Sistemas secuenciales con funciones de tiempo y contador

SISTEMAS SECUENCIALES BASADOS EN LAS FUNCIONES DE TIEMPO Y CONTADOR PRÁCTICA #8
1
MC Saturnino Soria Tello
Laboratorio de Automatización
FIME de la UANL
Año 2014
Nombre del alumno: ___________________________
Matricula: _________________
Hora: ______________
Fecha: _____________
LABORATORIO DE AUTOMATIZACIÓN
PRÁCTICA #8
“SISTEMAS SECUENCIALES BASADOS
EN LAS FUNCIONES DE TIEMPO Y
CONTADOR”
OBJETIVO
El alumno podrá resolver aplicaciones de lógica programada con la
función tiempo y contador, además podrá aplicar el visualizador de
textos TD 200 del PLC Siemens.

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Año 2014
PRÁCTICA #8
“SISTEMAS SECUENCIALES BASADOS EN LAS FUNCIONES DE
TIEMPO Y CONTADOR”
8.1 OBJETIVO
El alumno aplicará las funciones de tiempo y conteo a sistemas secuenciales que requieren
retardos de tiempo para encender o apagar funciones utilizando el PLC Siemens, podrá diferenciar la
aplicación de las dos funciones básicas de tiempo relativo, el temporizador con retardo al encendido
identificado como TON y el temporizador con retardo a la desconexión identificado como TOF.
Aplicará las funciones de conteo a sistemas secuenciales como parte de la secuencia, podrá
diferenciar los tres tipos de contador, contador ascendente, contador descendente y el contador que
combina las dos funciones.
Solucionará problemas secuenciales con el PLC considerando el uso del visualizador de textos
TD200, para realizar ajustes de valores preestablecidos a temporizadores y contadores.
Podrá realizar la simulación de circuitos con las funciones de tiempo y conteo con el programa
FluidSim de FESTO, para comprobar el funcionamiento del circuito desarrollado.
8.2 CONCEPTOS PREVIOS DE TEMPORIZADORES
El alumno deberá de conocer la operación de cada uno de los temporizadores y contadores, es
importante que conozca la herramienta “Diagrama de Tiempos” para representar la operación de un
sistema basado en tiempo y contadores.
Algunos PLC’s manejan a la función tiempo como contacto, es decir la sitúan en medio de un
renglón, otros lo manejan como salida interna es decir la ubican al final de un renglón, en el caso del
PLC Siemens el temporizador es utilizado al final de un renglón, como salida.
Al programar un temporizador en un PLC es necesario conocer la dirección y resolución de los
temporizadores, como los mostrados en la figura 8.1 son las direcciones y resolución de los
temporizadores que tiene el PLC Siemens, como ejemplo el temporizador T37 puede ser
seleccionado como TON o TOF dependiendo de la necesidad de la aplicación, tiene una resolución
de 0.1 segundo, de tal manera que el valor preestablecido deberá de multiplicarse por este valor para
obtener el tiempo ajustado al temporizador.

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La resolución es el valor mínimo de tiempo que puede contar el temporizador, el máximo valor
preestablecido que puede tener cualquiera de los temporizadores que tiene este controlador es de
32767 que multiplicado por la resolución de tiempo nos da el valor de tiempo preestablecido.
Figura 8.1.- Temporizadores disponibles en el CPU 212 y 214 de Siemens
Para programar la función tiempo en el PLC S7-200, se debe de conocer algunos campos que son
requeridos para identificar y realizar una selección adecuada del temporizador de acuerdo al valor
preestablecido de tiempo que se requiera programar, la función en si es un bloque con campos
abiertos donde se asignan valores como lo muestra la figura 8.2.
Figura 8.2.- Bloque de tiempo en el PLC Siemens
Los sistemas automáticos basados en la función tiempo pueden ser representados mediante un
diagrama de tiempos, en éste se representan todas las variables del sistema siendo lo más relevante el
encendido y apagado de las funciones, en éste diagrama se puede visualizar un ciclo de operación y
deben de ser graficados todos los componentes.
De este diagrama se puede definir como son afectadas las funciones de salida por las funciones de
tiempo y como éstas son afectadas entre sí, la figura 8.3 muestra un ejemplo de un diagrama de
tiempos, en él son representadas tres funciones de salida y tres funciones de tiempo, la representación
de las funciones de tiempo se realiza mediante el valor preestablecido, también se pueden agregar a
este mismo diagrama contactos NA y NC de los temporizadores, esto después de definir el tipo de
función de tiempo a utilizar en la solución del problema.
Figura 8.3.- Diagrama de tiempos de un sistema secuencial

