Guía de Estudios PLC TPP pag. 1/12
PLC Guía de Estudios
Controladores Lógicos Programables
Segunda Parte:
Ahora que ya hicimos las primeras experiencias con el lenguaje de escalera vamos a aprender formas metódicas de elaborar programas en este lenguaje que nos permitirán elaborar programas de mayor complejidad y con menos esfuerzo.
Diagrama de escalera
Hasta ahora vimos al diagrama de escalera es una representación de un circuito que funciona con una cierta lógica, y que se utilizaba como paso previo para construir dicho circuito; pero finalmente el circuito eléctrico nunca se construía porque era sustituido por el programa del PLC. Por lo tanto un diagrama de escalera es una representación de la lógica de funcionamiento de un determinado sistema y podemos elaborarlo pensando en que sucederá con las variables de salida de este sistema cuando ocúrranlas distintas situaciones posibles de las variables de entrada.
Condiciones simples de entrada:
Cuando una acción debe realizarse (por ejemplo activar una salida) cuando se da una cierta condición se elaborará el siguiente escalón:
Condición Acción
También se puede representar el comportamiento del sistema mediante una tabla de estados. En una tabla de estados se indica que estado adoptan cada una de las variables de salida de un sistema para cada una de las combinaciones de estados de las variables de entrada. Cuando las variables son de tipo digitales binarias se asocia a la condición de desactivado con un número “0” y a la condición de activado con un “1”.
La tabla de estados para una entrada (binaria) tiene dos renglones que representan los dos estados posibles de la variable de entrada (acción). En la columna de la izquierda se representan los estados que puede tomar la variable
Guía de Estudios PLC TPP pag. 2/12 de entrada y en la columna de la derecha se representan los estados que tomará la salida cuando se dé dicha condición.
De este modo la tabla de estados para la una entrada queda de la siguiente forma:
Condición Acción 0 0 1 1
Otra posibilidad es que una acción deba realizarse cuando no se da una condición (pensemos por ejemplo en una luz que deba encenderse para indicar que la cabina de un locutorio está libre y que dicha cabina cuente con un sensor que se activa cuando hay alguna persona en su interior). Esta es la condición de entrada negada que se representa con el siguiente escalón.
Condición Acción
Este símbolo representa una entrada negada la cual permitirá el paso de el flujo cuando no se active (se lo asocia al pulsador
normalmente cerrado de un circuito eléctrico)
Un circuito eléctrico que funcione con la misma lógica puede ser el siguiente:
Cuando haya una persona accionará al microswitch y se abrirá el contacto
Microswitch normal cerrado (abre el circuito
cuando se lo activa) Lamparita
Fuente de energía eléctrica
Si se cierra el contacto aparece el camino cerrado que permite la circulación de la corriente; como
consecuencia de ello se enciende la lamparita
Guía de Estudios PLC TPP pag. 3/12 Este comportamiento se puede representar con la siguiente tabla de estados:
Condición Acción 0 1 1 0
Analizando esta tabla se puede ver cómo la acción tiene un comportamiento inverso al de la condición.
Condiciones de entradas múltiples:
En los ejercicios introductorios ya resolvimos problemas en forma intuitiva donde se tenían varias entradas; ahora vamos a aprender a resolver problemas con varias entradas en forma sistemática.
Para resolver estos problemas vamos a utilizar como herramienta a la tabla de estados pero teniendo en cuenta que para éstos casos habrá varias condiciones de entrada y por lo tanto varias columnas a la izquierda de la tabla. La cantidad de filas que tengan nuestras tablas será igual a la cantidad de combinaciones posibles de valores que tomen las entradas.
La cantidad de combinaciones posibles (para entradas binarias) lo da la siguiente cuenta:
Cant. de filas=2n (siendo n la cantidad de entradas)
De este modo habrá dos posibilidades para una sola entrada, cuatro para dos entradas, ocho para tres entradas, etc.
¿Cómo completar la tabla con todas las combinaciones posibles sin equivocarnos? Se procede de la siguiente manera:
1. Se elabora la tabla con la cantidad de columnas del lado izquierdo igual a la cantidad de entradas.
2. Se hacen la cantidad de filas igual a la cantidad de combinaciones posibles
3. Se completa la columna entrada de mas a la derecha alternando “0” y “1”
comenzando con un “0”.
4. La columna de al lado (a la izquierda) se completa con “0” en sus dos primeras filas, luego las dos siguientes con “1” y se continúa alternando así.
5. Las columnas que faltan se completan con la misma lógica, es decir duplicando la forma en que se completó la de su derecha.
