Programación en Lenguaje Ladder para PLC: Fundamentos y Aplicaciones Industriales

Fundamentos de los Contactos en Programación Ladder

Los contactos son 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 o 0. Estos estados 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 «E» y dos números que indicarán el módulo al cual pertenecen y la bornera a la cual están asociados. Ejemplo: E0.1 → Entrada del Módulo «0», borne «1».

Salidas del Programa

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 «S», «A» u otra letra, dependiendo de los fabricantes, y dos números que indicarán el módulo al cual pertenecen y la bornera a la cual están asociados. Ejemplo: S0.1 → Salida del Módulo «0», borne «1».

Relés Internos o Marcas

Como salidas en el programa del PLC se toma 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 se utilizarán posteriormente en el programa. Se las identifica con la letra «M» y un número el cual servirá para asociarla a algún evento.

Funciones Lógicas Complejas

Las funciones lógicas más complejas se representan en formato de bloques, tales como:

  • Temporizadores
  • Contadores
  • Registros de desplazamiento, etc.

Funcionamiento de los Temporizadores

Los temporizadores, como lo indica su nombre, cada vez que alcanzan cierto valor de tiempo activan un contacto interno. Dicho valor de tiempo, denominado PRESET o meta, debe ser declarado por el usuario. Luego de haberse indicado el tiempo de meta, se le debe indicar con cuáles condiciones debe empezar a temporizar (o sea, a contar el tiempo). Para ello, los temporizadores tienen una entrada denominada START o inicio, a la cual deben llegar los contactos o entradas que sirven como condición de arranque. Dichas condiciones, igual que cualquier otro renglón de Ladder, pueden contener varios contactos en serie, en paralelo, normalmente abiertos o normalmente cerrados.

Parámetros y Tipos de Temporizadores

Las operaciones de tiempo permiten programar los temporizadores internos del autómata. Existen diversos tipos de temporizadores y para utilizarlos se deben ajustar una serie de parámetros:

  • Arranque del temporizador: Conjunto de contactos que activan el temporizador, conectados como se desee.
  • Carga del tiempo: La forma habitual es mediante una constante de tiempo, pero pueden haber otros ajustes, por ejemplo, leyendo las entradas, un valor de una base de datos, etc. Esta carga del valor se debe realizar con la instrucción L que lo almacena en una zona de memoria llamada acumulador (AKKU1) para luego transferirlo al temporizador.

Formato: L KT xxx.yy

  • KT: Constante de tiempo.
  • xxx: Tiempo (máx. 999).
  • y: Base de tiempos.
    • 0 = 0.01 seg. (centésimas).
    • 1 = 0.1 seg. (décimas).
    • 2 = 1 seg.
    • 3 = 10 seg. (segundos x 10).

Ejemplos: KT 243.1 → 24,3 segundos; KT 250.2 → 250 segundos.

Tipos de Temporizador:

  • SE: Con retardo a la conexión.
  • SS: Con retardo a la conexión activado por impulso en set.
  • SI: Mientras mantenemos conectada la señal set, la salida estará activa durante KT.
  • SV: Mantiene la salida activa durante KT.

Uso de Contadores en PLC

Los contadores son definidos como posiciones de memoria que almacenan un valor numérico, el cual se incrementa o decrementa según la configuración dada a dicho contador. Como los temporizadores, un contador debe tener un valor prefijado como meta o PRESET, el cual es un número que el usuario programa para que dicho contador sea activo o inactivo según el valor alcanzado.

Por ejemplo, si el contador tiene un preset de 15 y el valor del conteo va en 14, se dice que el contador se encuentra inactivo, sin que por ello se quiera decir que no esté contando. Pero al siguiente pulso, cuando el valor llegue a 15, se dice que el contador es activo porque ha llegado al valor de preset.

Nos permitirán contar y/o descontar impulsos que enviemos al contacto que lo activa (por ejemplo: número de botes, sacos, piezas, etc.) entre 0 y 999. Los parámetros son:

  • Z0… MAX: Número de contador.
  • ZV: Incrementa el valor del contador (no supera el valor 999).
  • ZR: Decrementa el valor del contador (no decrementa por debajo de 0).
  • S: Carga el valor inicial en el contador.
  • KZ xxx: Valor inicial.
  • R: Resetea el valor del contador.

La salida del contador estará a «1» siempre que el valor del contador sea diferente de «0».

Operaciones Matemáticas y Comparaciones

Operaciones Aritméticas:

  • Suma: REG7 = REG1 + REG2
  • Resta: REG72 = REG11 + REG21
  • Multiplicación: REG47 = REG41 * 15
  • División: REG85 = REG41 / REG20
  • Raíz Cuadrada: REG 23 = SQRT (REG11)

Las comparaciones pueden ser:

  • != Igualdad (Diferente de)
  • > Mayor
  • >= Mayor o igual

Instrucciones SET y RESET

La instrucción SET activa la bobina correspondiente cada vez que enviamos un IMPULSO, y sólo se desactivará al enviar otro a la instrucción RESET. Podemos activar tanto salidas como marcas internas.

Lenguaje Ladder: Procesamiento y Limitaciones

Las bobinas pueden ir precedidas de contactos, pero no pueden estar seguidas por ninguno. Lo mismo se aplica a los bloques de función, por ejemplo el bloque de función transferencia, ya que se comporta como una bobina.

Elementos Básicos en LADDER

  • Contacto NA (Normalmente Abierto): 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 (Normalmente Cerrado): Su función es similar al contacto NA anterior, pero en este caso se activa cuando hay un cero lógico, cosa que deberá 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 bobina RESET, da una enorme potencia en la programación.
  • Bobina RESET: Permite desactivar una bobina SET previamente activada.
  • Bobina JUMP: Permite saltarse instrucciones del programa e ir directamente a la etiqueta que se desee. Sirve para realizar subprogramas.