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De este diagrama de tiempos se puede obtener una ecuación lógica para cada función de salida y
para cada función de tiempo, posteriormente estas funciones pueden ser representadas en un
diagrama de lógica de contactos y llegar a la implementación con el PLC Siemens.
8.3 TRABAJO DE LABORATORIO DE TEMPORIZADORES BASADO EN SIMULACIÓN
El trabajo entregable se divide en dos partes, la primera es desarrollada con el programa de
simulación FluidSim y análisis de ecuaciones lógicas y la segunda es desarrollada en el
Laboratorio. La primera parte debe de desarrollarse fuera de horario de la sesión de laboratorio y es
completa realizada con la computadora y el programa del Fluid Sim, la segunda parte es desarrollada
en la sesión de laboratorio. Como reporte de la práctica, debe de contestar las preguntas realizadas en
cada situación mostrada.
8.4.1 TRABAJO DE LABORATORIO BASADO EN SIMULACIÓN
Esta sección está enfocada para desarrollar la competencia de uso de programas de simulación,
además de desarrollar la competencia del uso de ecuaciones lógicas en la solución de circuitos
neumáticos.
MATERIAL REQUERIDO
-Computadora personal con programa FluidSim
Enseguida se presenta 2 situaciones prácticas basadas en temporizadores y deben desarrollarse
con el FluidSim.
SITUACIÓN 8.1
En el diagrama mostrado en la figura 8.3 muestra a un sistema secuencial con la función tiempo
relativa al encendido de funciones, el temporizador a ser utilizado es el TON, la función de inicio es
un interruptor sostenido, las tres funciones F1, F2 y F3 se van a considerar que son lámparas
indicadoras. Los valores preestablecidos son mostrados en el diagrama de tiempos T1=30s, T2=50s y
T3=30s. De este diagrama se deben de obtener los siguientes puntos.
a).- Identifique un método que ayude a resolver el problema
b).- Obtenga las ecuaciones lógicas del sistema
c).- Obtenga el diagrama de lógica de contactos con el FluidSim
d).- Obtenga el programa para el PLC Siemens
Para solucionar el problema primero se debe de encontrar un método que ayude a solucionarlo, al
encontrar el método se debe de obtener las ecuaciones lógicas del sistema y éstas serán transferidas a
un diagrama de lógica de contactos para el PLC Siemens, se debe de realizar la simulación
correspondiente con el software del FluidSim.
Cuando se tiene más de un temporizador en un sistema secuencial, es importante asegurarse que
todos los temporizadores van a cumplir su valor preestablecido para esto se considera realizar la
cadena de temporizadores manteniendo energizadas los valores preestablecidos hasta que el último
temporizador termine de contar el tiempo, recordando que un temporizador del tipo TON al mantener
encendido el valor preestablecido y éste haya terminado de contar el tiempo se mantendrán los
contactos en los niveles lógicos a los que cambiaron después de terminar el tiempo. Al terminar el
temporizador 1 su valor preestablecido se mantiene encendido y este habilita al temporizador 2 al
terminar su valor preestablecido este activa al temporizador 3 y se mantiene habilitado hasta que
termina el ciclo de operación, el temporizador 3 es el último en activarse y el encargado de
restablecer al sistema. Utilizando este método se representa en el gráfico de tiempos a los contactos
NA y NC de los temporizadores dando como resultado el diagrama de tiempos mostrado en la figura
8.4.