Guía de Estudios PLC TPP pag. 4/12 Como ejemplo elaboraremos una tabla para tres entradas:
1. Elaboramos una tabla con tres columnas del lado izquierdo
2. Debemos calcular la cantidad de filas que tendrá la tabla:
Cant. de filas = 2n Cant. de filas = 23 = 8
Por lo tanto nuestra tabla será así:
3. Debemos completar las columnas de la izquierda (las que corresponden a las entradas) como se muestra a continuación:
Condición3 Condición2 Condición 1 Acción
Condición3 Condición2 Condición1 Acción
Guía de Estudios PLC TPP pag. 5/12 Ahora que ya sabemos elaborar la tabla de estados hay que completar la/s columna/s de la derecha que corresponden a las acciones que deben realizar las salidas del sistema.
Analizaremos ahora los casos más típicos que se pueden dar para dos entradas;
las mismas conclusiones se pueden extender para mayor número de entradas.
Operación lógica OR:
Supongamos que se cuenta con una alarma que tiene dos sensores, uno en la ventana y otro en la puerta, y que la alarma deberá activarse cuando se active cualquiera de ambos sensores.
La tabla de estados que describe este comportamiento es la siguiente:
Condición3 Condición2 Condición1 Acción 0 0 0 0 0 1 0 1 0 0 1 1 1 0 0 1 0 1 1 1 0 1 1 1
Puerta Ventana Alarma 0 0 0 0 1 1 1 0 1 1 1 1
Se alternan “0” y “1”
Se alternan dos “0” y dos “1” (el doble que la columna de su
derecha) Se alternan cuatro
“0” y cuatro “1” (el doble que la columna de su derecha)
1
2 3
Guía de Estudios PLC TPP pag. 6/12 Como el comportamiento de éste sistema exige que la salida se active al activarse cualquier salida independientemente de lo que ocurra con la otra el diagrama de escalera debe permitir el flujo al activarse una entrada por un camino independiente al de la otra por lo tanto el diagrama de escalera será el siguiente:
Puerta Alarma
Ventana
Ésta misma lógica se usará siempre que se deba dar una condición o (OR en inglés) alguna/s otra/s; es decir se deben proveer caminos independientes que en un diagrama de escalera significa ponerlos en paralelo.
Operación lógica AND:
Supongamos que se tiene un sistema de alarma que debe activarse cuando se activa un sensor se una puerta pero debe hacerlo cuando la llave de activación de alarma también está activada; de otra forma sería imposible ingresar sin que se active la alarma.
La tabla de estados que describe este comportamiento es la siguiente:
Como el comportamiento de este sistema exige que para activar la alarma que se activen ambos sensores el diagrama de escalera no debe permitir el flujo sin que estén ambos sensores activados; esto implica que ambos sensores deben estar en el mismo camino por lo cual si alguno de ambos
Llave Puerta Alarma 0 0 0 0 1 0 1 0 0 1 1 1
Guía de Estudios PLC TPP pag. 7/12 no está activado la salida no se activará. El diagrama de escalera es el siguiente:
Puerta Alarma Llave
Esta misma lógica se empleará siempre que se deba dar una condición y (AND en inglés) otra; es decir colocar ambas condiciones en el mismo camino.
Síntesis de diagrama de escalera a partir de tablas de estados genéricas Las dos condiciones anteriores representan a las dos operaciones lógicas básicas pero existen otros comportamientos. Veremos como realizar diagramas de escalera a partir de cualquier tabla de estados y como en definitiva todas se resumen a combinaciones de las dos operaciones recién vistas.
Ejemplo 1:
Analicemos la siguiente tabla:
Intuitivamente podemos describir este comportamiento diciendo que la salida debe activarse cuando esté activado el sensor n°1 y (AND) no esté activado el sensor n°2. Por lo tanto ambas condiciones deben estar en el mismo camino, es decir en serie. El diagrama resultante es el siguiente:
Sensor1 Sensor2 Salida 0 0 0 0 1 0 1 0 1 1 1 0
Guía de Estudios PLC TPP pag. 8/12 Cada fila de una tabla de estados describe una combinación de valores de las entradas y la operación que las relaciona es, como vimos en el ejemplo anterior, la operación lógica AND. De este modo vemos que para llegar a la descripción de la tabla anterior hay que buscar la fila para la cual la salida toma el valor “1” y describirla diciendo que se deben activar las entradas que tienen el valor “!” y no se deben activar las entradas que tienen el valor
“0”.
Ejemplo2:
Analicemos la siguiente tabla:
En esta tabla tenemos dos filas que significan dos combinaciones de entradas para las cuales la salida se activa.
