Unidad1 desc-ap plc

Aplicación de los PLC en la
automatización de procesos
industriales
UNIDAD 1
Contextualización y conceptualización
de lógica cableada

UNIDAD 1 - Contextualización y conceptualización de lógica cableada
Copyright SENA ©, 2012. 2
Tabla de contenidos
• Presentación
• Compuertas Lógicas
o Función Lógica NOT
o Función Lógica AND
o Función Lógica OR
• Lógica Cableada
o Ejemplo de Función NOT
o Ejemplo de Función AND
o Ejemplo de Función OR
• Contactos
o Contactos normalmente abiertos
o Contactos normalmente cerrados
• Lógica combinatoria
• Lenguajes de programación. Plano de contactos
• Caso 1: Encendido de una lámpara
o Paso 1: Conexión
o Paso 2: Funcionamiento
• Caso 2: Autoretención
• Caso 3: Ecuación de proceso
• Repaso de la unidad
• Referencias
• Cibergrafía
• Créditos

Presentación
La aparición y desarrollo de los controladores lógicos programables, ha marcado
un nuevo devenir en la sociedad industrial actual, que cambia constantemente.
Hablando de la historia de los automatismos, se puede establecer que la forma de
entender los mismos, parte de dos conceptos principales: La lógica cableada y la
lógica programada.
En la lógica cableada intervienen disciplinas como la neumática, la
electroneumática, la hidráulica, la electrónica y la electricidad; «…En el caso de la
tecnología eléctrica, las uniones físicas se realizan mediante cables eléctricos,
relés electromagnéticos, interruptores, pulsadores, etc. En lo que respecta a la
tecnología electrónica, las puertas lógicas son los elementos fundamentales…En
el caso de la tecnología fluídica, su implementación viene siendo efectuada por
tuberías de acero, cobre, P, etc, junto con elementos tales como válvulas,
distribuidores, manorreductores, etc...La tecnología neumática ha sido, y es aún
frecuentemente utilizada, en los automatismos industriales…»(García: 1999: 22-
23)
Así es que para contextualizar la lógica cableada y los circuitos digitales, es
fundamental estudiar las compuertas y funciones lógicas, que se basan en las
operaciones binarias booleanas. Entonces, en esta unidad se repasará acerca de
los símbolos, tablas de verdad, representaciones de Boole de las compuertas
lógicas y conexión de compuertas (circuito lógico combinatorio).
De otro lado, se estudiará la lógica de contactos, en la cual el elemento
fundamental es el interruptor electromagnético denominado relé , junto con
pulsadores, interruptores y contactores., así como el lenguaje de programación en
plano de contactos.

• Resultados de aprendizaje
o Aplicar diferentes lenguajes de programación de un PLC.
o Brindar soluciones a la automatización de sistemas de eventos discretos.
• Conocimientos de concepto y principios
o Algebra de Boole.
o Programación de controladores lógicos programables.
o Fundamentos de: electrotecnia, electrónica, neumática, hidráulica.
o Lenguajes de programación de un PLC.
o Lenguaje LADDER.
• Conocimientos de proceso
o Modelar matemáticamente mediante ecuaciones booleanas de sistemas
discretos.
o Manejar los diferentes lenguajes de programación de un PLC.
o Conceptualizar los fundamentos base de electrotecnia, electrónica,
neumática e hidráulica para la programación de un PLC.
o Aplicar el lenguaje de programación LADDER en un proceso industrial
básico.
• Criterio de evaluación
o Aplica diferentes lenguajes de programación de un PLC.
• Tiempo estimado de estudio: 4 horas.

