4.4 PROGRAMACION EN ESCALERA Y BLOQUES LOGICOS

En la actualidad, tanto los autmatas como los rels programables pueden programarse a travs de un ordenador personal mediante un software especfico por el fabricante.

Adems, muchos modelos de rels programables disponen de un sencillo teclado en su frontal que permite la programacin y visualizacin sin necesidad de ordenador.

Simbologa utilizada en la programacin

Los elementos externos conectados al autmata (sensores y actuadores) se deben identificar adecuadamente en el programa de usuario para su posterior procesamiento.

Los elementos bsicos para la programacin en contactos son los siguientes:

Cada elemento de programacin se identifica con la letra (operando) que hace referencia a una zona de memoria del autmata entrada, salidas, etc) y un nmero, que es el orden que hace el elemento en el programa.

Los operandos caractersticos en la programacin son:

Entradas (i)

Las entradas detectan el estado de los sensores conectados a ellas.

Se identifican con la letra I y se tienen asociados los smbolos de los contactos (abierto y/o cerrado).

Salidas (q)

Se encargan de activar los actuadores y preactuadores. Se identifican con la letra Q y tienen asociados los smbolos de bobinas (directas o inversas) y de los contactos (abiertos y/o cerrados).

La de tipo directo se activa cuando el valor de la red de contactos a la que est conectado produce algo similar a un paso de corriente en un circuito elctrico. La de tipo negado hace lo contrario en la misma situacin.

Marcas (m)

Tambin llamadas memorias o bits internos. Tienen un comportamiento similar a los de los rels auxiliares en los automatismos cableados y se identifican con la letra M.

Las marcas tienen asociados los smbolos de bobinas (directas o inversas) y de los contactos (abiertos y/ o cerrados).

Operaciones con contactos

En lo bsico, las operaciones con contactos se realizan de forma similar a los de los circuitos elctricos con cables.

En la siguiente figura se muestra cmo se representan dos circuos elctricos cableados para alimentar la bobina de un contactor o rel y su equivalente en lenguaje de contactos para autmata o rel programable.

El primero representa una conexin de contactos en serie y el segundo, una conexin de contactos en paralelo.

Uso de funciones especiales

Todos los rels programables disponen de bloques o funciones para realizar tareas especiales; como por ejemplo: temporizacin, cmputo o activacin en funcin de un horario preseleccionado.

Estos bloques tienen un rgano de mando que se debe activar a travs de un contacto o una combinacin de ellos. Cuando ocurre el evento para el que se ha diseado el bloque (por ejemplo, temporiza en un temporizador), se dispara un contacto, o conjunto de contactos, asociados a l.

Temporizadores (t)

Los temporizadores generan eventos cuando alcanzan un valor de tempo predeterminado. Por ejemplo, desactivar un conjunto de lmparas despus de un tiempo.

Dependiendo del rel programable, el temporizador se puede representar en formato de caja o como bobina.

En los ejemplos de las figuras 6.20 y 6.21, al activar la entrada 11, el T03 comienza a temporizar. Una vez transcurrido el tiempo programado, en que este caso es de 5 s, el contacto asociado al temporizador de cierra activando la salida Q2.

Otras operaciones especiales

Dependiendo de los modelos de rel programable, las funciones especiales pueden ser diferentes. Sin embargo, las que enumeramos a continuacin son comunes para los de todos los fabricantes.

Rel de autoenclavamiento ( bobina de activacin y desactivacin)

Las bobinas de activacin y desactivacin o tambin conocidas como rel de enclavamiento, permiten activar ( y mantener) una salida mediante un pulso sobre la entrada SET, y desactivarla, mantiene otro pulso, sobre la entrada RESET.

Se puede decir que un rel de enclavamiento es una funcin con memoria.

En este ejemplo, la salida Q2 se activa mediante I3 y se desactiva con I3

En la actualidad, dos son los lenguajes utilizados mayoritariamente en la programacin de rels programables; el denominado de contactos o ladder y el de bloques de funciones. Aqu se ha decidido utilizar el primero por su similitud a los esquemas elctricos cableados.

