Módulo 4. Ladder
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ESPECIALIZACIÓN TECNOLÓGICA EN
Programa
AUTOMATIZACIÓN INDUSTRIAL
luiscarlosmeneses@gmail.com
Autor del diseño Ingeniero en Automatización Industrial, Universidad del
Cauca.
Magister en Ingeniería del Mantenimiento, Universidad
Politécnica de Colombia
Fecha de actualización 16/11/2017
Estructura para el diseño de cursos virtuales
Versión 2. Agosto de 2016
TABLA DE CONTENIDO
Durante este documento se lleva a cabo la explicación del lenguaje LADDER desde su
estructura hasta las instrucciones que pueden implementarse en este mismo lenguaje.
Se habla acerca de las entradas y salidas, los símbolos de las mismas, instrucciones
lógicas y su implementación, entre otras. De tal manera que mediante el desarrollo de
ejemplos en CODESYS 3.5 se brinden las herramientas necesarias para implementar el
uso de este software y del lenguaje en específico. Ampliando la visión hacia un
conocimiento más aplicado para enfrentarse a una realidad más industrial.
Los estándares de programación son los asignados por la norma IEC 61131 que también
serán abarcados dentro de la temática de este módulo. Se implementó un programa de
ejemplo de una maquina industrial utilizando este estándar en el software CODESYS
3.5. Con la finalidad de familiarizar mejor los conceptos de la norma aplicados a
LADDER.
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Versión 2. Agosto de 2016
1.1. INTRODUCCIÓN
Destacando una de sus características y por la cual es tan cómodo programar con este
es su similitud a una red, es decir es un lenguaje grafico el cual lleva la programación a
una lógica de circuitos eléctricos, en la cual se utilizan contactos y bobinas; es decir si
se está familiarizado con el mundo de la electrónica será muy fácil comprender la lógica
usada por este lenguaje.
Cabe acarar que se pueden definir tantas cantidades de contactos como sean necesarios
teniendo en cuenta que solo pueden ser definidos a la izquierda de cada red; así mismo
se pueden definir la misma cantidad de bobinas siempre y cuando sean definidas a la
derecha de las ya nombradas líneas o redes.
1.2.3. Bobinas
Son las salidas de cada una de las redes al ser cumplidas todas las condiciones o
contactos que componen estas. Se debe tener en cuenta que a la salida de una red
pueden existir tantas bobinas como se deseen al final de una red, permitiendo con una
secuencia de condiciones la activación de múltiples salidas. Así mismo se encuentran
bobinas definidas como bobinas en set o reset lo cual indica que al ser activadas
quedaran ancladas o deshabilitaran una anteriormente anclada respectivamente.
En la figura anterior se encuentra un operador lógico por bit AND el cual permite la
activación o cambio de estado de una variable (salida del operador), según sea el valor
o estado de las variables de entrada de este (entradas del operador). En este caso se
observa que este operador está definido por dos entradas y una salida, esto quiere decir
que en cuanto las variables de entrada sean 1 y solo si las dos están activas, se activara
la salida (en este caso la variable E) permitiendo condicionar dos entradas para generar
una salida.
Para este operador el software Codesys V3.5 permite realizarlo entre dos o tres
entradas y una salida, esto se puede generar mediante el menú de operadores lógicos o
mediante la barra de herramienta evidenciada en la siguiente figura.
b. Operador Lógico OR
A diferencia del operador anterior este discrimina la dependencia de las entradas para
que la salida sea activada, es decir, solo consta con tener una de las entradas activas
poder generar la salida.
a. Operador ADD
Permite la suma de dos o más variables, en el caso del software Codesys V3.5 se puede
realizar la suma hasta de 3 variables.
En este caso es lo mismo que tener definida una suma en lenguaje de Texto
Estructurado, es decir, como si la variable H contuviera la suma de la variable F sumada
a la variable G.
b. Operador MUL
Este operador permite realizar a multiplicación entre variables de entrada
almacenadas en una de salida como se observa en la figura a continuación.
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c. Operador DIV
El operador DIV permite realizar divisiones entre las variables de entrada para su
visualización posterior en una variable de salida.
Como se puede evidenciar este tipo de operadores permiten la operación entre las
variables para ulteriormente visualizar los mismos, por obviedad existen operaciones
para cada una de las operaciones básicas y así mismo para igualdades y comparaciones
si se basa el estudio de los mismos en el software Codesys V3.5
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NOMBRE DEFINICION
SUB Substracción
EQ Igualdad
NE Desigualdad
LT Menor que
LE Menor o igual que
GT Mayor que
GE Mayor o igual que
Figura 13. Tabla significado abreviaciones Operadores Matemáticos Descripción Codesys V3.5
Tomado de: Software Codesys V3.5.
Ulteriormente se procede a programar las redes, se tendrá en cuenta que este programa
consiste en la demostración visual de comportamiento de condicionales por medio de
palancas, en este caso se usaran dos y sus combinaciones de estado permitirán la
visualización de lámparas como testigos de funcionamiento en el software Codesys V3.5
En este caso se tiene un condicional en el cual permite hacer set a un valor en alto de la
lámpara 1 y un Reset de la lámpara dos con el fin de que si se encuentra encendida en
un estado anterior y al ser accionada solamente la primera palanca, solo sea encendida
la primera lámpara.
Posteriormente se realizara una red cuya programación será el evidenciar si los dos
interruptores se encuentran apagados y se apagaran las lámparas para que solo se
muestre dicho testigo cuando esto ocurra.
