PLC: PRIMER PARCIAL 4 (METODOS DE REPRESENTACION DE DIAGRAMAS LOGICOS)

TEMA: Métodos de representación de diagramas lógicos.

--Diagrama de escalera (KOP).

--Diagrama de funciones (FUP).

--Lista de instrucciones (AWC).

--Diagrama control lógico.

LENGUAJE LADDER

El LADDER, también denominado lenguaje de contactos o de escalera, es un lenguaje de programación gráfico muy popular dentro de los Controladores Lógicos Programables (PLC), debido a que está basado en los esquemas eléctricos de control clásicos. De este modo, con los conocimientos que todo técnico eléctrico posee, es muy fácil adaptarse a la programación en este tipo de lenguaje. Su principal ventaja es que los símbolos básicos están normalizados según normas NEMA y son empleados por todos los fabricantes.

·         Elementos de programación

 

Para programar un PLC con LADDER, además de estar familiarizado con las reglas de los circuitos de conmutación, es necesario conocer cada uno de los elementos de que consta este lenguaje. En la siguiente tabla podemos observar los símbolos de los elementos básicos 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 NC	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 la combinación que hay a su entrada (izquierda) da un uno lógico. Su activación equivale a decir que tiene un uno lógico. Suele representar elementos de salida, aunque a veces puede hacer el papel de variable interna.
	Bobina NC	Se activa cuando la combinación que hay a su entrada (izquierda) da un cero lógico. Su activación equivale a decir que tiene un cero lógico. Su comportamiento es complementario al de la bobina NA.
	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 bina RESET dan una enorme potencia en la programación.
	Bobina SET	Permite desactivar una bobina SET previamente activada.

·         Programación

 

Una vez conocidos los elementos que LADDER proporciona para su programación, resulta importante resaltar cómo se estructura un programa y cuál es el orden de ejecución.

El siguiente esquema representa la estructura general de la distribución de todo programa LADDER, contactos a la izquierda y bobinas y otros elementos a la derecha.

En cuanto a su equivalencia eléctrica, podemos imaginar que las líneas verticales representan las líneas de alimentación de un circuito de control eléctrico.

El orden de ejecución es generalmente de arriba hacia abajo y de izquierda a derecha, 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 ejecución puede variar de un controlador a otro, pero siempre se respetará el orden de introducción del programa, de manera que se ejecuta primero lo que primero se introduce.

·         Variables internas y bits de sistema

 

Las variables internas son bits auxiliares que pueden ser usados según convenga, sin necesidad de que representen ningún elemento del autómata. Se suele indicar mediante los caracteres B ó M y tienen tanto bobinas como contactos asociados a las mismas. Su número de identificación suele oscilar, en general, entre 0 y 255. Su utilidad fundamental es la de almacenar información intermedia para simplificar esquemas y programación.

Los bits de sistema son contactos que el propio autómata activa cuando conviene o cuando se dan unas circunstancias determinadas. Existe una gran variedad, siendo los más importantes los de arranque y los de reloj, que permiten que empiece la ejecución desde un sitio en concreto y formar una base de tiempos respectivamente. Su nomenclatura es muy diversa, dependiendo siempre del tipo de autómata y fabricante.

DIAGRAMA DE FUNCIONES (FBD)

Es un lenguaje gráfico que permite al usuario programar elementos (bloque de funciones del PLC) en tal forma que ellos aparecen interconectados al igual que un circuito eléctrico. Generalmente utilizan símbolos lógicos para representar al bloque de función. Las salidas lógicas no requieren incorporar una bobina de salida, porque la salida es representada por una variable asignada a la salida del bloque.

El diagrama de funciones lógicas, resulta especialmente cómodo de utilizar, a técnicos habituados a trabajar con circuitos de puertas lógicas, ya que la simbología usada en ambos es equivalente.

Adicionalmente a las funciones lógicas estándares y específicas del vendedor, el lenguaje FBD de la Norma IEC 1131-3 permite al usuario construir sus propios bloques de funciones, de acuerdo a los requerimientos del programa de control.

Ejemplo de programación mediante diagrama de funciones:

LENGUAJE BOOLEANO (Lista de Instrucciones)

El lenguaje Booleano utiliza la sintaxis del Álgebra de Boole para ingresar y explicar la lógica de control. Consiste en elaborar una lista de instrucciones o nemónicos, haciendo uso de operadores Booleanos (AND, OR, NOT, etc.) y otras instrucciones nemónicas, para implementar el circuito de control. El lenguaje “Lista de Instrucciones” (IL) de la Norma IEC 1131-3, es una forma de lenguaje Booleano.

Ejemplo de programación Booleana:

A         I           2.3

A         I           4.1

O         I           3.2

=          Q         1.6

Compuertas lógicas y tablas de verdad

Una manera generalizada de representar las funciones lógicas es el uso desímbolos o bloques lógicos denominados puertas o compuertas lógicas. Estaspuertas en general representan bloques funcionales que reciben un conjunto deentradas (variables independientes) y producen una salida (variabledependiente) como se muestra en la figura siguiente Puerta Lógica Y=F(A,B,C,..,Z) AB Una de  las ventaja de usar éstos símbolos es que por ser una representaciónentrada / salida permiten la “interconexión” de puertas (la salida de unacon la entrada de otra) para representar funciones más complejas a partir defunciones sencillas. Otra ventaja es el hecho de que los bloques sencillos (puertas con pocasentradas) se encuentran disponibles en circuitos integrados comerciales, deaquí que un diagrama de puertas lógicas corresponde directamente a un diagramade alambrado de circuito lógico. PUERTA AND La salida de una compuerta AND es 1 solamente si todas sus entradas son simultáneamente 1,de lo contrario es 0 PUERTA NAND Esta es una función lógica compuesta. Se puede visualizar como una compuerta AND seguidapor una compuerta NOT y su salida es 0 sólo cuando todas sus entradas son simultáneamente 1. INVERSOR O PUERTA NOT Un inversor es una puerta de solamente una entrada y su salida es el complemento lógico dela entrada. Es decir, cuando a la entrada de una puerta NOT hay un 1 su salida será 0, y delo contrario cuando suentrada es 0, su salida será 1 PUERTA OR La salida de una compuerta OR es 1 solamente si todas sus entradas son simultáneamente 0,de lo contrario es 1. PUERTA NOR Esta Compuerta es una combinación de las funciones de un operador OR seguido por un INVERSOR.La salida de una puerta NOR sólo será 1 cuando ambas entradas valgan 0 PUERTA EXOR (OR EXCLUSIVO) La operación EXOR se denota por el símbolo   , es decir, A EXOR B = A      B. Además, como sevio antes, A    B = AB+AB. La salida de una puerta EXOR será 1 si sus entradas son diferentes y será 0 si son iguales. PUERTA NO-EXOR O EQUIVALENCIA (EQU) La operación EQU se denota por el símbolo?, es decir, A EQU B = A ? B.Además,  B = A / B            AB   La salida de una puerta EQU será 1 si sus entradas son iguales y será 0 sison diferentes.