Introducción a la Lógica Ladder

Para comenzar con la lógica ladder, hay algunas cosas que debe saber sobre el lenguaje de programación. Debes saber por qué se inventó la lógica ladder, porque entonces te será mucho más fácil entenderla. Especialmente si tienes experiencia previa con circuitos eléctricos y relés o alguna lógica booleana.

Inventado para técnicos eléctricos

La lógica ladder es un lenguaje de programación gráfico que significa que, en lugar de texto, la programación se realiza combinando diferentes elementos gráficos. Estos elementos gráficos se llaman símbolos.

Una de las cosas inteligentes sobre los símbolos de la lógica ladder es que están hechos para parecerse a símbolos eléctricos. La lógica ladder se creó originalmente para técnicos, electricistas y personas con experiencia eléctrica. Personas que están acostumbradas a mirar diagramas y esquemas eléctricos.

13/02/2021 – Edito porque varios lectores me han preguntado por el software editor ladder LADUINO Control al cual menciono en este post y acompaño algunas imágenes. Me piden actualizaciones porque tiene algunos errores y no encuentran como descargar.

Les dejo un enlace para descargar Laduino Control actualizado y funcionando muy bien, no obstante se sigue trabajando en actualizaciones para mejorar el editor.

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Cómo leer la lógica ladder (de escalera)

Una diferencia entre los diagramas lógicos de tipo ladder y los esquemas eléctricos es la forma en que se dibujan. Donde los esquemas eléctricos a menudo se dibujan horizontalmente, los diagramas lógicos de escalera se dibujan verticalmente. Pero la simultud es prácticamente la misma.

La imagen anterior muestra un diagrama ladder.

El editor ladder

Un editor ladder puede tener 12 o muchos más componentes según el fabricante de dicho editor. Componente puede ser un contacto, bobina, función, registro, etc. Todas aquellas instrucciones que podemos usar para construir el diagrama ladder.

El editor ladder siempre consta de un riel de entrada situado a la izquierda y otro riel a la derecha donde finaliza la conexión de los objetos incrustados en el segmento. Podríamos decir que el riel izquierdo es la señal de corriente activa y el riel derecho el común de la señal de corriente. Sería también como decir en DC, positivo y negativo. Línea y Neutro, etc.

Segmento ladder

Un segmento es una ruta de corriente horizontal que une el riel de entrada al riel de salida de un diagrama de lógica de escalera (ladder). Un segmento debe de finalizar como mínimo con una bobina o bloque de función/Registro/ADC, etc.

La imagen anterior muestra un segmento programado con un editor ladder.

Sub-Segmento de un diagrama de lógica ladder

Un sub-segmento es una ruta de entrada alternativa para un segmento. Se coloca en paralelo con un segmento existente a la izquierda, en el lado de entrada del segmento. Los contactos se instalan en él. Un Sub-segmento puede variar según el editor que usemos, unos añaden a la izquierda del segmento y otros sólo permiten añadir sub-segmentos a partir del primer contacto desde el riel de la izquierda.

La imagen anterior representa un segmento y debajo un sub-segmento

Contactos en diagrama ladder

Un contacto representa un componente del interruptor eléctrico. Un contacto actúa como entrada en un segmento. Está asociado con una etiqueta de variable de entrada.

La figura anterior representan contactos NA y NC.

Un contacto normalmente abierto (NO – Normal Open) no permite el flujo de electricidad en su estado no activado. La corriente puede pasar a través de un contacto NA solo cuando está activado o cerrado.

Un contacto normalmente cerrado (NC – Normal Closed) permite que pase la corriente cuando está inactivo. Cuando se activa, se abre y esto detiene el flujo de corriente. Por lo tanto, su funcionamiento es exactamente opuesto al de un contacto NO.

Bobina de salida

Una bobina representa una salida, generalmente una bobina de relé para arrancar una máquina o una luz indicadora para mostrar que está encendida. Se encuentra en el lado derecho de un segmento (siempre es el último elemento del segmento. Una bobina está asociada con una variable de salida o una variable virtual.

Si la bobina está encendida o no depende de si la corriente la alcanza a través de los contactos, las entradas, en el lado izquierdo del segmento o sub-segmento. Las bobinas asociadas con variables de salida, cuando se activan en una simulación, mostrarán esta activación al iluminarse en la interfaz de E / S PCL, descrito anteriormente.

El usuario puede elegir tres tipos diferentes de bobinas:

Bobina de salida: Esta es una bobina normal, activada cuando se suministra corriente, desactivada cuando no llega corriente.
Bobina de bloqueo (SET): Esta bobina se enciende cuando la corriente lo alcanza y queda bloqueada. Cuando se corta la corriente, permanece activada.

Desbloqueo de la bobina (RESET): Esta bobina se apaga cuando se activa. Esto se usa normalmente para desenganchar una bobina bloqueada.

También podemos ver una función R/S en un solo bloque.

Tenga presente que en el bloque anterior SR si las dos entradas están activadas siempre prevalecerá el reset. Esto es así porque el símbolo R1 indica la prioridad.

