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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. Temporizadores 2. Contadores 3. 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.