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Figura 8.4.- Diagrama de tiempos con temporizadores energizados hasta el fin de ciclo
ECUACIONES LÓGICAS DE LAS FUNCIONES F1, F2 y F3
El grupo de ecuaciones del sistema se presenta enseguida. La función F1 en el diagrama de
tiempos se denota que es idéntico al contacto normalmente cerrado (NC) de T1, si se realiza la
igualdad de F1 con T1(NC) se debe de considerar a otro dispositivo que habilite a la igualdad, de tal
manera que la función F1 se active al encender el sistema, la única función que cumple con este
requisito es la función de inicio, al condicionar ambas funciones por medio de la multiplicación
(operador lógico AND) da como resultado la siguiente ecuación.
Ecuaciones Lógicas
11 TIF 
212 TTF 
23 TF 
31 TAT 
12 TT 
23 TT 

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8.3.1.1 Reporte de Situación 8.1 (Reporte 1)
1.- Implemente el diagrama de lógica cableada con el simulador FluidSim de FESTO.
(Insértelo como imagen).
*Nota: puede encontrar la solución en el Libro Sistemas Automáticos Industriales de Eventos Discretos
2.- Inserte la simulación obtenida con el FluidSim, mostrando la operación paso a paso.

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3.- Implemente el diagrama de lógica programada con el PLC Siemens. (Insértelo como
imagen).
SITUACIÓN 8.2
El diagrama de tiempos mostrado en la figura 8.5, indica el desfasamiento en el encendido de las
funciones de salida F1, F2 y F3, nótese que es el mismo diagrama mostrado en el ejemplo 8.3 solo
que ahora será resuelto con temporizadores con retardo al apagado (TOF). Se debe de dar solución a
los incisos requeridos enseguida.
a).- Identifique un método que ayude a resolver el problema
b).- Obtenga las ecuaciones lógicas del sistema
c).- Obtenga el diagrama de lógica de contactos con el FluidSim
d).- Obtenga el programa para el PLC Siemens
Figura 8.5.- Diagrama de funciones del problema 8.3.2
Como el temporizador utilizado es del tipo TOF el diseño de la cadena de tiempos se va a realizar
activando y desactivando el valor preestablecido de cada uno de los temporizadores, de tal manera
que no exista un tiempo adicional en el encendido de las funciones a los valores ya establecidos, a
diferencia del encendido en cadena realizado en la situación 8.3.1, en éste ejemplo se van a encender
los tres temporizadores a la vez, considerando estas condiciones se obtiene el diagrama de tiempos
mostrado en la figura 8.6.

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Figura 8.6.- Diagrama de tiempos del problema 8.3.2
El método para resolver el problema consiste en encender todos los temporizadores a la vez y
restablecer el sistema secuencial con el último temporizador, en este caso T3, los valores
preestablecidos deben de ser calculados, nótese que para T1 es el mismo valor de 30 segundos pero
para T2 y T3 se obtiene realizando la siguientes sumatorias:
sT 301
sssT 8050302 
ssssT 1103050303 
Ecuaciones Lógicas
11 TF 
212 TTF 
322 TTF 
3321 TITTT 

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1.- Implemente el diagrama de lógica cableada con el simulador FluidSim de FESTO.
(Insértelo como imagen).

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3.- Implemente el diagrama de lógica programada con el PLC Siemens. (Insértelo como
imagen).
8.4 TRABAJO DE LABORATORIO DE CONTADORES BASADO EN SIMULACIÓN
La función de este dispositivo es contar eventos o frecuencias de señales eléctricas provenientes
de dispositivos que tengan la capacidad de mandar estas señales, como ejemplo sensores,
interruptores de límite, contactos de relevadores y temporizadores. Este dispositivo cuenta con 2
entradas lógicas permisivas, una es la entrada para el conteo de eventos y la segunda entrada
reestablece al contador independientemente del valor actual del contador en el momento que se
active, esta función es llamada Reset.
El contador puede ser del tipo relevador electromecánico en un sistema de lógica cableada, no
muy común éste tipo de sistemas en la actualidad sin embargo es necesario mencionar que existen,
esta función también es aplicada en lógica programada en un sistema basado PLC, siendo esta
aplicación la más común.
De acuerdo al modo de operación existen 2 tipos, el contador ascendente y el contador
descendente, ambos dispositivos pueden aplicarse como contador totalizador y de impulsos o
eventos, la combinación de ambos contadores da como resultado otra función de conteo llamada
contador ascendente-descendente.
El contador en el FluidSim es del tipo descendente y es representado por una bobina, ésta cuenta
con la entrada de conteo identificada como A1 y A2 y la entrada de Reset identificada como R1 y
R2, con máximo valor preestablecido de 9999 conteos (figura 8.7). La entrada A1 y A2 reciben el
pulso de señal de conteo, R1 y R2 reciben el pulso que restablece al contador, ambas funciones se
realizan mediante la aplicación de un voltaje.
Figura 8.7.- Contadores del tipo electromecánico y el símbolo con el FluidSim

