ESCUELA DE INGENIERIA Ciclo 2010-2 ASIGNATURA : AUTOMATIZACIÓN INDUSTRIAL

ALGUNOS APUNTES SOBRE PULSADORES Y PROGRAMACIÓN CON LADDER EN PLC

Aunque la utilización de lenguaje Ladder para la programación de PLC permite simplificar mucho el

proceso del diseño de la lógica de control, pues su estructura es bastante parecida a un diagrama

eléctrico; a veces esa similitud genera confusiones entre la lógica eléctrica (de los elementos de

hardware) y la lógica de software propia del PLC. Esto debido a que los mismos símbolos se

interpretan y/o representan cosas diferentes.

Primero definamos que el PLC trabaja en el ámbito lógico o de software y por lo tanto cualquier

programa en él deberá ser elaborado de acuerdo al hardware que se desee manipular. Vale decir, si

cambiamos un elemento de hardware, quizás la lógica deba ser revisada, pues podría estar

erróneamente pensada para la configuración anterior.

Los PLC trabajan procesando señales de entrada, que de acuerdo a las instrucciones programadas

deberán generar señales de salida. Es en estas instrucciones que se utiliza el Ladder para programar

de manera gráfica y sencilla.

Las señales de entrada pueden venir de un sensor (a través de un transmisor) o podrían venir

directamente de un comando ejecutado por un operario como el presionar un botón o pulsador. El

detalle es que los pulsadores, dispositivos eléctricos, se suelen referir con términos muy parecidos a

los utilizados en Ladder, aunque en este caso estos son representaciones de contactos eléctricos

físicos y por lo tanto no se pueden cambiar. Las señales a las que nos referiremos de aquí en

adelante mediante dos estados 0 FALSO y 1 VERDADERO, representan en realidad la existencia y

transmisión o no de un voltaje (0 – 24V u otro establecido).

La lógica de los pulsadores

Los pulsadores o botones permiten dos estados: reposo y activado; y por tanto dos tipos de señales

falso y verdadero. Ambos no necesariamente coinciden pues existen dos tipos pulsadores y por lo

tanto la relación varía (en realidad existen más tipos y algunos mixtos, pero en el presente artículo

solo trataremos dos de estos).

Pulsador NO

corriente

reposo

FALSO

Un pulsador normalmente abierto, en inglés normally open (conocido comúnmente como NO) tiene

un circuito abierto (open) que no permite el paso de corriente, entiéndase señal (figura 1), hasta que

se pulsa el botón y se cierra el circuito (figura 2).

Figura 1 Figura 2

Los pulsadores del tipo normalmente cerrado, en inglés normally closed (conocidos comúnmente

como NC) tienen un circuito cerrado (close) que si permite el paso de corriente o señal (figura 3)

hasta que se pulsa el botón y se abre circuito (figura 4).

Figura 3 Figura 4

Lo que se indica como VERDADERO o FALSO, constituye el paso o no de señal, vía corriente que tiene

como destino un pin de entrada del PLC. El pulsador como se puede ver es una pieza de equipo y el

que sea de un tipo y otro depende del modelo adquirido. El tipo viene definido por el circuito

eléctrico interior del pulsador. En la mayoría de los casos no se puede modificar este circuito y

convertir un pulsador de un tipo a otro, mas aún en los casos en los que se pueda, esto ya constituye

trabajo eléctrico y escapa a ser automatizado.

Pulsador NO

corriente corriente

presionado

VERDADERO

Pulsador NC

corriente corriente

reposo

VERDADERO

Pulsador NC

corriente

presionado

FALSO

La siguiente tabla muestra un resumen de las situaciones antes vistas. El valor de señal, es el que

finalmente es conducido hacia la entrada de un PLC y constituye las señales de entrada o INPUTS del

mismo.

Tabla 1 Relación entre tipo de pulsador, estado y señal producida

Ambos pulsadores pueden ser útiles para ciertas operaciones, sin embargo algunos son preferidos

dependiendo del tipo de acción que realicen. Los pulsadores NO, comúnmente se usan para

comenzar una operación, mientras que los NC suelen ser asignados a detener operaciones, el caso

típico es el botón de emergencia. Aun así, ambos pueden ser usados indistintamente, siempre y

cuando se programe la lógica adecuada en el PLC.

Pulsador Estado Valor de señal

NO En reposo 0 FALSO

NOActivado

(presionado)1 VERDADERO

NC En reposo 1 VERDADERO

NCActivado

(presionado)0 FALSO

La lógica de los contactos en el PLC

Los PLC reciben señales de entrada, ya sea analógica o digital y mediante una lógica previamente

programada emiten señales de salida que alimentan a actuadores para intervenir en el proceso

controlado.

Las señales digitales que son recibidas en alguno de los pines de entrada que tienen los PLC pueden

tener valores de 0 (falso) o 1 (verdadero). Estas señales podrían venir de sensores (por ejemplo un

sensor de posición que indicaría la proximidad de un objeto), podrían también ser representaciones

de estado de algunos comandos, actuadores, etc. Un pulsador puede también ser el origen de una

señal de entrada. Al ser manipulado por un operario, es fácil saber cual será la señal que genere con

solo saber su estado (reposo o activado) y el tipo de contacto (NO o NC). Sin embargo lo importante

es que la lógica del PLC puede manipular aun esta señal a la conveniencia. Aunque el pulsador es

solo un tipo de dispositivo para generar una señal de entrada, su lógica es analizada de la misma

manera que el de las otras señales de entrada y por eso conviene analizarla a detalle.

Se mencionó que las señales que ingresan al PLC son evaluadas con un programa para generar

respuestas. El programa Ladder constituye uno de estos y tiene la ventaja de ser gráfico y de

estructura muy similar a los circuitos eléctricos.