EJEMPLOS D EPROGRAMACIN CON PLC:Ejemplo A: armar unprogramaenescalerael cual me encienda un motor elctrico a travs de uncontactoy que ste se apague cuando presionemos otrocontacto.Como se observa elcontactoI0.0 e I0.2 son elementos de entrada y labobinaM0.0 es unabobinainterna delPLC.La salida en este caso un motor elctrico se representa con labobinaQ0.0Explicacin del ejemplo A: cuando usted presione el elemento I0.0 este har que seactivelabobinaM0.0 y a causa de ello provocara que elcontactoauxiliarM0.0 se cierre y as se encienda el motor elctrico.

ElcontactoauxiliarM0.0 sirve como una retroalimentacin alcircuito.Esto se hace por que por lo comn loscontactosde entrada son de pulso y este se encuentra enunocuando lo tengamos presionado y al soltarlo cae acero.Por lo tanto para evitar eso se retroalimenta elcontacto.El motor se detendr nicamente cuando se presione elcontactoI0.2 ya que este cortara la retroalimentacin que existe en elcircuito.Elementos principales para programar un PLCAntes que nada hay que definir en s lo que es unPLC.UnPLC(Controlador Lgico Programable) en s es una mquina electrnica la cual es capaz de controlar mquinas e incluso procesos a travs de entradas y salidas.Las entradas y las salidas pueden ser tantoanalgicos como digitales.Los elementos importantes en unprogramaparaPLC(en este caso utilizaremos como base elsiemens) al igual que unalambradolgico con elementos elctricos como relevadores son:- Contactos normalmente abiertos y normalmente cerrados.- Bobinas.- Temporizadores (Timers).-Contadores.A continuacin se muestran los smbolos de cada elemento a travs desiemens:

Contactos normalmente abiertos y normalmente cerradosUncontactoes un elemento elctrico el cual su principal y nica funcin es abrir ycerraruncircuitoelctrico ya sea para impedir el paso de lacorrienteo permitir el paso de la misma.Uncontactoes un elemento de entrada. As lo lee elPLC.Las entradas se representan por medio de la letraI.Cuando uncontactose activa y ste se cierra (contactonormalmente abierto) este pasa de un estado lgico 0 a un estado lgico de 1.Cuando uncontactose activa y este se abre (contactonormalmente cerrado) este pasa de un estado lgico 1 a un estado lgico 0.

LENGUAJE DE PROGRAMACIN LADDER El lenguaje de programacin LADDER (escalera) permite representar grficamente el circuito de control de un proceso dado mediante el uso simblico de contactos N.A. y N.C., temporizadores, contadores, registros de desplazamiento, rels, etc. Este tipo de lenguaje debe su nombre a su similitud con los diagramas elctricos de escalera. El programa en lenguaje LADDER, es realizado y almacenado en la memoria del PLC (slo en ciertos tipos de PLCs que estn preparados para ello) por un individuo (programador). El PLC lee el programa LADDER de forma secuencial (hace un scan o barrido), siguiendo el orden en que los renglones (escalones de la escalera) fueron escritos, comenzando por el rengln superior y terminando con el inferior. En este tipo de programa cada smbolo representa una variable lgica cuyo estado puede ser verdadero o falso. Dispone de dos barras verticales que representan a la alimentacin elctrica del diagrama; la barra vertical izquierda corresponde a un conductor con tensin y la barra vertical derecha corresponde a la tierra o masa. A continuacin se muestra la simbologa ms comnmente usada en la elaboracin de diagramas de escalera, segn la normativa IEC-1131:INPUT: Representa a una entrada normalmente abierta. Este componente puede representar a una entrada fsica del PLC o a una entrada lgica asociada a un rel interno (auxiliar) del PLC.

NC-INPUT: Representa a una entrada normalmente cerrada. Este componente puede representar a una entrada fsica del PLC o a una entrada lgica asociada a un rel interno (auxiliar) del PLC.

Es importante destacar que tanto los contactos asociados a las entradas del PLC como los contactos de los rels internos o auxiliares del mismo, pueden constituir configuraciones lgicas AND, OR, NOT, XOR, etc. (tal y como se vi en la unidad I de este portal), o en forma general, pueden estar representados en las conocidas "tablas de la verdad" a fines de activar o desactivar a salidas especficas del PLC o a rels internos del mismo.OUTPUT: Representa a un dispositivo genrico de salida que puede estar asociado a una salida fsica del PLC o a una salida lgica del diagrama escalera (por ej. una bobina de un rel interno del PLC).

