Lógica de escalera en la programación de PLC:fundamentos y ejemplos del mundo real

La lógica de escalera es uno de los cinco lenguajes de programación definidos por el estándar IEC 61131‑3. Sigue siendo el más adoptado debido a su representación intuitiva y de estilo esquemático que refleja la lógica de relé cableado.

Al final de este artículo podrá leer un programa industrial típico y comprender con precisión cómo funciona la lógica de control de una máquina.

¿Prefieres un recorrido visual? Mira el vídeo a continuación O continúe leyendo para obtener una explicación detallada paso a paso.

Esquema eléctrico

El primer lenguaje PLC se creó para parecerse a un diagrama de escalera eléctrica, lo que lo hizo inmediatamente familiar para los electricistas y técnicos de mantenimiento. Más allá de la estética, este formato facilita la resolución rápida de problemas:ver cómo un escalón se evalúa como Verdadero. o Falso es mucho más rápido que depurar código línea por línea.

A continuación se muestra un circuito clásico de arranque/parada de motor. El botón de inicio, el botón de parada y el relé de control (CR1) están conectados entre sí de modo que al presionar el botón de inicio se energiza CR1. Una vez que se energiza CR1, los contactos 8 y 6 se cierran, manteniendo CR1 encendido incluso después de soltar el botón de inicio. Los contactos 1 y 3 luego se cierran para energizar el motor. Al soltar el botón de parada se abre el camino a CR1, lo que provoca que el motor se detenga.

En la práctica industrial, se prefiere la versión de escalera de relés de este circuito porque mapea claramente las acciones del circuito. Los diseños cableados más antiguos requerían volver a cablear cada vez que fallaba un componente; los PLC eliminan esa necesidad al eliminar el cableado físico y la mayor parte del hardware.

Cómo funciona la lógica de escalera

En una secuencia de arranque/parada de motor basada en PLC, los botones de arranque y parada se convierten en entradas de PLC separadas. El motor en sí es accionado por una salida de PLC. El programa de lógica de escalera evalúa el estado de las entradas y controla la salida en consecuencia.

Instrucciones básicas del PLC

Todos los proveedores de PLC utilizan símbolos gráficos que son en gran medida idénticos, aunque los nombres difieren. Las tres instrucciones más comunes son:

• Contacto normalmente abierto (NO) – Siemens lo llama NO; Allen‑Bradley utiliza XIC (Examinar si está cerrado). Un contacto cerrado devuelve VERDADERO , un contacto abierto FALSO .
• Contacto normalmente cerrado (NC) – Siemens lo llama NC; Allen‑Bradley utiliza XIO (Examinar si está abierto). Cerrado es igual a VERDADERO , abierto es igual a FALSE .
• Bobina (energización de salida) – Siemens lo llama bobina; Allen‑Bradley lo llama OTE. La bobina cambia el estado de una salida cuando el renglón se evalúa como VERDADERO .

Estos símbolos son puramente visuales; no representan contactos físicos.

Construcción de un peldaño de escalera

Piense en las líneas verticales izquierda y derecha como rieles eléctricos. Un peldaño conecta el carril izquierdo con el carril derecho mediante una serie de instrucciones. El carril izquierdo suministra energía lógica; para que una salida en el carril derecho se energice, un camino continuo de VERDADERO las instrucciones deben existir.

En el ejemplo de arranque del motor, el renglón podría leerse:Start_Button → Botón_detener → Arranque_motor . Cuando se presiona el botón de inicio, la instrucción Start_Button se vuelve TRUE , creando una ruta lógica que energiza Motor_Start. La bobina Motor_Start luego escribe un VERDADERO valor a su ubicación de memoria designada, que a su vez impulsa el motor.

Debido a que la instrucción Motor_Start es una bobina, sigue siendo TRUE después de soltar el botón de inicio, se crea un pestillo que mantiene el motor en funcionamiento hasta que se presiona el botón de parada, lo que establece la instrucción Stop_Button en FALSE y rompe la ruta lógica.

Análisis de la lógica de una escalera de puerta basculante

Examinemos un ejemplo más complejo:un controlador de puerta basculante. La consola tiene tres pulsadores y tres luces indicadoras. La lógica del renglón muestra que el Door_Shut la instrucción es VERDADERA (para que la lámpara SHUT esté encendida) mientras Door_Ajar es FALSO (La lámpara AJAR está apagada).

Observe que la instrucción STOP es una XIO (normalmente cerrada). Ya que actualmente es VERDADERO , la memoria del PLC contiene un 0 lógico , lo que indica que el interruptor físico de PARADA está normalmente abierto.

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Resumen

Lo hemos llevado de un diagrama aparentemente críptico a una comprensión clara de cómo la lógica de escalera traduce las entradas físicas en acciones de la máquina. Ya sea que esté interpretando un contacto NO de Siemens, un XIC de Allen‑Bradley o una bobina de Phoenix Contact, la lógica subyacente sigue siendo la misma:siga los estados VERDADERO y FALSO para descubrir el comportamiento del sistema.