Compuertas lógicas
El diseño de circuitos combinatorios se basa en la utilización de funciones lógicas
de las cuales las más comunes son la OR, la AND y la NOT.
Para ver más explicación y ejemplos acerca de compuertas lógicas. Ir a:
http://www.dea.icai.upco.es/jarm/Asignaturas/iind_4_AutomatizacionIndustrial/2booleauto
matismos.pdf
http://www.esi2.us.es/~jaar/Datos/FIA/T3.pdf
http://www.zunal.com/zunal_uploads/files/20100507010458yheTa.pdf
Función lógica NOT
La función NOT invierte o niega el dato de entrada, es decir si se tiene un uno(1)
en la entrada a la que se denomina A, a la salida a la que se denomina B se tiene
un cero (o) y viceversa.
Cuando se hace referencia a un uno (1) se habla de presencia de un voltaje y al
hablar de un cero (o) se especifica la ausencia del mismo; como se puede apreciar
en la gráfica 1.1 y demostrando su funcionamiento en la gráfica 1.2.
TABLA DE
VERDAD
REPRESENTACIÓN FUNCIONAMIENTO
Gráfica 1.1: Representación y Tabla
de verdad FUNCIÓN B=A’.
Gráfica 1.2: Funcionamiento.

Función lógica AND
La función AND también conocida como “función Y” consiste en una operación de
mínimo dos entradas, las cuales operan y entregan un resultado de encendido o
uno (1) al que se denomina C, solo si cada una de ellas entrada A y entrada B
también son iguales a uno (1).
Para comprender mejor este principio, en la gráfica 1.3 respectivamente se puede
apreciar que la entrada A “Y” y la entrada B son iguales a uno (1), representando
este resultado en C, y demostrando su funcionamiento en la gráfica 1.4.
Función lógica OR
La función OR también conocida como “función “O” consiste en una operación de
mínimo dos entradas, las cuales operan y entregan un resultado de encendido o
uno (1) al que se denomina C, si ambas o alguna de ellas, entrada A o entrada B
es igual a uno (1).
Para comprender mejor este principio, en la gráfica 1.5 se muestra su
representación, y en la gráfica 1.6 su funcionamiento.
TABLA DE
VERDAD
Gráfica 1.3: Representación y Tabla
de verdad. FUNCIÓN C = A AND B ,
C = A B o también C = A*B.

Lógica cableada
Por naturaleza, la lógica cableada es lógica de conmutación donde los elementos
de tipo “todo o nada” son implementados mediante contactores, relés y sus
contactos asociados. (Guarnizo: 2008).
Para ilustrar la metodología general, a continuación se realizan varios ejemplos
donde se puede observar la equivalencia de las funciones lógicas en lógica
cableada.
Ejemplo de función NOT
Como se observa, en la gráfica 1.7 la bombilla a la que se denomina L, solo se
enciende si el interruptor al que se denomina K está abierto, porque al cerrar el
interruptor L o activarlo, se produce un corto evitando que la bombilla K encienda.
TABLA DE
VERDAD
Gráfica 1.5: Representación y Tabla de
verdad. C= A OR B o también C = A + B.

Ejemplo de función AND
Como se observa, en la gráfica 1.8, la bombilla denominada como L solo enciende
cuando el interruptor denominado K1 y el interruptor denominado K2 están
activados o cerrados.
Gráfica 1.7: Interruptor (K) y bombillo (L).
Gráfica 1.8: Interruptor (K1) y (K2), y bombillo (L).

Ejemplo de función OR
Como se observa en la gráfica 1.9, la bombilla denominada como L solo enciende
cuando el interruptor denominado K1 o el interruptor denominado K2 están
activados o cerrados. Igualmente, si ambos, K1 y K2, están activados o cerrados,
la bombilla encenderá
Contactos
En este momento se hará una analogía entre los interruptores anteriormente
utilizados con los contactos.
Contactos normalmente abiertos
En la gráfica 2.1, se puede apreciar que los contactos normalmente abiertos
siguen el comportamiento del elemento asociado.
Gráfica 1.9: Interruptor (K1) y (K2), y bombillo (L).

Contactos normalmente cerrados
En la gráfica 2.2, se puede apreciar que los contactos normalmente cerrados
invierten el comportamiento del elemento asociado.
Lógica combinatoria
En la gráfica 2.3 se analiza el comportamiento de circuitos lógicos: «Si el sistema
no requiere de variables de estado, el análisis de automatismo puede ser tratado
según la lógica de circuitos combinatorios (García, 2001, p.51).
Gráfica 2.1: Contactos normalmente abiertos.
Gráfica 2.2: Contactos normalmente abiertos.

