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27 de junio de 2020

Lenguajes de programación de un PLC más usados en la industria




Los PLC de los diferentes fabricantes que existen en el mercado actual se pueden programar de varias maneras. Los lenguajes de programación más populares para programar un PLC son; diagramas de escalera (KOP), diagrama de funciones (FUB), Lista de instrucciones (FIL) y Lenguaje de control estructurado (SCL). Con algunas excepciones, un programa escrito en un formato se puede ver en otro.

Analicemos cada uno de los lenguajes de programación mas populares para programar un PLC:

1. Diagrama de escalera

Como introducción al diagrama de escalera, considere el circuito de un relevador  simple que contiene una bobina y una serie de contactos mecánicos como se muestra en la Figura 1.
Cuando se aplica voltaje a la bobina del rele, la corriente resultante crea un campo magnético. El campo magnético tira de un interruptor de metal (o lámina) hacia él y los contactos se tocan, cerrando el interruptor. El contacto que se cierra cuando se energiza la bobina se denomina normalmente abierto (NO) .
Los contactos normalmente cerrados (NC) se tocan cuando la bobina de entrada no está energizada. Cuando la bobina está energizada, los contactos normalmente cerrados se abriraá  (no conduciendo). 
La disposición de los contactos del relé se pueden mostrar con la ayuda de diferentes circuitos esquemáticos como se muestra en la Figura 1
                                                   Figura 1

Los relés normalmente se dibujan bajo norma NEMA utilizando un círculo para representar la bobina (C).  Los contactos NO (B) se muestran como dos líneas, y estarán abiertos (no conducen) cuando la bobina no esté energizada. Los contactos NC se muestran con dos líneas paralelas y con una línea diagonal a través de ellos (A) como se muestra en la figura 2 
                              Figura 2 (Diagrama lógico de escalera)

El diagrama de lógica de escalera es el método más comúnmente utilizado para programar un PLC. El diagrama de escalera consta de dos líneas verticales que representan los rieles de voltaje o alimentacion. Los elementos conectados en las  líneas horizontales de los dos rieles se llaman peldaños de la escalera

los símbolos utilizados para denotar entradas y salidas lógicas de escalera se muestran en la Figura 3 y 4 respectivamente.







Entonces, el programa de escalera se carga via software en el PLC, los dispositivos de entrada y los de salida se conectan a los módulos de entradas y salidas (E/S) y luego la ejecución del programa actualiza las salidas de acuerdo con el estado de las entradas.

Muchos relés también cuentan con varias salidas y esto permite que un relé de salida también sea una entrada simultáneamente.
El circuito que se muestra en la Figura 6 es un ejemplo de esto y se llama circuito de retencion, enclave o enclavamiento. En este circuito, la corriente puede fluir a través de cualquiera de las ramas del circuito, a través de los contactos etiquetados como A o B.

¡Nota! Si A está cerrada, la salida B se encenderá y la entrada B también se encenderá, lo que mantendrá la salida B encendida permanentemente, hasta que se desconecte la alimentación.
Otro ejemplo de lógica de escalera se puede ver en la Figura 7. Para interpretar este diagrama, imagine que el voltaje está en la línea vertical de lado izquierdo, y  en el lado derecho se encuentra el neutro.
En la figura hay dos peldaños,cada peldaño cuenta con combinaciones de entradas (dos líneas verticales) y salidas (círculos). Si las entradas se abren o cierran en la combinación correcta, la energía puede fluir desde el riel izquierdo, a través de las entradas, para alimentar las salidas y finalmente al riel neutral. Una entrada puede provenir de un sensor, interruptor, boton, microswitch o cualquier otro tipo de sensor.

Ejemplo 1

Intente desarrollar (sin mirar la solución) un diagrama de escalera basado en relés los cuales permitan que tres interruptores en una habitación controlen una sola lampara.
Solución
Hay dos posibles soluciones para este problema. El primero supone que cualquiera de los interruptores podra encender la lampara, los tres interruptores deben estar abiertos para que la luz se encuentre  apagada. La lógica de escalera se muestra en la Figura 8.


La segunda solución supone que cada interruptor puede encender o apagar la luz, independientemente de los estados de los otros interruptores . Este método es más complejo e implica pensar en todas las combinaciones posibles de encensdido de la lampara.
La lógica de escalera es como se muestra en la Figura 9.



Acontinuación dejo una serie de videos del Curso de Programación de PLCs de la marca Delta donde podrás aprender mas de lo leido en el presente artículo.
Click Aqui para ver el Video 01


                            Click Aqui para ver el video 02


                          Click Aqui para ver el video 03

2. Diagrama de bloques de funciones

El diagrama de bloques de funciones (FBD) se utiliza para los programas de PLC descritos en términos de bloques. Se describe como un lenguaje gráfico para representar flujos de señales y datos a través de bloques de entradas, siendo estos elementos de software reutilizables.
Un bloque funcional es una unidad de instrucción de programa que cuando se ejecuta, produce uno o más valores de salida . Por lo tanto, un bloque se representa de la manera que se muestra en la Figura 10 
Los bloques funcionales pueden tener funciones estándar, como las compuertas lógicas, el contador o timers  pueden tener funciones definidas por el usuario, por ejemplo, un bloque para obtener un valor promedio de las entradas.

3. Lista de instrucciones

En el enfoque de programación de lista de instrucciones utiliza un conjunto de instrucciones similar al lenguaje ensamblador para un microprocesador. Las listas disponibles en algunas marcas de PLC, son la forma más flexible de programación para el usuario experimentado, pero no son tan fáciles de seguir como los diagramas de escalera o los diagramas a bloques.
La Figura 11 muestra una operación simple en forma de diagrama de escalera para un PLC La lista de instrucciones equivalente sería la que se muestra en la Tabla 1.


4. Funciones lógicas

Existen  muchas situaciones de control que requieren  se inicien acciones cuando se realiza una determinada combinación de factores. Ejemplo para una máquina de perforación automática, puede haber una condición de que el motor se active cuando detecton los interruptores de límite que indican la presencia de la pieza de trabajo y la posición de perforación .

Dicha situación implica una función lógica AND , la condición A y la condición B deben cumplirse para que se produzca una salida. Del mismo modo, otras situaciones pueden exigir la implementación de lógicas como OR, NOT, NAND, NOR, XOR .

El circuito eléctrico, la tabla de verdad, el diagrama de escalera y el diagrama de bloques funcional para diferentes funciones lógicas se presentan en la Tabla 2.



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