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3. LENGUAJE DE CONTACTOS (LADDER)

Es un lenguaje gráfico utilizado para programar autómatas y que viene derivado de la lógica cableada mediante relés. Fue el primer lenguaje de programación de autómatas que se inventó y tiene gran parecido a los circuitos eléctricos por lo que la transformación de una automatización eléctrica pura con relés a una con autómata era relativamente sencilla.

Figura 1: Esquema eléctrico vs Programa en lenguaje de contactos

Mediante símbolos se representan contactos, bobinas, temporizadores, etc. Los símbolos básicos utilizados están normalizados según el estándar IEC 1131 y son empleados por todos los fabricantes de autómatas.

Los símbolos básicos son:

En estos diagramas la línea vertical a la izquierda representa un conductor con tensión, y la línea vertical a la derecha representa tierra.

Ejemplo 1: El programa ladder de la figura muestra dos escalones. La explicación del primero sería la siguiente: Si se activa la entrada I0.0 y la entrada I0.1 no está activa,

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entonces se activará la salida Q0.0. Una vez se activa dicha salida permanecerá activa siempre pues existe un contacto en paralelo Q0.0 que hace de enclavamiento.

Ejercicio 1: Explicar el funcionamiento del segundo escalón del programa ladder del ejemplo 1.

Ejercicio 2: Programar en lenguaje ladder el funcionamiento de una prensa en la cual para activarla sea necesario pulsar a la vez dos pulsadores. Uno con la mano derecha y el otro con la mano izquierda.

Se debe recordar que mientras que en un esquema eléctrico todas las acciones ocurren simultáneamente, en el programa ladder se realizan en forma secuencial, siguiendo el orden en el que los "escalones" fueron escritos. La lectura del programa será del tipo ciclo de scan (barrido) partiendo del primer escalón, continuando por el segundo y llegando hasta el último para después volver a comenzar. El ciclo de barrido suele ser de varias veces por segundo.

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3.1. Los contactos (entradas)

Los elementos a evaluar para decidir si activar o no las salidas en determinado "escalón", son variables lógicas o binarias, que pueden tomar solo dos estados: 1 ó 0. Estos estados que provienen de entradas al PLC o relés internos del mismo.

En la programación Escalera (Ladder), estas variables se representan por contactos, que justamente pueden estar en solo dos estados: abierto o cerrado.

Los contactos se representan con la letra "I" de input y dos números que indicaran el modulo al cual pertenecen y la bornera al la cual están asociados.

Ejemplo 2: En el programa ladder del ejemplo 1 aparecen cuatro entradas, la I0.0, I0.1., I0.2 e I0.3. Todas ellas pertenecen al módulo 0 y son correlativas.

3.2. Las bobinas (salidas)

Las salidas de un programa Ladder son equivalentes a las cargas (bobinas de relés, lámparas, etc.) en un circuito eléctrico. Se las identifica con la letra "Q" y dos números que indicaran el modulo al cual pertenecen y la bornera al la cual están asociados. La letra Q proviene de output (salida en inglés) pero no se eligió la letra “O” para no confundirla con el número cero.

Ejemplo 3: En el ejemplo 1 se pueden identificar dos salidas, la Q0.0 y la Q0.2. Ambas están en el módulo 0 pero en este caso no son correlativas.

Ejercicio 3: Identificar en el autómata de Siemens S7 200‐ las entradas y salidas utilizadas en el programa ladder del ejemplo 1.

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3.3. Relés Internos o Marcas

Como salidas en el programa del PLC se utilizan no solo a las salidas que el equipo posee físicamente hacia el exterior, sino también las que se conocen como "Relés Internos o Marcas". Los relés internos son simplemente variables lógicas que se pueden usar, por ejemplo, para memorizar estados o como acumuladores de resultados que utilizaran posteriormente en el programa.Se las identifica con la letra "M" y un número el cual servirá para asociarla a algún evento.

3.4. Funciones lógicas

Las funciones lógicas más utilizadas son:

1. Temporizadores2. Contadores3. Registros de desplazamiento

Se representan en formato de bloques. Estos no están normalizados, aunque guardan una gran similitud entre sí para distintos fabricantes.Resultan mucho más expresivos que si se utiliza para el mismo fin el lenguaje en lista de instrucciones.

Sobre estos bloques se define:

− La base de los tiempos y el tiempo final en el caso de temporizadores− El módulo de contaje y condiciones de paro y reset en el caso de contadores.

3.5. Temporizadores

Como lo indica su nombre, cada vez que alcanzan cierto valor de tiempo preseleccionado activan un contacto interno que se puede usar para activar una salida, una marca, etc.

Existen varios tipos. Por ejemplo en el software Microwin de Siemens:

a) Temporizador de retardo a la conexión (TON)

La representación del temporizador de tipo TON en lenguaje de programación en esquema de contactos (KOP) es la siguiente:

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La operación Temporizador de retardo a la conexión (TON) cuenta el tiempo al estar activada (ON) la entrada de habilitación (IN).

Si el valor actual (Txxx) es mayor o igual al valor de preselección (PT), se activa el bit de temporización (bit T)

El valor actual del temporizador de retardo a la conexión se borra cuando la entrada de habilitación está desactivada (OFF).