TOF: Este dispositivo representa a un temporizador con retardo a la desconexin. Al aplicar un nivel lgico alto en la entrada IN, inmediatamente se activa la salida Q. En este punto, si se corta la seal en la entrada IN, es cuando comienza a transcurrir el tiempo en el temporizador. Cuando el tiempo programado (aplicado a la entrada PT) ha transcurrido (permaneciendo cortada la seal en la entrada IN), la salida Q se desactiva. Esta condicin se mantendr mientras la entrada IN permanezca sin seal. Si se aplica nuevamente un nivel lgico alto a la entrada IN antes de que el temporizador alcance su tiempo programado, la cuenta del tiempo se pondr en cero y la salida Q se activar. El pin de salida ET indica el tiempo actual transcurrido.

TON: Este dispositivo representa a un temporizador con retardo a la conexin. Al aplicar un nivel lgico alto en la entrada IN, comienza a transcurrir el tiempo en el temporizador. Cuando el tiempo programado (aplicado a la entrada PT) ha transcurrido (manteniendo la seal en la entrada IN), la salida Q se activa. Esta condicin continuar hasta que se corte la seal en la entrada IN. Si la seal en la entrada IN es cortada antes de que el temporizador alcance su tiempo programado, la cuenta del tiempo se pondr en cero y la salida Q se desactivar. El pin de salida ET indica el tiempo actual transcurrido.

TP: Este tipo de temporizador tiene el mismo comportamiento del temporizador de simple-tiro o monoestable. Cuando una transicin de flanco ascendente (de OFF a ON) es detectada en la entrada IN, la salida Q se activa. Esta condicin continuar hasta que hasta que el temporizador alcance su tiempo programado en la entrada PT. Luego de que transcurra el tiempo programado en el temporizador, la salida Q permanecer activa siempre y cuando se mantenga la seal en la entrada IN. Este temporizador no es re-disparable, es decir, que luego de que comience a transcurrir el tiempo en el temporizador, no se podr detener sino hasta que se complete la sesin. El pin de salida ET indica el tiempo actual transcurrido.

CTD: Representa a un contador descendente. Un flanco ascendente en la entrada CD (count-down) decrementar la cuenta en 1. La salida Q se activar cuando la cuenta actual sea igual o menor que cero. Si se le aplica un nivel lgico alto en la entrada LD (load), el contador se cargar (carga asncrona) con el valor que tenga la entrada PV (programmed value). El pin de salida CV (counter value) indica el valor actual de la cuenta.

CTU: Representa a un contador ascendente. Un flanco ascendente en la entrada CU (count-up) incrementar la cuenta en 1. Cuando la cuenta actual alcance al valor fijado en la entrada PV, la salida Q se activar. Si se le aplica un nivel lgico alto en la entrada R (reset), el contador se pondr en cero (puesta a cero asncrona). El pin de salida CV indica el valor actual de la cuenta.

CTUD: Representa a un contador programable ascendente/descendente. Un flanco ascendente en la entrada CU incrementar al contador en 1, mientras que un flanco ascendente en la entrada CD lo decrementar en 1. Si se le aplica un nivel lgico alto en la entrada R, el contador se pondr en cero. Una nivel lgico alto en la entrada LD cargar al contador con el valor que tenga la entrada PV. La salida QU se activa cuando la cuenta actual sea mayor o igual que el valor fijado en la entrada PV. La salida QD se activa cuando la cuenta actual sea menor o igual que cero. El pin de salida CV indica el valor actual de la cuenta.

La siguiente animacin permite mostrar la estructura que tiene un diagrama de escalera, en este caso se tom el ejemplo planteado en la unidad 2 y se implement mediante un sistema electroneumtico. Recordando el ejemplo, se trata de una mquina dobladora de cabillas, donde un operador se encargar de colocar la cabilla sobre un molde y luego accionar un dispositivo de marcha. Se emplean tres cilindros: El cilindro "A" (usado para la alimentacin o colocacin de la cabilla) El cilindro "B" (usado para el doblado o conformado de la cabilla) El cilindro "C" (usado para la expulsin de la cabilla)