G1 Diagrama Ladder. SISTEMAS NEUMATICOS PDF

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DEBERES HIDRAULICA SOBRE NOMENCLATURA, DIAGRAMAS, VÁLVULAS....

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UNIVERSIDAD DE LAS FUERZAS ARMADAS ESPE-L HIDRAULICA NRC: 5022 IV “B” INGENIERIA AUTOMOTRIZ

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UNIVERSIDAD DE LAS FUERZAS ARMADAS ESPE INGENIERIA AUTOMOTRIZ

HIDRAULICA Y NEUMATICA NOMBRE:

STALYN ALVAREZ JOSÉ YACELGA HECTOR ORTIZ LENIN CARRILLO LENIN IÑACAZA EDWIN CAMPAÑA NICOLAS PACHACAMA ARIEL FLORES

DOCENTE: ING. HECTOR TERAN NRC:

5022 NOVIEMBRE 2020 – ABRIL 2021

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TEMA: DIAGRAMA LADDER INTRODUCCIÓN La presente investigación tiene como finalidad dar a conocer el diagrama en escalera, también ladder o diagrama ladder. Se puede definir al diagrama ladder como un lenguaje de programación gráfico muy popular dentro de los autómatas programables debido a que está basado en los esquemas eléctricos de control clásicos. Alcívar (2011) señala que con los conocimientos que todo técnico o ingeniero eléctrico posee, es muy fácil adaptarse a la programación en este tipo de lenguaje. Por ende en esta investigación se puede analizar que “consta de dos líneas verticales con tensión y líneas horizontales con contactos y bobinas de relés o solenoide” (Davalos, 2015). Siempre una sola bobina o solenoide por línea para poder aplicarles el voltaje correcto. Cuando estén cerrados todos los contactos de una línea se activará la bobina de esa línea.

Ladder es uno de los diferentes lenguajes de programación para los controladores lógicos programables (PLCs) estandarizados con IEC 61131-3. En Ladder, la energía se desplaza de izquierda a derecha en lugar de arriba hacia abajo como en los esquemas eléctricos. En un circuito típico aparecen los contactos en la parte izquierda y una bobina en la parte derecha.

Se dará a conocer la forma para programar un autómata con Ladder, es necesario estar familiarizado con las reglas de los circuitos de conmutación, “también denominada Lógica de

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3 Contactos” (Davalos, 2015), además conocer cada uno de los elementos de que consta este lenguaje. En conclusión se entiende que el diagrama ladder es una forma de representar circuitos eléctricos con relés en que se muestra cada etapa o “escalón” de control como una línea horizontal, lo que permite visualizar la secuencia de las operaciones mejor que en los circuitos eléctricos convencionales (Alcívar, 2011, pág. 15). Palabras clave: diagrama, programación, lenguaje, control. ABSTRACT The present research aims to present the ladder diagram, also ladder or ladder diagram. The ladder diagram can be defined as a very popular graphic programming language within programmable automatons because it is based on classical electrical control schemes. Alcívar (2011) points out that with the knowledge that every electrical technician or engineer possesses, it is very easy to adapt to programming in this type of language. Therefore, in this research it can be analyzed that “it consists of two vertical lines with voltage and horizontal lines with contacts and solenoid or relay coils” (Davalos, 2015). Always only one coil or solenoid per line in order to apply the correct voltage to them. When all the contacts of a line are closed, the coil of that line will be activated. Ladder is one of the different programming languages for programmable logic controllers (PLCs) standardized with IEC 61131-3. In Ladder, the energy moves from left to right in the place from top to bottom as in electrical diagrams. In a typical circuit, the contacts appear on the left side and a coil on the right side.