Finalmente se realizara una red la cual tenga un condicional opuesto al visto e la figura
anterior, donde al estar los dos interruptores activos se encenderá un testigo
evidenciando esto y apagara las lámparas en set si alguna lo está.
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Para poder visualizar dicha programación se realizará por medio de un panel mediante
el software Codesys V3.5
Con esto se podrá visualizar cada una de las redes al ser cumplidas las condiciones para
cada una de las palancas de la siguiente manera.
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Preguntas de reflexión:
1.5. CONCLUSIONES
2.1. INTRODUCCIÓN
Parea esta temática el principal objetivo es brindar una visión del lenguaje LD según los
estándares de la norma IEC 61131-3 explicando el paso a paso de tres ejemplos
sencillos que ilustran la utilización de las herramientas básicas y de esta manera el
lector pueda familiarizarse con este lenguaje.
Para empezar y sabiendo que en CODESYS 3.5 las líneas horizontales o escaleras
mediante las cuales se desarrolla una instrucción en lenguaje LD se denominan redes.
Lo primero es insertar una nueva red con clic derecho sobre el editor se desplegará un
menú como se muestra en la figura 25.
Para insertar un nuevo contacto de cualquier tipo también se puede hacer desde el
mismo menú mencionado anteriormente en la opción de insertar contacto ya sea
cerrado o abierto, también se pueden insertar bobinas, etiquetas, módulos entre otros.
Otra manera de insertar cualquiera de estos componentes es a través de la barra
superior que tiene a la mano los componentes más comunes y como se puede observar
a continuación en la figura 26.
Por último, se tiene una opción un poco más completa que es la barra de herramientas
en donde se puede encontrar cualquier componente o función como se muestra a
continuación en la figura 27.
Después de insertar el contacto que para este ejemplo fue un contacto normalmente
abierto, se puede observar cómo se empieza a dar forma a la primera instrucción en la
figura 28.
Generalmente estos contactos son sensores que indican la posición de un actuador por
ejemplo o también botones de arranque, rearme o emergencias. Para este caso se asume
que es u botón llamado S1 asignado como una variable de tipo BOOL como se puede
observar a continuación en la figura 29.
El siguiente paso será poner en línea el proyecto para probarlo y se observa que Y0
inicia con un valor de FALSE debido a que no se ha activado el botón S1 y que luego al
estar en TRUE se enciende el piloto como se muestra a continuación.es importante
recordar que ara probar es necesario configurar el modo de simulación.
TIMER una variable tipa TIME llamada VTIME a la cual asignaremos los valores de le
parámetro ET del temporizador y las salidas (pilotos): Y1, Y2, Y3.
Siguiendo con la instrucción dos se tiene una salida mediante un contacto que se asigna
como TIMER.Q refiriéndose a un parámetro de tipo BOOL del contador que es TRUE
cuando acaba el tiempo. Es decir que el piloto Y2 se activara al tiempo que el piloto Y1
debido a que son dos maneras de generar la misma instrucción.
Por último, se tiene un operador matemático (mayor que) el cual estará siempre
encendido debido al contacto TRUE. este operador va a comparar en tiempo real los
segundos que han pasado del TIMER en la simulación mediante la variable VTIME y si
esta excede dos segundos se activara el piloto tres Y3.
𝑨+𝑩+𝑪+𝑨−𝑩−𝑪−
En primer lugar se declararon las variables donde se tienen dos sensores de posicion
para cada actuador, cinco salidas para las valvulas y un boton de inicio llamado START.
Todas las nombradas anteriormente son de tipo BOOL como se muestra a continuacion
en la figura 36. El programa esta compuesto por siete instrucciones las cuales se
interpretan como escaleras o redes en este caso. En cada una de las redes tenemos
contactos de los sensores que indican la posicion de los actuadores y asi mismo que
bobina activar.
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Como se mencionó anteriormente se tienen dos sensores en cada actuador sin embargo
para la simulación estos sensores serán botones que se pueden observar a continuación
en la figura 37 en PANEL DE CONTROL y se accionaran manualmente. En la primera
instrucción se programaron las condiciones iniciales. Es decir, tres contactos que
representan los sensores que indican la posición de cada actuador, para este caso son
A0, B0, C0. Esta condición activa una bobina llamada READY, sin embargo, no empezó
la secuencia pues START esta en FALSE.
Al salir (A) las posiciones en los sensores ahora son A1, B0, C0. Lo que podemos
evidenciar en la red numero 3 donde se insertaron tres contactos normalmente
abiertos para estas respectivas posiciones y que activan el paso B+. En esta red se puede
ver que la bobina Y3 es un SET. Esto quiere decir que quedara enclavada hasta que se
declare su RESET. Esta bobina es activada con SET y RESET pues es una válvula
monoestable.
Fuente: El autor.
Al salir el actuador (B) las posiciones son las que se observan en la red cuatro en la
figura 40 y se activa la bobina Y5 realizando el paso C+ sin embargo, B+ o Y3 continúa
enclavados.
La instrucción (A-) se lleva a cabo mediante la bobina Y2 que tomara un valor de TRUE
cuando los contactos A1, B1, C1 estén activos como se muestra a continuación en la
figura 41 en la instrucción cinco. Por otro lado, B sigue enclavado.
Finalmente, la instrucción (C-) se ejecuta cuando están activos los contactos B0,C1,A0
como se muestra en la instrucción 7 de la figura 43 siguiente.
𝑨+𝑪+𝑪−𝑩+𝑪+𝑪−
2.4. CONCLUSIONES