stop$ lo cual podr-a representar un pro"lema encaso de que el operador tratase de inertir la dirección del motor sin esperar aque el a"anico se ha&a detenido completamente. Si el a"anico contin*agirando mientras a perdiendo elocidad & el "otón reerse uera oprimidoantes de que el a"anico se ha&a detenido completamente$ el motor tratar-a deso"reponerse a la inercia rotatoria del a"anico al intentar ponerse en marchaen reersa$ para lo cual tendr-a que 5)alar5 cantidades ma&ores de corrienteel+ctrica reduciendo con este maltrato tanto la ida del motor como losengrana)es mecánicos del a"anico & el a"anico mismo. Para impedir que estopueda ocurrir$ queremos aadir alguna unción de retardo de tiempo al circuitode control del motor para impedir la ocurrencia de un arranque prematuro. Estolo podemos lograr agregando un par de releadores de retardo de tiempo =D2& =D3$ cada uno de ellos puestos en paralelo con cada contactor M2 & M3:

;"s+rese que estamos utili!ando aqu- dos releadores del tipo normalmentecerrado cerradura cronometrada. Al utili!ar releadores de tiempo que tardanen oler a su estado normal$ estos releadores nos pueden proporcionar una5memoria5 relacionada con el sentido más reciente del giro del motor. Lo quequeremos que haga cada uno de los releadores de tiempo es a"rir el "ra!o dearranque de la dirección opuesta de rotación por arios segundos mientras ela"anico se detiene por completo.

Si el motor ha estado girando en la dirección orGard$ tanto el contactor M2como el releador de tiempo =D2 ha"rán estado energi!ados. De ser as-$ loscontactos normalmente cerrados del releador =D2 se a"rán a"iertoinmediatamente al ha"er sido energi!ado dicho releador. Cuando el "otónstop es oprimido$ el contacto =D2 esperará un tiempo predeterminado antes deregresar a su estado normalmente cerrado$ manteniendo el circuito


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correspondiente al "otón reerse a"ierto durante todo ese tiempo$ de modo talque el contactor M3 no podrá ser energi!ado aunque se oprima el "otónreerse. Al cumplir el releador =D2 con su tiempo predeterminado$ el contacto

=D2 se cerrará & permitirá que el contactor M3 pueda ser energi!ado si seoprime el "otón reerse. Del mismo modo$ el releador de retardo de tiempo

=D3 impedirá que el "otón orGard pueda energi!ar al contactor M2 hasta entanto que el retardo de tiempo prescrito para el releador =D3 '& el contactorM3( no se ha&a cumplido.

7n circuito de control como el que aca"amos de er generalmente puede sersimpli/cado con un poco de análisis. Si ponemos un poco de atención$descu"riremos que las unciones de protección lleadas a ca"o por losreleadores de tiempo =D2 & =D3 han uelto innecesarios los contactosnormalmente cerrados M2 & M3 que ha"-amos puesto para la unción de

interlocN en caso de que un operador del circuito oprima al mismo tiempo los"otones orGard & reerse. Por lo tanto$ podemos prescindir por completo detales contactos & utili!ar simplemente los contactos =D2 & =D3$ puesto queestos se a"ren inmediatamente en cuanto las "o"inas respectias de dichosreleadores son energi!adas$ sacando 5uera5 a un contactor si el otrocontactor es energi!ado. De este modo$ cada releador de tiempo puede serusado para una unción dual: impidiendo que el otro contactor pueda serenergi!ado cuando el motor está girando en una dirección$ & eitando que talcontactor se pueda energi!ar hasta que el motor no se ha&a detenido porcompleto. Es as- como llegamos al siguiente circuito de control simpli/cado:

Se ha"-a a/rmado anteriormente que todos los circuitos lógicos$ tanto aquellosque orman parte de la lógica com"inatoria como los que orman parte de la

lógica secuencial constru-da a "ase de 1ip1ops$ tienen una implementaciónequialente en los diagramas de escalera$ pero que en el caso de la lógicasecuencial necesitá"amos un releador que nos permitiera eectuaroperaciones cronometri!adas. Esto &a lo tenemos con cuatro dierentes tiposde releadores de tiempo a nuestra disposición$ lo cual nos permite llear aca"o la construcción del elemento lógico secuencial más importante de todos:el 1ip1op Q. Esto lo podemos enunciar mediante un


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P0;>LEMA: Constru-r$ so"re un diagrama de escalera$ el equialente uncionalde un 1ip1op Q tal que los cam"ios de estado ocurran durante la transición

positia de los 5pulsos de relo)5.