Lenguajes de programación. Plano de contactos
El plano de contactos, denominado de escalera o LADDER, es uno de los dos
lenguajes gráficos más utilizados en la programación de autómatas programables,
por lo que en esta sección se estudiará por medio de varios casos sencillos sus
elementos más fundamentales.
«El lenguaje de contactos expresa las relaciones entre señales binarias como una
sucesión de contactos en serie y en paralelo» (Balcells & Romeral, 1997, p. 204).
Gráfica 2.3: Diagrama, comportamiento de circuitos lógicos.

Caso 1: Encendido de una lámpara
Paso 1: Conexión.
En este paso se muestra la conexión y el programa incluido en el PLC.
La línea denominada L1hace referencia a 24 V y la línea denominada L2 a 0 V,
como se aprecia en la gráfica 3.2.
Gráfica 3.2: PLC

Paso 2: Funcionamiento
Una vez pulsado el interruptor se activa la bobina denominada X1 y esta activa
sus contactos.
Al activarse el contacto denominado X1, en el programa, este enciende la salida
denominada Y1 y como a esta salida esta conectada una lámpara, la misma se
enciende, como se aprecia en la gráfica 3.3.
Gráfica 3.3: PLC

Caso 2: Autoretención
1. Inicialmente, la única entrada activa es X2 debido a que el pulsador conectado
a esta bobina esta normalmente cerrado.
2. Al pulsar el inicio X1 se activa y al estar X2 encendido Y1 enciende y por ende
el motor M1.
3. Al pulsar el inicio X1 se activa y al estar X2 encendido Y1 enciende y por ende
el motor M1.
4. Por último, la única manera de que Y1 se apague es que pulsemos a X2.
Gráfica 3.4: PLC

Caso 3: Ecuación de proceso
Lo que se quiere es obtener la tabla de verdad o funcionamiento para el esquema
mostrado a continuación en la gráfica 3.5.
Gráfica 3.4: PLC

Vea más ejemplos de lógica LADDER en:
http://www.scribd.com/doc/6967056/Plc
http://www.monografias.com/trabajos-pdf4/programacion-ladder/programacion-
ladder.pdf
Repaso de la unidad

Referencias
Balcells, J. & Romeral, J.L. (1997). Autómatas programables. Barcelona:
Marcombo.
Garcia, E. (2001). Automatización de Procesos Industriales. México: Alfaomega.
Cibergrafía
• Álgebra de Boole y circuitos con puertas lógicas. (s. f.). En Web de José Ángel
Acosta. Recuperado de:
http://www.esi2.us.es/~jaar/Datos/FIA/T3.pdf
• Conceptos generales de programación. (s.f.). En Scribd. Recuperado de:
http://www.scribd.com/doc/6967056/Plc
• Molina, A. (s.f.). Las compuertas lógicas. Recuperado de:
http://zunal.com/zunal_uploads/files/20100507010458yheTa.pdf
• Programación Ladder PLC básica. (s.f.). En monografías.com. Recuperado de:
http://www.monografias.com/trabajos-pdf4/programacion-ladder/programacion-
ladder.pdf
• Rodríguez, J. (s.f.). Álgebra de Boole. Automatismos cableados. Recuperado
de:
http://www.dea.icai.upco.es/jarm/Asignaturas/iind_4_AutomatizacionIndustrial/2boolea
utomatismos.pdf

Le recomendamos consultar el material adicional para profundizar en:
• Fundamentos de: electrotecnia, electrónica, neumática, hidráulica.
• Diagrama de contactos.
• Lógica combinatoria.
• Lenguajes de programación.
Créditos
Experto Temático:
Wilmar Urrutia Martínez
Asesor Pedagógico:
Mónica Patricia Osorio Martínez
Guionista:
Oscar Iván Pineda Céspedes
Equipo de Diseño:
Leonardo Stiglich Campos
Gabriel David Suárez Vargas
Jhonny Ronald Narváez Olarte
Equipo de Programación:
Diego Rodríguez Ortegón
Julián Mauricio Millán Bonilla
Líder de Proyecto:
Jairo Antonio Castro Casas

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