Esta similaridad se nota cuando se analizan las señales de entrada en la lógica. Estas se representan

con el símbolo conocido como “inputs” o “contactos”.

Los más comunes son y , llamados normally open contact (NO contact) y normally closed

contact (NC contact) respectivamente. Como uno puede percatarse los nombre son muy similares

al de los pulsadores, empero su significado es completamente diferente.

Un input o contacto que esté representado como NO en una estructura Ladder implicará que se

tomará el valor correspondiente de la misma manera que esté llegando la señal. Si el pin de entrada

del PLC recibe una señal (1 o verdadero), un contacto NO , transmitirá la señal dentro del

programa y el resultado será 1 o verdadero (figura 5). De manera análoga, si el contacto no esta

recibiendo ninguna señal de entrada (0 o falso), el contacto NO reafirmará la falta de señal y el

resultado de la evaluación será 0 o falso (figura 6).

Figura 5 Figura 6

Un input o contacto que esté representado como NC en una estructura Ladder implicará que se

tomará el valor inverso o negado al que esté llegando como señal. Si el pin de entrada del PLC recibe

una señal (1 o verdadero), un contacto NC , transmitirá la señal negada dentro del programa y el

resultado será 0 o falso (figura 7), es decir cortará la señal y no emitirá nada. De manera análoga, si

el contacto no esta recibiendo ninguna señal de entrada (0 o falso), el contacto NC negará la falta

de señal y el resultado de la evaluación será 1 o verdadero y emitirá una señal (figura 8).

Figura 7 Figura 8

La siguiente tabla muestra un resumen de lo visto:

Tabla 2 Lógica de Contactos NO y NC en Ladder

La lógica que se maneja en el Ladder con los contactos NO y NC no tienen porque coincidir con el tipo

de pulsadores de los cuales se esta recibiendo señal.

Valor en el pin de

entradaLadder

Contacto

(ladder)

Valor lógico en el

ladder

0 FALSO –| |– NO 0 FALSO

1 VERDADERO –| |– NO 1 VERDADERO

0 FALSO –|/|– NC 1 VERDADERO

1 VERDADERO –|/|– NC 0 FALSO

I0.1Flujo del

programa

Q0.1

Verdadero

Verdadero

Señal

Flujo corriente

I0.1Flujo del

programa

Q0.1

Falso

Falso

Señal

Flujo corriente

interrumpida

I0.1Flujo del

programa

Q0.1

Falso

Verdadero Señal

Flujo corriente

interrumpidaI0.1Flujo del

programa

Q0.1

Falso

Verdadero

Señal

Flujo corriente

Resumen

La siguiente tabla combina las posibilidades posibles entre tipos de pulsadores, estado de los mismos

y la respuesta que se genera en Ladder ante la evaluación de los inputs de los pulsadores.

Tabla 3 Tabla rápida para relaciones entre contactos y lógica Ladder

Quizás sea útil deducir una regla en base a esta tabla. La situación que llamaríamos inicial es

teniendo un pulsador NO en reposo y utilizando un contacto NO en Ladder. En este caso el

resultado es 0 Falso, pues no hay ningún flujo de señal. Cualquier modificación de uno de estos tres

elementos modifica el resultado negándolo y convirtiéndolo en 1 Verdadero. La modificación de dos

parámetros regresa al resultado 0 Falso y si cambian los 3 vuelve a ser Verdadero. La razón es que

cada una de las posibilidades de cambio es una negación de la otra y por lo tanto 2 negaciones es una

afirmación o un retorno a la situación inicial y 3 negaciones es como si fuera simplemente una sola

negación.

HARDWARE SOFTWARE (programación)

Pulsador

Interruptor

Switch (Físico)

EstadoValor en el pin de

entradaLadder

Contacto

(ladder)

Valor lógico en el

ladder

NO En reposo 0 FALSO –| |– NO 0 FALSO

NO En reposo 0 FALSO –|/|– NC 1 VERDADERO

NOActivado

(presionado)1 VERDADERO –| |– NO 1 VERDADERO

NOActivado

(presionado)1 VERDADERO –|/|– NC 0 FALSO

NC En reposo 1 VERDADERO –| |– NO 1 VERDADERO

NC En reposo 1 VERDADERO –|/|– NC 0 FALSO

NCActivado

(presionado)0 FALSO –| |– NO 0 FALSO

NCActivado

(presionado)0 FALSO –|/|– NC 1 VERDADERO

I0.1 I0.2

I0.3

I0.4 I0.5 C1 I0.4 I0.1

I0.3

I0.2

I0.5

C1

I0.4 I0.1

I0.5

I0.2

I0.3

C1I0.4 I0.1

I0.5

I0.2 I0.3 C1

Ejercicios

Se tiene los pulsadores y sus contactos asociados: Botón 1 NO, con contacto I0.1 Botón 2 NO, con contacto I0.2 Botón 3 NO, con contacto I0.3 Botón 4 NC, con contacto I0.4 Boton 5 NC, con contacto I0.5 Y la bobina C1 que permite el encendido de un foco LED. Establezca en que casos se alimentará de corriente a la bobina y permitirá por lo tanto el encendido del foco. Caso 1: Botón 1 en reposo Botón 2 presionado Botón 3 en reposo Botón 4 presionado Botón 5 en reposo

a) b)

c) En los circuitos a) y b), ¿cuál es el pulsador que basta presionar para encender el foco? Caso 2: Botón 1 presionado Botón 2 en reposo Botón 3 en reposo Botón 4 presionado Botón 5 presionado

a) b)

c) En los circuitos a) y b), ¿cuál es el pulsador que basta presionar para encender el foco? Respuestas: 1a) SI 1b) NO 1c)…. 2a) SI 2b) NO 2c)….