7n equialente uncional del 1ip1op Q constru-do con releadoreselectromecánicos tiene la siguiente representación en un diagrama deescalera:

Este 1ip1op Q$ como puede apreciarse anali!ando el diagrama de escalera$es un 1ip accionado con las transiciones positias de los 5pulsos de relo)5$ locual en este caso equiale a la cerradura del contacto normalmente a"ierto C.En este diagrama tenemos los contactos equialentes a las terminales & Q as-como las salidas O & O del 1ip1op. Este 1ip1op Q electromecánico act*a de

la siguiente manera: Cuando las 5entradas5 & Q son iguales a un 525 lógico$ locual en este caso requiere que los contactos normalmente a"iertos seancerrados$ el 1ip1op cam"iará de estado con cada transición positia en laentrada C$ o sea cada e! que el contacto normalmente a"ierto C sea cerrado.Si la entrada es igual a un 525 lógico & la entrada Q es igual a un 545 lógico$ el1ip1op entrará en el estado O?2 'O?4( cuando el contacto normalmentea"ierto C sea cerrado$ independientemente del estado anterior que el 1ip1opha&a tenido. Si la entrada es igual a un 545 lógico & la entrada Q es igual a un525 lógico$ el 1ip1op entrará en el estado O?4 'O?2( cuando el contactonormalmente a"ierto C sea cerrado$ independientemente del estado anteriorque el 1ip1op ha&a tenido. 6 si am"as entradas & Q están puestas a un 545lógico$ el estado del 1ip1op no cam"iará ante las transiciones que ocurran enla entrada C.


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0ecordemos de la sección de pro"lemas resueltos del te%to principal cómo del1ip1op Q podemos deriar los demás 1ip1ops restantes$ tanto el 1ip1op =como el 1ip1op D. Esto sigue siendo igualmente álido e igualmente ácil delograr so"re un diagrama de escalera usando releadores electromecánicos:

P0;>LEMA: Constru-r$ so"re un diagrama de escalera$ el equialente uncionalde un 1ip1op = tal que sus cam"ios de estado ocurran durante la transiciónpositia de los 5pulsos de relo)5.

0ecu+rdese que el 1ip1op = es un 1ip1op sin terminales de entrada Q$ el cualsimplemente cam"ia de estado con cada transición positia 'o negatia$ seg*n

sea el caso( en su *nica terminal de entrada. Esto lo podemos lograr so"re eldiagrama anterior su"stitu&endo en dicho diagrama los contactos normalmentea"iertos & Q por una cone%ión 5directa5 que garanti!ará el equialentepermanente de un 525 lógico puesto todo el tiempo so"re dichas terminales$con lo cual tendremos un 1ip1op de una sola entrada que cam"iará de estadocada e! que el contacto normalmente cerrado C se cierre. El diagrama deescalera para este 1ip1op Q será entonces:

Puesto que todas las unciones lógicas com"inatorias & secuenciales se puedenimplementar mediante releadores electromecánicos$ & puesto que lascomputadoras de uso actual están constru-das con semiconductores queimplementan unciones lógicas com"inatorias & secuenciales$ esto podr-a hacersuponer que$ en principio$ podemos constru-r una computadora de principio a

/n utili!ando releadores electromecánicos. Esto ue precisamente lo que sehi!o cuando se constru&ó en los Estados 7nidos la computadora ,arard MarN I& en Alemania cuando se constru&ó la computadora T:

http:99en.GiNipedia.org9GiNi9,arardUMarNUI


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http:99en.GiNipedia.org9GiNi9TU'computer(

Sin em"argo$ a*n para nuestros tiempos$ una computadora constru-da conreleadores electromecánicos sigue teniendo un costo mucho ma&or que unacomputadora constru-da con semiconductores$ además de ser much-simo máslenta que su contraparte constru-da con millones de transistores puestos en unsolo 5chip5 semiconductor.

La desenta)a de releadores de retardo de tiempo como los que se hansealado aqu- como e)emplos es que los rangos de tiempo que pueden serseleccionados son sumamente limitados$ & una e! que han sido seleccionados

solo pueden ser alterados manualmente cada e! que ello sea necesario$ locual es contrario al esp-ritu de la automati!ación. Esta desenta)a puede sersuperada constru&endo releadores de retardo de tiempo que puedan serprograma"les a tra+s de una circuito controlador$ lo cual nos llea a lanecesidad del diseo de controladores programa"les.