Contadores

El contador cuenta cosas, es decir, el número de veces que el interruptor asociado con la variable Acumulador (Accum), está cerrado. Comienza en 0 y cuenta hasta un valor predeterminado, Preset. Cuando el Accum llega a Preset, la bobina de salida, DN pasa a nivel alto. Hay una segunda entrada al Contador, el Reset. Cuando la entrada Reset se establece en alto, el Accum se vuelve a establecer en 0 y DN se desactiva.

La figura anterior es un contador típico en ladder

Los contadores pueden estar representados como el de la imagen anterior con entrada de conteo y reset o mediante módulos separados, uno para conteo y otro para reset, aunque lo más eficaz y profesional es encontrar el módulo con las dos entradas a la vez.

Cada editor ladder tiene su forma de representar el contador a su manera, lo importante del editor es que contenga contadores en la programación ladder.

Un ejemplo es el editor LaduinoControl que además de estas funciones tiene la de poder dar la vuelta al contador cuando llega al contaje establecido. En el ejemplo anterior, cuando el contador alcanza el valor 5, hace un reset y vuelve al valor establecido inicial que tiene el valor de 1. Por lo tanto en este caso no es necesario usar la entrada reset salvo que queramos resetear el contador antes de llegar al final del contaje.

Temporizadores

El temporizador marca el tiempo. Es similar al contador en que hay una variable Accum para contar los segundos que han pasado y una variable Preset, que es un lapso de tiempo preestablecido que debe alcanzarse antes de que pueda comenzar otro proceso. El temporizador se puede configurar para el trabajo de tres maneras diferentes.

Timer-On-Delay (TON): el reloj del temporizador comienza a contar segundos en Accum cuando la entrada NO se establece en alta. Cuando Accum llega a Preset, DN se establece alto.

Cuando la entrada de NO baja, Accum se vuelve a establecer en 0. Esto sucederá independientemente de si Accum ha alcanzado el Preset o si el conteo todavía está en curso.
Timer-Off-Relay (TOF) : este temporizador funciona igual que el temporizador TON, excepto que comienza cuando la entrada baja. Cuando la entrada es alta, Accum se vuelve a establecer en 0. Por lo tanto, un TOF con una entrada NC funciona igual que un TON con una entrada NO.

Retentive-Timer-On (RTO): el temporizador RTO funciona como el temporizador TON, excepto que, durante el conteo, la entrada NO se establece en baja, Accum retiene su último valor. Si la entrada NO se establece nuevamente en alta, el temporizador comienza a cronometrar nuevamente desde el punto en que se detuvo. Para restablecer este temporizador, hay una segunda entrada de restablecimiento. Cuando se establece alto, Accum se establece nuevamente en 0.

También hay temporizadores de impulsos, igual que un multivibrador, generan un tren de impulsos y son muy agradecidos por los programadores.

Contacto de borde (flanco) positivo y negativo

Ya has aprendido sobre las instrucciones de contactos abierto o cerrado, ahora miremos otro tipo que será muy útil como detectores de flanco positivo o negativo.

El contacto de detección de borde positivo (transición, flanco) se parece mucho al contacto normal cerrado. De hecho, tiene el mismo símbolo, excepto que este tiene una P en el espacio en blanco:

Contacto de detección de transición positiva

Además, la funcionalidad es un poco diferente. Porque esta instrucción no evalúa el estado de un bit, sino el cambio en el estado de un bit. Un cambio positivo o un cambio de 0 a 1 para ser más específico.

Lo mismo sería con el equivalente en negativo. Detectaría el cambio de positivo a negativo de 1 a 0.

Hay muchas más funciones y repito, según el editor nos podemos encontrar con cientos de ellas o unas cuantas. De ti depende lo que vayas a realizar con el editor ladder.

Más adelante seguiremos con otras funciones que son interesantes como el registro de desplazamientos o la lectura analógica digital.

El PLC no solo es para la industria, en el ámbito doméstico también es completamente válido, podemos automatizar toda una vivienda con un Arduino, un Shield y progrmarlo con un editor ladder tipo LaduinoControl, así de fácil y por unos pocos dólares o euros. Desde programar todas las luces de casa, control de la calefacción, pasando por el garaje y el riego del jardín.

Y en pequeñas instalaciones industriales y con buenos componentes también podemos abordar proyectos de bajo costo. Anteponiendo siempre la seguridad de las personas sobre cualquier instalación.

En el mundo de los editores ladder podemos encontrar LDmicro, LaduinoControl, Outseal PLC, MicroLadder, etc.

Seguramente algunos dirán de que porqué estos y no otros. Muy fácil, estos editores son buenos y sobre todo gratis, no llevan nada escondidos como ocurre con algunos editores que dicen gratis y si los vas a usar o son tipo demo o tienes que comprar el runtime.

Puedes compartir con nosotros tu opinión sobre el editor ladder que usas normalmente.

Preferiblemente que no sea de grandes marcas como Siemens o AEG. Nos estamos centrando en editores que son compatibles con Arduino, AVR o PIC.

Muchas gracias por leer hasta el final.