El temporizador continúa contando tras haber alcanzado el valor de preselección y para de contar cuando alcanza el valor máximo de 32767.

Ejemplo 4: Programar un temporizador TON de valor de preselección 3 segundos.

El programa en lenguaje de contactos (KOP) sería el siguiente:

El cronograma de dicho temporizador sería el siguiente:

b) Temporizador de retardo a la conexión (TOF)

La representación del temporizador de tipo TOF en lenguaje de programación en esquema de contactos (KOP) es la siguiente:

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El Temporizador de retardo a la desconexión (TOF) se utiliza para retardar la puesta a 0 (OFF) de una salida durante un período determinado tras haberse desactivado (OFF) una entrada.

Cuando la entrada de habilitación se activa (ON), el bit de temporización se activa (ON)inmediatamente y el valor actual se pone a 0.

Cuando la entrada se desactiva (OFF), el temporizador cuenta hasta que el tiempo transcurrido alcanza el valor de preselección. Una vez alcanzado éste, el bit de temporización se desactiva (OFF) y el valor actual detiene el contaje.

Si la entrada está desactivada (OFF) durante un tiempo inferior al valor de preselección, el bit de temporización permanece activado (ON). Para que la operación TOF comience a contar se debe producir un cambio de ON a OFF.

Si un temporizador TOF se encuentra dentro de una sección SCR y ésta se encuentra desactivada, el valor actual se pone a 0, el bit de temporización se desactiva (OFF) y el valor actual no cuenta.

Ejemplo 5: Programar un temporizador TOF de valor de preselección 3 segundos.

El programa en lenguaje de contactos (KOP) sería el siguiente:

El cronograma de dicho temporizador sería el siguiente:

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3.6. Contadores

Un contador es un dispositivo capaz de medir (contar) el número de cambios de nivel en una señal de entrada, activando una señal de salida cuando se alcanza un valor prefijado.

Están definidos dos tipos de contadores:

• Contador incremental, que acumula el numero de impulsos recibidos por su entrada de pulses.

• Contador bidireccional (UP/DOWN), que acumula la diferencia entre los pulses recibidos por sus entradas de cuenta ascendente y cuenta descendente.

La operación del contador reversible es cíclica lo que indica que cuando llega al valor máximo del contador (normalmente 9999) vuelve al 0 y continua. Por el contrario un contador incremental se detiene una vez alcanzando el modulo de cuenta.

Ejemplo 6: El siguiente programa explica el funcionamiento de un contador bidirecccional C48 en el software Microwin.

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2-

3

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DESCRIPCION LOGICA DEL PROGRAMA(LD) Ó (KOP):

Las instrucciones de entrada son las condiciones que tiene el circuito para dejar o no dejar

pasar la corriente de una línea a la otra. Estas condiciones se manejan comúnmente con

contactos normalmente abierto o normalmente cerrados los cuales interpretan las señales

de alto y bajo de sensores o interruptores. Si 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 ejemplo. De esta forma el paso de la corriente a las

bobinas de salida están condicionadas por la lógica que manejen las instrucciones de

entradas.

Un PLC tiene muchas terminales "de entrada” y también muchos terminales de salida, a

través de los cuales se producen las señales "alta" o "baja" que se transmiten a las luces de

energía, solenoides, contactores, pequeños motores y otros dispositivos que se prestan a

control on / off. En un esfuerzo por hacer PLC fácil de programar, el lenguaje de

programación ladder fue diseñado para asemejarse a los diagramas de lógica de escalera.

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Por lo tanto, un electricista industrial o ingeniero eléctrico, acostumbrados a leer esquemas

de lógica ladder se sentirán más cómodos con la programación de un PLC si se maneja con

el lenguaje ladder.

Este lenguaje al igual que el LADDER, serán vistos a profundidad en la medida que

avance el curso puesto que son los más utilizados en la programación de PLC.

ELEMENTOS BÁSICOS EN LADDER:

En la siguiente tabla podemos observar los símbolos de los elementos básicos que ofrece

Zelio Soft junto con sus respectivas descripciones.

Símbolo Nombre Descripción

 

Contacto NA

Se activa cuando hay un uno lógico en el elemento que representa, esto es, una

entrada (para captar información del proceso a controlar), una variable interna o un

bit de sistema.

 Contacto NA

Su función es similar al contacto NA anterior, pero en este caso se activa cuando hay

un cero lógico, cosa que deberá de tenerse muy en cuenta a la hora de su utilización.

 

Bobina NA

Se activa cuando hay un uno lógico en el elemento que representa, esto es, una

entrada (para captar información del proceso a controlar), una variable interna o un

bit de sistema.

 

Bobina por

flanco

Se activa cuando la combinación que hay a su entrada (izquierda) resulta un uno

lógico. Su activación equivale a decir que tiene un 1 lógico. Suele representar

elementos de salida, aunque a veces puede hacer el papel de variable interna.

 Bobina SET

Una vez activa (puesta a 1) no se puede desactivar (puesta a 0) si no es por su

correspondiente bobina en RESET. Sirve para memorizar bits y usada junto con la

bobina RESET dan una enorme potencia en la programación.

 Bobina RESET Permite desactivar una bobina SET previamente activada.

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