INTRODUCCION El uso de nuevas tecnolog logías ías, en el área de la electrónica y la automatización constituyen un constante desafío en la aplicación de estas en los sistemas automáticos de control, provocando un profundo cambio en la concep concepció ción n y diseño diseño de los proce procesos sos,, obligá obligándo ndonos nos a una consta constante nte actual actualiza izació ción n de conoc conocimi imient entos os y un conti continuo nuo repla replante nteam amien iento to de los métodos de diseño empleados. Por ende ende en la actualidad se utiliza la programación programación en escalera escalera que es el lenguae de programación primario de los P!"#s dado que los controladores de lógica programable fueron desarrollados para reemplazar sistemas de control lógicos que usaban relés, es natural que el lenguae inicial tuviera una semblanza cercana con los diagramas utilizados para documentar la lógica de relés, el seguir ese camino permitió a los ingenieros y técnicos que usar usaron on los los prim primer ero os P!"# P!"#s s ente entend nder er el prog progra rama ma sin sin nece necesi sida dad d de entrenamiento. Entonces la programación de un P!" mediante lógica !adder consiste en la elaboración de un programa de manera similar a como se dibua un circuito de contac contactos tos eléctr eléctrico icos, s, el diagra diagrama ma de escale escalera ra const consta a de dos líneas líneas vertic verticale ales s que repr repres esent entan an las líneas líneas de alime alimenta ntació ción n y los circui circuitos tos se disponen como líneas $orizontales, es decir, como si fueran los peldaños de una escalera.
CONTROLADOR LÓGICO PROGRAMABLE (PLC) %n P!" &"ontrolador !ógico Programable' es un dispositivo electrónico de estado sólido que puede controlar un proceso o una máquina y que tiene la capaci capacidad dad de ser ser progr programa amado do o repr reprogr ogram amado ado rápid rápidam ament ente e seg(n seg(n la demand demanda a de la aplica aplicació ción. n. )ue invent inventado ado para para rempl remplaza azarr los circui circuito tos s secuenciales basados en relés que eran necesarios para el control de las máquinas. El P!" funciona monitoreando monitoreando sus entradas, y dependiendo de su estado, activando y desactivando sus salidas. El usuario introduce al P!" un programa, usualmente vía *oft+are, lo que ocasiona que el P!" se comporte de la manera deseada. -
LENGUAJE ESCALERA (LADDER) !adder, también denominado lenguae de contactos o en escalera, es un lengua lenguae e de progr program amaci ación ón grá/co grá/co muy popul popular ar dentr dentro o de los los autómatas programables programables debido a que está basado en los esquemas eléctricos de control control clásicos clásicos.. 0e este modo, modo, con los conocimie conocimientos ntos que todo técnico técnico eléctrico posee, es muy fácil adaptarse a la programación en este tipo de lenguae. - Es un lenguae grá/co, derivado del lenguae de relés. 1ediante símbolos representa contactos, bobinas, etc. *u principal ventaa es que los símbolos básicos están normalizados seg(n el estándar 2E" y son empleados por
todos los fabricantes. - !os diagramas de escalera son esquemas de uso com(n para representar la lógica de control de sistemas industriales. *e le llama diagrama 3escalera3 porque se asemean a una escalera, con dos rieles verticales &de alimentación' y 3escalones3 &líneas $orizontales', en las que $ay circuitos de control que de/nen la lógica a través de funciones. - "on este tipo de diagramas se describe normalmente la operación eléctrica de distintos tipos de máquinas, y puede utilizarse para sintetizar un sistema de control y, con las $erramientas de soft+are adecuadas, realizar la programación del P!". En el diagrama eléctrico todas las acciones ocurren simultáneamente, en el programa se realizan en forma secuencial, siguiendo el orden en el que los 3escalones3 fueron escritos, y que a diferencia de los relés y contactos reales &cuyo n(mero está determinado por la implementación física de estos elementos', en el P!" se puede considerar que e4isten in/nitos contactos au4iliares para cada entrada, salida, relé au4iliar o interno, etc. - !os diagramas de escalera son esquemas de uso com(n para representar la lógica de control de sistemas industriales. 5ambién es conocido como plano de contactos, esquema de contactos &67P', pero popularmente se le llama diagrama 3escalera8 porque se asemean a una escalera, con dos rieles verticales &de alimentación' y 3escalones3 &líneas $orizontales', en las que $ay circuitos de control que de/nen la lógica a través de funciones. - 0e esta manera las principales características del lenguae !adder son9 •
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El esquema se realiza entre dos líneas o barras de alimentación dispuestas verticalmente a ambos lados del diagrama, entre ellas se dibuan los elementos del lenguae. Estos carriles de alimentación son las líneas de suministro de energía !- y !: para los circuitos de corriente alterna y :; < y tierra para los circuitos de "".