La idea esencial para constru-r un controlador programa"le consiste enconstru-r primero un módulo que contenga no uno sino arios releadores$ & elcual en su parte rontal qui!á tendrá un aspecto como el siguiente:

;"s+rese que del lado i!quierdo tenemos una hilera de tornillos identi/cadoscon los s-m"olos propios de las entradas representadas en un diagrama deescalera$ mientras que del lado derecho tenemos una hilera de tornillosidenti/cados con los s-m"olos 6 propios de las salidas de un diagrama deescalera$ siguiendo la práctica de que en los diagramas de escalera las

entradas son representadas del lado derecho & las salidas del lado i!quierdo.Como el PLC al igual que cualquier otro aparato el+ctrico tam"i+n requiereenerg-a para poder uncionar$ este PLC reci"e su energ-a mediante los tornillosL2 & L3 conectados a los rieles de la escalera. Las entradas al PLC serántomadas del mundo e%terior a tra+s de interruptores o sensores & los ca"lesde seal serán /)ados en el PLC precisamente con los tornillos. Lo mismoocurre con las salidas. El uso de tornillos para el /)amiento de ca"les &


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alam"res es una cuestión de comodidad & coneniencia para los t+cnicos queha"rán de darle mantenimiento a este tipo de aparatos$ &a que la alternatiade soldar requiere herramientas que an más allá del uso de un simpledesarmador.

A continuación$ suponiendo que los rieles de la escalera están siendoalimentados con un olta)e de 234 olts AC$ podemos er cómo la entrada 2 anuestro PLC es energi!ada al cerrarse el contacto que corresponde a dichaentrada 'el mult-metro nos con/rma la presencia del olta)e de 234 HAC entrela terminal de entrada 2 & la terminal com*n identi/cada como Common(:

El uso de una terminal com*n Common nos a&uda a reducir la cantidad dealam"rado requerida. Sin la terminal com*n$ se requerir-an arios pares deca"les para proporcionarle energ-a a cada una de las entradas del PLC.7sando un ca"le com*n de 5retorno de corriente5 para todos los casos$ lacantidad de alam"rado se reduce a la mitad. Podemos er en la representaciónde nuestro PLC que a un lado de cada tornillo que corresponde a cada terminalde entrada ha& un oquito LED que se enciende con/rmándole al t+cnico laactiación de dicha entrada.

Ahora tenemos a nuestro PLC energi!ando la salida 62 al ser actiada dichasalida 'el mult-metro nos con/rma la presencia del olta)e de 234 HAC que estáreci"iendo la carga(:

Posi"lemente el lector &a se estará preguntando cuál es la unción del conectorpequeo que aparece en la parte inerior del PLC identi/cado comoProgramming Port.

En tiempos de antao$ antes de que hicieran su aparición los transistores$ loscircuitos integrados & los microprocesadores$ la 5programación5 por as- llamarla


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se llea"a a ca"o manualmente$ implementándose todo con releadoreselectromecánicos ordinarios & con releadores de retardo de tiempo$ con todaslas desenta)as operacionales que ello implica"a aunque con la relatiasimple!a del mantenimiento de equipos de control automático constru-do contales controladores. El PLC que hemos descrito$ tra"a)ando prácticamente por

s- solo$ a*n se encuentra en numerosas aplicaciones 5ie)itas5. Pero lareolución tecnológica que estamos iiendo está haciendo posi"le algo que enotros tiempos hu"iera sido impensa"le: conectar el PLC directamente a unacomputadora personal PC de)ándole a la computadora muchas de las la"oresde 5inteligencia5. Esto en otros tiempos hu"iera estado uera de cualquierpresupuesto porque mientras que un controlador "ásico pod-a tener un costode algunos cientos de dólares$ las computadoras que ha"-a ten-an un costo dearios millones de dólares. ,o& que la "recha se ha cerrado$ la cone%ión de unPLC a una computadora de escritorio 'o inclusie a una computadora portátilde "olsillo( se llea a ca"o precisamente mediante un conector en el PLCidenti/cado con alg*n nom"re como puerto de programación$ el cual toda-ahasta hace poco era conectado a una computadora a tra+s de un ca"le "a)o elprotocolo 0S33 pero más recientemente se está conectando a tra+s de unca"le "a)o el protocolo 7S>.

