Diagramas de “escalera”

Los diagramas de escalera son esquemas especializados que se utilizan comúnmente para documentar sistemas lógicos de control industrial.

Se llaman diagramas de “escalera” porque se asemejan a una escalera, con dos rieles verticales (suministro de energía) y tantos “peldaños” (líneas horizontales) como circuitos de control para representar.

Si quisiéramos dibujar un diagrama de escalera simple que muestre una lámpara controlada por un interruptor manual, se vería así:

El "L ₁ ”Y“ L ₂ ”Las designaciones se refieren a los dos polos de un suministro de 120 VCA a menos que se indique lo contrario. L ₁ es el conductor "activo", y L ₂ es el conductor conectado a tierra ("neutro").

Estas designaciones no tienen nada que ver con los inductores, solo para hacer las cosas confusas. El transformador o generador real que suministra energía a este circuito se omite por simplicidad. En realidad, el circuito se parece a esto:

Por lo general, en los circuitos lógicos de relés industriales, pero no siempre, el voltaje de funcionamiento para los contactos del interruptor y las bobinas del relé será de 120 voltios CA.

Los sistemas de CA de voltaje más bajo e incluso de CC a veces se construyen y documentan de acuerdo con diagramas de "escalera":

Siempre que los contactos del interruptor y las bobinas del relé tengan la clasificación adecuada, realmente no importa qué nivel de voltaje se elija para que opere el sistema.

Importancia de los números de cable en un circuito

Tenga en cuenta el número "1" en el cable entre el interruptor y la lámpara. En el mundo real, ese cable estaría etiquetado con ese número, usando etiquetas termocontraíbles o adhesivas, donde sea conveniente identificarlo.

Los cables que conducen al interruptor se etiquetarán como "L ₁ ”Y“ 1 ”, respectivamente. Los cables que conducen a la lámpara se etiquetarán como "1" y "L ₂ , ”Respectivamente.

Estos números de cable facilitan el montaje y el mantenimiento. Cada conductor tiene su propio número de cable único para el sistema de control en el que se utiliza.

Los números de los cables no cambian en ninguna unión o nodo, incluso si el tamaño, el color o la longitud del cable cambian al entrar o salir de un punto de conexión.

Por supuesto, es preferible mantener los colores de los cables consistentes, pero esto no siempre es práctico. Lo que importa es que cualquier punto eléctricamente continuo en un circuito de control posea el mismo número de cable.

Tome esta sección del circuito, por ejemplo, con el cable n. ° 25 como un único punto eléctricamente continuo que se enhebra a muchos dispositivos diferentes:

Ubicación apropiada de los elementos en un diagrama de escalera

En los diagramas de escalera, el dispositivo de carga (lámpara, bobina de relé, bobina de solenoide, etc.) casi siempre se dibuja en el lado derecho del peldaño.

Si bien no importa eléctricamente dónde se encuentra la bobina del relé dentro del peldaño, sí importa qué extremo de la fuente de alimentación de la escalera esté conectado a tierra, para un funcionamiento confiable.

Tomemos, por ejemplo, este circuito:

Aquí, la lámpara (carga) está ubicada en el lado derecho del peldaño, al igual que la conexión a tierra para la fuente de energía.

Esto no es un accidente ni una coincidencia; más bien, es un elemento útil de buenas prácticas de diseño.

Suponga que el cable n. ° 1 entrara en contacto accidentalmente con la tierra, ya que el aislamiento de ese cable se ha quitado por frotamiento de modo que el conductor desnudo entra en contacto con un conducto metálico conectado a tierra.

Nuestro circuito ahora funcionaría así:

Con ambos lados de la lámpara conectados a tierra, la lámpara tendrá un "cortocircuito" y no podrá recibir energía para encenderse.

Si el interruptor se cerrara, se produciría un cortocircuito y se fundiría el fusible de inmediato.

Sin embargo, considere lo que sucedería con el circuito con la misma falla (el cable n. ° 1 entra en contacto con tierra), excepto que esta vez intercambiaremos las posiciones del interruptor y el fusible (L ₂ todavía está conectado a tierra):

Esta vez, la conexión a tierra accidental del cable n. ° 1 forzará la alimentación de la lámpara, mientras que el interruptor no tendrá ningún efecto.

Es mucho más seguro tener un sistema que queme un fusible en caso de una falla a tierra que tener un sistema que energice de manera incontrolable lámparas, relés o solenoides en caso de la misma falla.

Por esta razón, la (s) carga (s) siempre deben ubicarse más cerca del conductor de energía conectado a tierra en el diagrama de escalera.

REVISAR:

• Los diagramas de escalera (a veces llamados "lógica de escalera") son un tipo de notación y simbología eléctricas que se utilizan con frecuencia para ilustrar cómo se interconectan los interruptores y relés electromecánicos.
• Las dos líneas verticales se denominan "rieles" y se unen a los polos opuestos de una fuente de alimentación, generalmente de 120 voltios CA. L ₁ designa el cable de CA "activo" y L ₂ el conductor "neutro" (conectado a tierra).
• Las líneas horizontales en un diagrama de escalera se denominan "peldaños" y cada una representa una rama de circuito paralelo única entre los polos de la fuente de alimentación.
• Normalmente, los cables en los sistemas de control están marcados con números y / o letras para su identificación. La regla es que todos los puntos conectados permanentemente (eléctricamente comunes) deben llevar la misma etiqueta.

HOJAS DE TRABAJO RELACIONADAS:

• Hoja de trabajo de lógica de relé electromecánico
• Hoja de trabajo de circuitos de control de motores de CA