La fila número 1 se describe diciendo que la salida se activará si no se activa el sensor 1 y si no se activa el sensor 2. Esta condición se sintetiza en un diagrama de escalera de la siguiente forma:
Pero en la tercer fila vemos que la salida debe activarse cuando se active el sensor n°1 y no se active el sensor n°2.Esta condición se sintetiza en un diagrama de escalera de la siguiente forma:
Pero analizando la tabla anterior vemos que la salida debe activarse cuando se de una de las condiciones antes descriptas o (OR) la otra esto se sintetiza de la siguiente forma:
Sensor1 Sensor2 Salida 0 0 1 0 1 0 1 0 1 1 1 0
Guía de Estudios PLC TPP pag. 9/12 Siempre que tengamos mas de una fila para la cual la salida deba activarse se relacionarán las condiciones de cada fila con la operación lógica OR
Seguí este link para resolver los ejercicios 1), 2), 3) y 4):
http://campus.almagro.ort.edu.ar/educaciontecnologica/tercero/biblio/articulo /258492/estaci-n-plc-gu-a-de-estudio-parte-2-ejercicios
Resumen de tablas de estados:
Con los métodos antes descriptos se pueden sintetizar todas las tablas de estados pero hay formas de obtener programas mas resumidos. Esto resulta muy útil por dos razones: Hay tablas que muestran el comportamiento de sistemas muy complejos que tienen muchas entradas y resultan muy extensos se pueden elaborar los diagramas y las tablas correspondiente en forma conceptual teniendo en cuenta que significa cada cosa lo cual puede llevar directamente a tablas reducidas evitándose mucho trabajo inútil (tómese como ejemplo un sistema que tiene una llave general que debe estar activada para que el sistema se active, es inútil analizar lo que sucede para cada combinación en la cual la llave esté desactivada porque ya sabemos que aunque suceda cualquier cosa con las otras entradas el sistema estará desactivado).
Ejemplo 1:
Sinteticemos la siguiente tabla
Sensor1 Sensor2 Salida 0 0 0 0 1 0 1 0 1 1 1 1
Vemos que siempre que el sensor1 esté activado la salida estará activada y cuando el sensor1 esté desactivado la salida también lo estará; por lo tanto en este sistema la salida dependerá solo del sensor1 siendo independiente del sensor2
Guía de Estudios PLC TPP pag. 10/12 Por lo tanto el diagrama correspondiente será el siguiente:
Ejemplo 2:
Las dos últimas filas se pueden resumir como vimos antes pero para la condición de la segunda fila la salida también debe activarse por lo tanto éstas dos situaciones se relacionan con la operación lógica OR
El diagrama de escalera resultante será:
Sensor1 Sensor2 Salida 0 0 0 0 1 1 1 0 1 1 1 1
Estas dos filas se
pueden resumir como el caso anterior
Esta parte resume la tercer y cuarta fila
Esta parte resume la segunda fila
Guía de Estudios PLC TPP pag. 11/12 La tabla de estados anterior también puede resumirse de la siguiente forma:
De este modo nos hemos ahorrado una fila en nuestra tabla y el diagrama de escalera resumido sale más fácilmente. Cuando diseñemos un sistema y elaboremos tablas pensando en como debe funcionar podremos hacer directamente las tablas resumidas, por ejemplo pensemos en el caso de la llave general
Ejemplo 2
De este modo la tabla puede resumirse de la siguiente forma:
Sensor1 Sensor2 Salida 0 0 0 0 1 1 1 X 1
Sensor1 Sensor2 Sensor3 Salida 0 0 0 1 0 0 1 0 0 1 0 1 0 1 1 0 1 0 0 1 1 0 1 1 1 1 0 0 1 1 1 0
La X significa que no importa lo que ocurra con el sensor2 porque con que el sensor1 esté activado es suficiente para que se active la salida
Estas dos filas nos dicen que cuando El sensor1 esté activado y el sensor 2 esté desactivado la salida deberá activarse independientemente de lo que ocurra con el sensor3
Estas dos filas nos dicen que cuando El sensor1 esté activado y el sensor3 esté
desactivado la salida deberá activarse
Guía de Estudios PLC TPP pag. 12/12 Y el diagrama correspondiente resulta:
Seguí este link para resolver el último ejercicio:
http://campus.almagro.ort.edu.ar/educaciontecnologica/tercero/biblio/articulo /258492/estaci-n-plc-gu-a-de-estudio-parte-2-ejercicios
Sensor1 Sensor2 Sensor3 Salida 0 X 0 1 0 0 1 0 0 1 1 0 1 0 X 1 1 1 0 0 1 1 1 0