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4 The way to program an automaton with Ladder will be revealed, it is necessary to be familiar with the rules of switching circuits, "also called Contact Logic" (Davalos, 2015), in addition to knowing each of the elements that it consists of. this language. In conclusion, it is understood that the ladder diagram is a way of representing electrical circuits with relays in which each control stage or "step" is shown as a horizontal line, which allows visualizing the sequence of operations better than in conventional electrical circuits. (Alcívar, 2011, p. 15). Keywords: diagram, programming, language, control. DESARROLLO Diagramas de Escalera Los diagramas de escalera son usados para la representación general de circuitos de control que facilite su análisis mediante el uso de contactos NA y NC, Temporizadores, Contadores de eventos y otros elementos de control, mediante conexiones entre elementos que tiene similitud con una escalera, de aquí su nombre. En algunos casos, los diagramas de escalera son considerados como instrucciones para el alambrado de circuitos de control. Es llamado Diagrama Escalera debido a que varios de los dispositivos del circuito están conectados en paralelo a través de una línea de cd ó ca lo cual, todo en conjunto se asemeja a una escalera. La interpretación de un diagrama escalera se realiza de izquierda a derecha y generalmente de arriba hacia abajo. En cada rama se analiza la conexión de los elementos de entrada y los contactos de los elementos de control y se determina qué condiciones hacen que la salida sea o no energizada. Para facilitar su análisis se sustituye por un diagrama de escalera

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Figura 1: Diagrama eléctrico de conexiones

Figura 2: Flujo de corriente

Partes de un Diagrama Escalera 1. Está formado por dos líneas verticales (bus) o líneas de alimentación eléctrica. La corriente fluye de la línea izquierda a la derecha 2. Cada renglón es un circuito eléctrico. 3. Cada renglón tiene dos componentes: a) Por lo menos un circuito que es controlado, es el último elemento del renglón (línea vertical derecha)

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6 b) La o las condiciones que controlan los dispositivos de salida 4. Se dice que un renglón tiene continuidad eléctrica cuando la corriente fluye sin interrupción de izquierda a derecha a lo largo del renglón (todos los contactos están cerrados). 5. Si existe continuidad entonces se completa el circuito y el dispositivo controlado por el renglón se activa. 6. Si no hay continuidad en el reglón el dispositivo continuará apagado. Ejemplo de representación del diagrama escalera:

Figura 3: Diagrama escalera del circuito de la figura 1

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7 Programación Ladder Para programar con Ladder, se debe tener conocimiento de las reglas de los circuitos de conmutación, (también denominada Lógica de Contactos), además de conocer cada uno de los elementos de que consta este lenguaje. Entre los elementos más comunes de este tipo de programación podemos encontrar: •

Contacto normalmente abierto (E1): si la variable asociada E1 vale ‘0’, el contacto permanece abierto, y si vale ‘1’ se cierra.

•

Contacto normalmente cerrado (E2): si la variable asociada E1 vale ‘1’, el contacto permanece abierto, y si vale ‘0’ se cierra.

•

Salida, bobina o relé (S1): la variable asociada S1 tomará el valor de la variable (o combinación de variables) que esté a su entrada (punto de conexión del lado izquierdo). También se puede enclavar o desenclavar, indicándolo con una S o R como se indica en los casos de S2 y S3.

Figura 4. Elementos básicos del diagrama de escalera

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8 Sistemas Combinacionales Aunque en los sistemas industriales la programación se centra en procesos secuenciales, no teniendo demasiado interés los procesos combinacionales, es necesario conocer la lógica combinacional ya que en muchas ocasiones es necesaria en la programación secuencial. Una vez obtenida la función lógica de un problema combinacional, el paso a Ladder o esquema de contactos es muy sencillo. De acuerdo con el álgebra de Boole aplicada a la conmutación, las sumas serán contactos en paralelo, los productos contactos en serie y las negaciones contactos normalmente cerrados.

Figura 5. Implementación de funciones lógicas

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 cuales 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.

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9 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 puede haber otros ajustes, p.e. leyendo las entradas, un valor de una base de datos, etc.

•

T0…MAX: número de temporizador. El número MAX depende del fabricante

•

Paro del temporizador: es opcional y pone a cero el valor contado en el temporizador.

Figura 6. Elementos Temporizadores

TIPOS DE TEMPORIZADOR: •

SE - Con retardo a la conexión

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10 Figura 7. Retardo de conexión

•

SS - Con retardo a la conexión activado por impulso en set

Figura 8. Retardo a la conexión activada

•

SI - mientras mantenemos conectada la señal set, la salida estará activa durante KT.