La enta)a inmediata de poder conectar un PLC a una computadora es que enla misma computadora se puede echar a andar alg*n programa que no sólomuestre el diagrama de escalera que está siendo implementado$ sino queinclusie a tra+s del mismo teclado se pueden modi/car muchos de losparámetros en el diagrama de escalera sin necesidad de tener que meter lamano dentro del PLC. =odo se llea a ca"o ho& en d-a directamente desde lacomputadora.

A continuación tenemos un esquema que ilustra la idea "ásica de lo queaca"amos de descri"ir:

El recuadro de color ciano representa el monitor de una computadora. Elinterruptor conectado a la entrada 2 del PLC es representado con el mismos-m"olo en el monitor de la computadora en un diagrama de escalera$ mientrasque el oco conectado a la salida 62 del PLC es representado tam"i+n como 62.Cuando se cierra el interruptor 2 & se energi!a la carga 62$ am"as acciones


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aparecen actuali!adas de inmediato en el monitor de la computadora en dondetanto el s-m"olo para 2 como el s-m"olo para 62 se tien de color ro)o 'por suparte$ en la misma carátula del PLC se encienden los oquitos LED situados aun lado de los tornillos correspondientes al alam"re de entrada a 2 & alalam"re de salida a 62 con/rmándole al t+cnico que esas cone%iones al PLC

han sido actiadas(:

Si queremos conertir la entrada 2 en un interruptor normalmente cerrado ene! del interruptor normalmente a"ierto que tenemos aqu-$ &a no es necesario5salir auera5 con un desarmador en la mano. Con unas modi/caciones a tra+sdel teclado de la computadora podemos hacer el cam"io como el que emos

en el siguiente di"u)o:

Esta /gura parece igual a la /gura anterior. Sin em"argo$ si o"seramos concuidado$ eremos que en el monitor de la computadora 2 &a no aparece en eldiagrama de escalera como un interruptor normalmente a"ierto sino como uninterruptor normalmente cerrado. En el circuito -sico$ podemos er que elinterruptor no ha sido 5cerrado5 & por lo tanto el oquito LED en el PLC estáapagado. Pero como 2 ha sido 5conertido5 por acción de programación en lacomputadora en un interruptor normalmente cerrado$ el hecho de que est+a"ierto implica que estará suministrando energ-a para actiar la salida 62como nos lo con/rman tanto el oquito LED en el PLC como el monitor de lacomputadora. Del mismo modo$ si queremos ariar un retardo de tiempo en laacción de alguna de las salidas$ &a no tenemos que salir para andar moiendoperillas$ lo podemos hacer tam"i+n desde el teclado de la computadora$pudiendo ariar el retardo de tiempo en cualquier salida desde microsegundoso milisegundos hasta arias horas o d-as$ con una precisión cronom+trica que

los ho& &a prácticamente o"soletos releadores de retardo de tiempo nopod-an proporcionar.

A continuación tenemos un e)emplo de cómo la acción de tres interruptores deentrada es conertida en una unción lógica ela"orada gracias a laprogramación lleada a ca"o so"re el PLC con la a&uda de la computadora:


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En este caso$ tenemos tres interruptores 2$ 3 & de actiación manual$todos ellos normalmente a"iertos$ conectados a sus respectias entradas alPLC$ en el cual gracias a la programación lleada a ca"o con la a&uda de lacomputadora son com"inados para ormar la siguiente unción >oleana:

62 ? 2V3 @ 3V @ 2V

Con la misma acilidad con la cual ormamos esta unción >oleana a partir de

los tres interruptores conectados a las entradas del PLC podr-amos ha"erormado unciones >oleanas más comple)as a*n$ lo cual nos dá una muestra delas enormes enta)as que tiene el darle capacidades de programación a loscontroladores lógicos.

