Latch
Un latch es
como un interruptor trabado – cuando se pulsa se enciende, pero se traba, y debe tirarse para liberarlo y encenderlo. Un latch en la lógica de
escalera usa una instrucción para latch, y una segunda instrucción para unlatch,
como se muestra en la figura con la que abrimos el artículo.
La salida
con una L en el interior enciende la salida D cuando la entrada A es verdad. D
permanecerá encendido incluso si A se apaga. La salida D se apaga si la entrada
B es verdad y la salida con una U en el interior llega a ser verdad. Si una
salida ha sido latched, mantendrá su valor, incluso si se ha desconectado la
energía.
Un diagrama temporal muestra valores
de entradas y salidas a lo largo del tiempo. Por ejemplo el valor de la entrada
A comienza bajo (falso) y llega a ser alto (verdad) durante un intervalo breve,
y luego desciende de nuevo.
Temporizadores
Hay cuatro
tipos fundamentales de temporizadores (ver figura siguiente). Un temporizador
de retardo esperará un tiempo determinado después de que una línea de lógica de
escalera haya sido verdad antes de encenderse, pero se apagará inmediatamente.
Un retardo a la desconexión se encenderá inmediatamente cuando la lógica de la
escalera sea verdad, pero se demorará antes de apagarse.
Un
temporizador con retardo a la conexión puede ser usado para permitir que un
horno alcance una temperatura antes de comenzar la producción. Un temporizador
con retraso a la desconexión puede mantener ventiladores de refrigeración
durante un tiempo después de que el horno se haya apagado.
Un
temporizador retentivo sumará el tiempo de encendido y apagado de un
temporizador. Un temporizador no retentivo comenzará cada vez la sincronización
del retraso. Las aplicaciones típicas de los temporizadores retentivos incluyen
el rastreo del tiempo transcurrido antes de necesitar mantenimiento. Un
temporizador no retentivo puede usarse para accionar un botón para dar un
pequeño retraso antes de que un transportador comience a moverse.
Contadores
Hay dos
tipos de contadores básicos: Cuenta
ascendente y descendente. Cuando la entrada a un contador que cuenta ascendente
toma el valor verdad el valor del acumulador se incrementará en 1.
Relé de Control Maestro (MCRs)
En un
sistema de control eléctrico un Relé de Control Maestro (MCR) se usa para
apagar una sección de un sistema eléctrico. Este concepto se ha implementado
también en la lógica de escalera. Una sección de lógica de escalera puede
ponerse entre dos líneas conteniendo MCRs. Cuando la primera bobina MCR está
activa, toda la lógica de escalera intermedia se ejecuta a la segunda línea con
una bobina MCR. Cuando la primera bobina MCR está inactiva, la lógica de
escalera es examinada, pero todas las salidas son forzadas a apagarse.
Relés internos
Las entradas
se usan para configurar salidas en programas simples. Los programas más
complejos también usan localizaciones de memoria interna que no son entradas o
salidas. Estos a veces se refieren como “relés internos” o “relés de control”.
Diseño de lógica estructurada
Tradicionalmente
los programas de lógica de escalera se han escrito pensando en el proceso y
luego comenzando a escribir el programa. Esto ha llevado a programas que
requieren depuración. Y, el programa final está siempre sujeto a algunas dudas.
Las técnicas de diseño estructuradas, tales como el álgebra booleana, llevan a
programas que son predecibles y fiables.
La mayoría
de los sistemas de control son de naturaleza secuencial. Los sistemas
secuenciales a menudo se describen con palabras tales como modo y
comportamiento. Durante la operación normal estos sistemas tendrán múltiples
pasos o estados de operación. En cada estado de operación el sistema se
comportará diferentemente. Los estados típicos incluyen arranque, parada, y
operación normal. Consideremos una serie de luces de tráfico – cada modelo de
luz constituye un estado. Las luces pueden ser verdes o amarillas en una
dirección y rojas en la otra. Las luces cambian en una secuencia predecible. A
veces las luces de tráfico están equipadas con características especiales.
Los sistemas
secuenciales son complejos y difíciles de diseñar. Los sistemas más complejos
requieren técnicas más maduras, tales como las mostradas en la siguiente
figura. Para los controladores más simples podemos usar técnicas de diseño
limitadas tales como process sequence bits y flow charts. Los procesos más
complejos, tales como las luces de tráfico, tendrán muchos estados de operación
y los controladores pueden ser diseñados usando diagramas de estado. Si el
problema de control implica múltiples estados de operación, tales como un
controlador para dos luces de tráfico independientes, se prefieren diseños
Petri net o SFC
Bits de secuencia de proceso
Una máquina
típica usará una secuencia de pasos repetitivos que pueden ser claramente
identificados. La lógica de escalera puede escribirse de forma que sigue esta
secuencia. Los pasos para este método de diseño son:
- Comprender el proceso.
- Escribir los pasos de operación en secuencia y dar a cada paso un número.
- Para cada paso asignar un bit.
- Escribir la lógica de escalera para que los bits pasen de posición on/off cuando el proceso se mueve a través de sus estados.
- Escribir la lógica de escalera para realizar funciones de la máquina para cada paso.
- Si el proceso es repetitivo, tendremos el último paso que vuelva al primero.
Los
diagramas de sincronización pueden ser valiosos cuando se diseña una lógica de
escalera para procesos que son sólo dependientes del tiempo. El diagrama de
tiempo se dibuja con tiempos de arranque y parada claros. La lógica de escalera
se construye con temporizadores que se usan para encender y apagar en tiempos
apropiados. El método básico es:
- Comprender el proceso.
- Identificar las salidas que son dependientes del tiempo.
- Dibujar un diagrama de tiempo para las salidas.
- Asignar un temporizador para cada tiempo cuando una salida se enciende o apaga.
- Escribir la lógica de escalera para examinar los valores del timer y encender o apagar las salidas.
Veamos un
ejemplo:
Un mecanismo
de apertura de puerta tiene un botón que abrirá dos puertas. Cuando se pulsa el
botón (momentáneamente) la primera puerta comenzará a abrir inmediatamente, la
segunda puerta comenzará a abrir 2 segundos más tarde. La primera puerta
permanecerá abierta durante un total de 10 segundos, y la energía de la segunda
puerta permanecerá durante 14 segundos. Se usa el diagrama de tiempo para
diseñar la lógica de escalera.
Diseño basado en diagrama de flujo
Un diagrama
de flujo es ideal para un proceso que tiene pasos del proceso secuenciales. Los
pasos se ejecutarán de forma simple que puede cambiar como resultado de algunas
decisiones simples. Los símbolos usados en los diagramas de flujo se muestran
en la siguiente figura:
Bloques
diferentes implican distintos tipos de acciones del programa. Los programas
siempre necesitan arrancar un bloque, pero los programas del PLC raramente
paran así que el bloque de parada raramente se usa. Otros bloques importantes
incluyen operaciones y decisiones. Las otras funciones pueden ser usadas pero
no son necesarias para la mayoría de las aplicaciones del PLC.
Bibliografía:
Automating Manufacturing Systems
with PLCs. Hugh Jack 2003
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