= la derec$a del esquema se ubican los elementos de salida y a la izquierda se situaran los elementos de entrada.
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El diagrama puede tener varias ramas o escalones. !a mayoría de los P!" permiten más de una salida por cada renglón &>ung'.
"ada rama permite ubicar varios elementos de entrada pero sólo uno de salida.
El procesador &o 3controlador3' e4plora peldaños de la escalera de arriba a abao y de izquierda a derec$a, en otras palabras, el sentido de programación de los bloques de contactos de un programa de eecuta en el sentido de arriba abao y en cada bloque de contactos se realiza en el orden de izquierda a derec$a.
DESCRIPCION LÓGICA LADDER
!as instrucciones de entrada son las condiciones que tiene el circuito para dear o no dear pasar la corriente de una línea a la otra. Estas condiciones se manean com(nmente con contactos normalmente abierto o normalmente cerrados los cuales interpretan las señales de alto y bao de sensores o interruptores. *i las condiciones son verdaderas la corriente llega a las instrucciones de salida las cuales generan acciones como energizar la bobina de un motor o energizar una lámpara por eemplo. 0e esta forma el paso de la corriente a las bobinas de salida están condicionadas por la lógica que maneen las instrucciones de entradas. : %n P!" tiene muc$as terminales 3de entrada8 y t ambién muc$os terminales de salida, a través de los cuales se producen las señales 3alta3 o 3baa3 que se transmiten a las luces de energía, solenoides, contactores, pequeños motores y otros dispositivos que se prestan a control on ? o@. En un esfuerzo por $acer P!" fácil de programar, el lenguae de programación !adder fue diseñado para asemearse a los diagramas de lógica de escalera. Por lo tanto, un electricista industrial o ingeniero eléctrico, acostumbrados a leer esquemas de lógica !adder se sentirán más cómodos con la programación de un P!" si se manea con el lenguae !adder. Este lenguae al igual que el !=00E>, serán vistos a profundidad en la medida que avance el curso puesto que son los más utilizados en la programación de P!". :
ELEMENTOS DE PROGRAMACIÓN Para programar un autómata con !adder, además de estar familiarizado con las reglas de los circuitos de conmutación, es necesario conocer cada uno de los elementos de que consta este lenguae. = continuación se describen de modo general los más comunes.
S!mbolo
Elementos básios en LADDER Nomb" Des"i#i$n e "ontact o A=
Cobina A"
Cobina *E5
Cobina %1P
*e activa cuando $ay un uno lógico en el elemento que representaB esto es, una entrada ¶ captar información del proceso a controlar', una variable interna o un bit de sistema. *e activa cuando la combinación que $ay a su entrada &izquierda' da un cero lógico. *u activación equivale a decir que tiene un cero lógico. *u comportamiento es complementario al de la bobina A=. %na vez activa &puesta a -' no se puede desactivar &puesta a D' si no es por su correspondiente bobina en >E*E5. *irve para memorizar bits y, usada unto con la bobina >E*E5, dan una enorme potencia en la programación. Permite saltarse instrucciones del programa e ir directamente a la etiqueta que se desee. *irve para realizar subprogramas.
*e suele indicar mediante los caracteres C ó 1 y tienen tanto bobinas como contactos asociados a las mismas de los tipos vistos en el punto anterior. *u n(mero de identi/cación suele oscilar, en general, entre D y :FF. *u utilidad fundamental es la de almacenar información intermedia para simpli/car esquemas y programación. !os bits de sistema son contactos que el propio autómata activa cuando conviene o cuando se dan unas circunstancias determinadas. E4iste una gran variedad, siendo los más importantes los de arranque y los de relo, que permiten que empiece la eecución desde un sitio en concreto y formar una base de tiempos respectivamente. *u nomenclatura es muy diversa, dependiendo siempre del tipo de autómata y fabricante.