Ahora se mostrará la implementación en un PLC de algo que &a imos aqu-preiamenteF la dotación de una 5memoria5 a una con/guración usando paraello la retroalimentación:

En este esquema$ podemos er en el diagrama de escalera que si se oprimemanualmente el "otón interruptor normalmente a"ierto 2$ identi/cado como5Actiación del Motor5$ la salida del releador de control 62 será energi!adacon lo cual dicho releador cerrará uno de sus contactos permitiendo con elloque un motor M2 sea echado a andar. Pero al mismo tiempo$ otro de loscontactos del releador de control que está en com"inación lógica ;0 con 2será tam"i+n cerrado. Este es el contacto normalmente a"ierto 62$ & aunque el"otón interruptor 2 de)e de ser oprimido el motor seguirá tra"a)ando por eleecto 5memoria5 que está proporcionando la retroalimentación de 62 hacia s-mismo a tra+s de uno de sus contactos. Si queremos detener el moimientodel motor$ tenemos que a"rir el contacto normalmente cerrado 3 oprimiendodicho "otón. ;"s+rese que en el diagrama de escalera antes de comen!ar laacción el interruptor 3 no es mostrado de color ro)o pese a que el oquito LED


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del PLC está encendido indicando suministro de energ-a$ en irtud de que a 3se le considera 5encendido5 cuando el contacto es a"ierto por acción delusuario. El empleo de releadores electromecánicos de uso pesado para estetipo de unción es más com*n de lo que muchos pudieran imaginarse: cada e!que una persona entra a un ascensor & oprime un "otón que marque un piso

dierente al piso en el que se encuentra$ la puerta del ascensor se cierra & lapersona es lleada hacia el piso seleccionado sin necesidad de que la personatenga que seguir manteniendo oprimido el "otón correspondiente a dicho piso.

6 una e! que ha llegado a dicho piso$ otro contacto interruptor normalmentecerrado se a"re 5limpiando5 con ello la memoria de la requisición del usuario.Pero este tipo de circuito puede tra"a)ar en orma completamente automáticasin interención humana$ como lo muestra el siguiente e)emplo animado de untanque de almacenamiento de l-quidos que consta de dos sensores quedetectan uno de ellos un niel "a)o de l-quido & el otro un niel alto de l-quido'ampliar imagen para poder er la acción con eectos animados(:

En este e)emplo$ al principio el tanque está inicialmente ac-o & todos losinterruptores están en la condición de 5erdadero5 '=rue(. En el monitor de una

computadora que superisa no sólo lo que ocurre en el diagrama de escalera'puesto a la derecha( sino inclusie en una representación pictográ/ca de loque se está controlando 'puesto a la i!quierda($ al empe!ar con el tanque ac-otodos los interruptores aparecen de color erde al igual que los sensores de unniel "a)o del l-quido 'loG leel( & un niel alto del l-quido 'high leel(. Estosdos sensores son las entradas en el diagrama de escalera. Es importanteremarcar aqu- antes de que el e)emplo se pueda prestar a conusiones que enesta representación isual se utili!a el mismo s-m"olo para un interruptornormalmente cerrado que el que se usa para un interruptor normalmentea"ierto$ & la la"or de distinción se de"e hacer tomando en cuenta lo que ocurre

en el diagrama pictográ/co a la i!quierda. Al comien!o$ el motor de llenado del-quido '/ll motor( que aparece como una salida puesta en el segundo peldaodel diagrama de escalera es energi!ado gracias al contacto normalmentecerrado en el segundo peldao que es un contacto perteneciente al releadorde control cu&a salida a su e! está puesta en la esquina superior derecha delprimer peldao del diagrama de escaleraF por lo tanto al comien!o el motor seencuentra tra"a)ando llenando el tanque de l-quido. Podemos conclu-r que losdos interruptores puestos en el primer peldao del diagrama de escalera son


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interruptores normalmente cerrados &a que de otra orma por estar am"os encon/guración A


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so/sticación$ los mismos PLC han ido eolucionando en capacidad & enunciones$ a grado tal que muchos de los releadores electromecánicos quedieron origen al PLC son prácticamente o"soletos$ despla!ados por la presenciade semiconductores de alta potencia capaces de mane)ar olta)es & corrienteseleados. A continuación tenemos una muestra de un 5releador5 de estado

sólido en el cual &a no ha& "o"inas de alam"re ni resortes ni palancasmecánicas móiles:

En este releador de estado sólido$ me)or conocido como optoacoplador 'optocoupler( ha& un aislamiento el+ctrico total entre su entrada & su salida enirtud de que el acoplamiento interno entre la entrada & la salida se llea a

ca"o por medio de la lu!$ con un diodo LED emitiendo un ha! luminoso alcerrarse el interruptor a la entrada$ ha! luminoso que pone en uncionamientoun optotriac permitiendo el paso de la corriente alterna a tra+s de la carga.;"s+rese que con esta con/guración la entrada es alimentada con una uentede corriente directa$ mientras que la carga reci"e por su parte la energ-a deuna uente de corriente alterna$ & todo ello sin necesidad de recurrir aelectrónica interna costosa$ lo cual ha sido posi"le gracias al adenimiento dela optoelectrónica que proporciona este tipo de aislamientos entre circuitosdistintos utili!ando a la lu! como intermediaria.