Figura 9. SI Salida activa KT

•

SV - mantiene la salida activa durante KT

Figura 10. SV Salida activa KT

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11 CONTADORES El contador es un elemento capaz de llevar el cómputo de las activaciones de sus entradas, por lo que resulta adecuado para memorizar sucesos que no tengan que ver con el tiempo pero que se necesiten realizar un determinado número de veces. En la figura puede verse el esquema de un contador, Ci, bastante usual, donde pueden distinguirse las siguientes entradas y salidas: •

Entrada RESET (R): Permite poner a cero el contador cada vez que se activa. Se suele utilizar al principio de la ejecución asignándole los bits de arranque, de modo que quede a cero cada vez que se arranca el sistema.

•

Entrada PRESET (P). Permite poner la cuenta del contador a un valor determinado distinto de cero, que previamente se ha programado en Cip.

•

Entrada UP (U): Cada vez que se activa produce un incremento en una unidad de la cuenta que posea en ese momento el contador.

•

Entrada DOWN (D): Cada vez que se activa produce un decremento en una unidad de la cuenta que posea en ese momento el contador.

•

Salida FULL (F): Se activa al producirse un desbordamiento del valor del contador contando en sentido ascendente.

•

Salida DONE (D): Se activa cuando el valor del contador se iguala al valor preestablecido Cip.

•

Salida EMPTY (E): Se activa al producirse un desbordamiento del valor del contador contando en sentido descendente.

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Figura 11. Contadores

MONOESTABLES El monoestable es un elemento capaz de mantener activada una salida durante el tiempo con el que se haya programado, desactivándola automáticamente una vez concluido dicho tiempo. Una de sus principales ventajas es su sencillez ya que sólo posee una entrada y una salida como podemos observar en la siguiente figura. •

Entrada START (S): Cuando se activa o se le proporciona un impulso comienza la cuenta que tiene programada.

•

Salida RUNNING (R): Se mantiene activada mientras dura la cuenta y se desactiva al finalizarla. Al igual que con el temporizador, para programar la cuenta hay que introducir los valores de Mip y Mib.

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Figura 12. Elementos Monoestables

CUADRO DE ASIGNACIONES

Figura 13. Esquema Diagrama Escalera

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14 REPRESENTACION DE DIGRAMAS LADDER Ladder es uno de los diferentes lenguajes de programación para los controladores lógicos programables (PLCs) estandarizados con IEC 61131-3. En Ladder, la energía se desplaza de izquierda a derecha en lugar de arriba hacia abajo como en los esquemas eléctricos (Brunete, 2021). A continuación, se presenta un esquema, para el encendido de una lámpara y una bocina mediante un relé. Se detalla el circuito de conexión eléctrica y su respectivo diagrama Ladder.

Figura 14. Diagrama eléctrico de conexiones.

Para facilitar su análisis, en caso de una falla se sustituye por un diagrama de escalera.

Figura 15. Diagrama Ladder

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15 Mediante el pulsador SW1 se activará el relé con la etiqueta CR1, si CR1 se encuentra normalmente cerrado se activara la bocina, mientras que si CR1 se encuentra normalmente abierto, se activara el foco. CONCLUSIONES •

Concluimos que el lenguaje de programación ladder o escalera se puede representar mediante el uso de símbolos como son: contactos N.A o N.C (normalmente abiertos o normalmente cerrados), temporizadores, relés, registro de desplazamiento, etc.

•

El entorno de programación en ladder lenguaje fundamental de los PLC (control lógico programable), ya que estos fueron desarrollados para reemplazar los sistemas de control lógicos que utilizaban relés, debido a esto el lenguaje inicial para su programación deberá tener semejanzas con los diagramas utilizados en la lógica para relés.

•

La programación de este tipo de lenguaje es muy fácil entender para cualquier técnico eléctrico que posea conocimientos sobre el lenguaje PLC

BIBLIOGRAFIA a) Alcívar, C. (2011 de Diciembre de 2011). Automatización. Obtenido de https://bibdigital.epn.edu.ec/bitstream/15000/4612/1/CD-4228.pdf b) Davalos, M. (15 de Febrero de 2015). Academia Edu. Obtenido de Academia Edu: https://www.academia.edu/38084181/DIAGRAMAS_LADDER_ESCALERA c) Guerrero, A. ,. (2018). Solución de secuencias neumáticas aplicando el uso del diagrama. INNOVACIÓN Y DESARROLLO TECNOLÓGICO REVISTA DIGITAL, 118.

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