ELEMENTOS B%SICOS DE LADDER Cont&to NA' *e
activa cuando $ay un uno lógico en el elemento que representa, esto es, una entrada ¶ captar información del proceso a controlar', una variable interna o un bit de sistema. •
Cont&to NC' *u función es similar al contacto A= anterior, pero en este caso se activa cuando $ay un cero lógico, cosa que deberá de tenerse muy en cuenta a la $ora de su utilización. Bobin& NA' *e activa cuando la combinación que $ay a su entrada &izquierda' da un uno lógico. *u activación equivale a decir que
tiene un uno lógico. *uele representar elementos de salida, aunque a veces puede $acer el papel de variable interna.
Bobin& NC' *e activa cuando la combinación que $ay a su entrada &izquierda' da un cero lógico. *u activación equivale a decir que tiene un cero lógico. *u comportamiento es complementario al de la bobina A=. •
Bobin& SET (S)' %na vez activa &puesta a -' no se puede desactivar &puesta a D' si no es por su correspondiente bobina en >E*E5. *irve para memorizar bits y usada unto con la bobina >E*E5 dan una enorme potencia en la programación.
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Bobin& SET (R)' Permite desactivar una bobina *E5 previamente activada. Bobin& JUMP' Permite saltarse instrucciones del programa e ir directamente a la etiqueta que se desee. *irve para realizar subprogramas.
!as funciones lógicas más compleas como9 5emporizadores, "ontadores, >egistros de desplazamiento etc. *e representan en formato de bloques. Estos no están normalizados, aunque guardan una gran similitud entre sí para distintos fabricantes. >esultan muc$o más e4presivos que si se utiliza para el mismo fin el lenguae en lista de instrucciones.
P"o"&m&i$n %na vez conocidos los elementos que !=00E> proporciona para su programación, resulta importante resaltar cómo se estructura un programa y cuál es el orden de eecución. El siguiente esquema representa la estructura general de la distribución de todo programa !=00E>, contactos a la izquierda y bobinas y otros elementos a la derec$a.
Dist"ibi$n *e n #"o"&m&+ En cuanto a su equivalencia eléctrica, podemos imaginar que la línea vertical de la izquierda representa el terminal de alimentación, mientras que la línea vertical de la derec$a representa el terminal de masa.
El orden de eecución es generalmente de arriba a bao y de izquierda a derec$a, primero los contactos y luego las bobinas, de manera que al llegar a éstas ya se conoce el valor de los contactos y se activan si procede. El orden de eecución puede variar de un autómata a otro, pero siempre se respetará el orden de introducción del programa, de manera que se eecuta lo que primero se introduce.
CARACTER,STICAS DEL LENGUAJE LADDER •
2nstrucciones de entrada se introducen a la izquierda.
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2nstrucciones de salida se situarán en el derec$o.
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!os carriles de alimentación son las líneas de suministro de energía !- y !: para los circuitos de corriente alterna y :; < y tierra para los circuitos de "". !a mayoría de los P!" permiten más de una salida por cada renglón &>ung'. El procesador &o 3controlador3' e4plora peldaños de la escalera de arriba a abao y de izquierda a derec$a. :
Des-ent&.&s *el len&.e L&**e" •
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Es el más adecuado para controlar los problemas, donde sólo las variables discretas &booleanas' son necesarias y?o donde son el problema principal de control. Es difícil manipular las variables analógicas y e4presar las operaciones aritméticas. 5iene un soporte muy limitado para las matrices y bucles, resultando a menudo en la duplicación de código.
CONCLUSIONES+ RE/ERENCIA BIBLIOGR%/ICA+ •
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- Aavarro, 0. &:DDG'. P!". 0ocumento en !ínea. 0isponible en9 $ttp9??es.scribd.com?doc?-:G;;;H-?ID?!enguaeJescaleraJ!=00E>. &"onsultado el :D de 1arzo de :D-;'. : 0iagrama de contactos &!adder'. 0ocumento en !ínea. 0isponible en9$ttp9??+++.ing.unlp.edu.ar?electrotecnia?procesos?apuntes?0iagra maK:DEscalera.pdf. &"onsultado el :D de 1arzo de :D-;'.