7n PLC de 5nuea generación5 es el Allen>radle& PLCB$ e%pandi"le a "ase demódulos$ el cual se muestra a continuación:

La 5re)illa5 'racN( que al"erga los módulos inclu&e como m-nimo una uente depoder que sea capa! de alimentar las unciones "ásicas de procesamientos detodos los módulos que sean montados en ella$ & de"e inclu-r tam"i+n unmódulo especial /)o 'permanente$ noremoi"le( que incorpore unmicroprocesador o un microcontrolador que lleará a ca"o las unciones decontrol & programación interna dentro del PLC tanto de las entradas como delas salidas. Los módulos opcionales generalmente son módulos para podermane)ar entradas o para poder mane)ar salidas$ con distintas capacidadesseg*n lo requieran las necesidades de los clientes. Si alguna aplicación


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requiere s*"itamente aumentar el n*mero de releadores de control de salidasde cinco a treinta$ por e)emplo$ no ha& necesidad de tener que adquirir otroPLC completamente nueo perdi+ndose con ello la inersión original$ sólo esnecesario adquirir otro módulo para poder aumentar as- la capacidad demane)o de salidas del PLC. Esta es esencialmente la idea detrás de la principal

enta)a de la modularidad$ en contraste con los PLCs que son endidos comoca)as 5cerradas5 cu&as capacidades no pueden ser ampliadas posteriormente$& es una de las ra!ones por las cuales la computadora de escritorio no hapodido reempla!ar por completo a los PLCs como en un principio se cre&ó queocurrir-a.

7n PLC de este tipo orece una gran 1e%i"ilidad a un costo igualmente grande$aunque para aplicaciones de automati!ación & control industrial & comerciale%isten controladores lógicos más económicos que inclusie además de ser

portátiles se pueden programar directamente en el área de tra"a)oempleándose la carátula en la cual aparece el diagrama de escalera comomedio isual para poder leer$ interpretar$ & reprogramar si es necesario$cualquiera de los parámetros de los que consta alguna aplicación$ como lo es elcaso del controlador TE< a"ricado por la empresa )aponesa ;mron:

,emos ha"lado aqu- de los controladores lógicos programa"les$ desarrollados a/nes de los aos sesenta$ los cuales están siendo reempla!ados por los másmodernos controladores programa"les de automati!ación 'Programma"leAutomation Controller o PAC($ los cuales orecen la posi"ilidad de utili!aralgoritmos aan!ados de control$ manipulación e%tensia de "ases de datos$simulación de procesos comple)os$ procesamiento elo! "a)o control demicroprocesador$ & capacidad en el mane)o de rangos de memorias que estánuera del alcance de los PLCs.

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▼ noiem"re '(

Preacio a la pu"licación en Internet

Prólogo al li"ro

Contenidos

2: La numeración "inaria

2: Pro"lemas resueltos

3: Las tres unciones lógicas "ásicas


: El álge"ra >oleana

A: Pro"lemas resueltos>: Pro"lemas resueltos

: El mapa de Qarnaugh

: Pro"lemas resueltos

B: El 1ip1op 0S. Memorias. Multii"radores

B: Pro"lemas resueltos

: El 1ip1op Q. Contadores

A: Pro"lemas resueltos

>: Pro"lemas resueltos

R: =ópicos Especiales

R: Pro"lemas resueltos

8: Lógica Multialuada


Suplemento # 2: Las amilias lógicas

Suplemento # 3: El microprocesador ZP

Suplemento # : Cómo tra"a)a el microprocesador

Suplemento # a: Las instrucciones del ZP 848


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Suplemento # ": Programación del microprocesador

Suplemento # B: Las comunicaciones as-ncronas

Suplemento # : El ampli/cador operacional

Suplemento # R: El tempori!ador BBB

Suplemento # 8: El PLC. Diagramas de Escalera

Suplemento # Y: Máquinas Moore. Máquinas Meal&.

>i"liogra-a

Indice 'enlaces(

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