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FUNCIÓN CONTADOR CON EL PLC SIEMENS
La función contador en el PLC Siemens está localizada en las operaciones de conteo (contadores) y
son identificados como CTU (contador ascendente), CTD (contador descendente) y las
combinaciones de ambas funciones como CTUD (contador ascendente-descendente). Cada contador
cuenta con su condición de habilitación lógica de conteo, su condición de habilitación de reinicio y el
valor preestablecido de conteo llamado PV por sus siglas en inglés, la figura 8.8 muestra los
operandos asignados a los contadores en este PLC y la figura 8.9 muestra la función de conteo del
tipo ascendente con el PLC Siemens. El máximo valor preestablecido que puede ser programado es
de 32,767 eventos.
Figura 8.8.- Operandos y datos aplicados a las operaciones contador
Figura 8.9.- Función contador en el PLC Siemens
8.4.1 TRABAJO DE LABORATORIO BASADO EN SIMULACIÓN
Esta sección está enfocada para desarrollar la competencia de uso de programas de simulación,
además de desarrollar la competencia del uso de ecuaciones lógicas en la solución de circuitos
neumáticos.
MATERIAL REQUERIDO
-Computadora personal con programa FluidSim
Enseguida se presenta una situación basada en el contador descendente, el resultado se muestra
con el PLC Siemens.
SITUACIÓN 8.3
Se necesita activar la función de salida Q0.0 cuando la función de entrada I0.0 se haya activado 5
veces, el sistema se restablece cuando la función de entrada I0.1 es activada.
El cronograma de conteos mostrado en la figura 8.10 indica que requiere que opere el sistema, el
conteo inicia desde el valor preestablecido (PV) y se decrementa al tener una transición positiva en la

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entrada CD, al llegar al valor de cero conteos los contactos del contador cambian de estado lógico, al
activar una señal en la entrada de cargar valor (LD) se carga el valor preestablecido y cambian a su
estado original los contactos.
Utilizando el contador descendente para resolver el problema da como resultado el cronograma de
conteos mostrado en la figura 8.10, la señal de Reset es cambiada por la de cargar el valor
preestablecido.
Figura 8.10.- Cronograma de conteo de eventos del ejemplo 8.3
a).- Obtenga las ecuaciones del sistema
b).- Desarrollar el diagrama de lógica de contactos para el PLC Siemens
ECUACIONES LÓGICAS DEL CONTADOR
Las ecuaciones del contador son una que active el conteo y otra para restablecer al contador.
0.0)(1 IConteoC 
1.0)(1 ILDC 
ECUACIÓN LÓGICAS DE LA FUNCIÓN DE SALIDA
La ecuación de la función de salida Q0.0 es dependiente solo del contador C1.
10.0 CQ 
DIAGRAMA DE LÓGICA DE CONTACTOS
Las ecuaciones son transferidas a un diagrama de lógica de contactos para el PLC Siemens
Figura 8.11.- Ejemplo con el contador descendente con el PLC Siemens

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1.- Implemente el diagrama de lógica cableada con el simulador FluidSim de FESTO,
considere el uso de botones empujar para activar sin enclavamiento mecánico. (Insértelo como
imagen).

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8.5 TRABAJO DE LABORATORIO BASADO EN IMPLEMENTACIÓN FÍSICA
Esta sección está enfocada a realizar la implementación física de las situaciones mostradas.
MATERIAL REQUERIDO
1 PLC Siemens
1 TD200
1 Computadora con programa MicroWin para PLC S7200
1 Interfaz para PLC Siemens
Varios (botones y cables)
eras neumáticas)
1 Compresor
8.5.1 SITUACIÓN 8.4
Un sistema secuencial cuenta con dos temporizadores T37 y T38, el sistema es activado y
desactivado por un botón del tipo empujar para activar conectado en la entrada I0.0 del PLC
Siemens, las funciones de tiempo activan a la función de salida Q0.0 de una forma intermitente, el
periodo de apagado tiene un valor en tiempo de A y el periodo de encendido tiene un valor de tiempo
de B, la salida es un indicador luminoso que muestra el funcionamiento del sistema. Los valores de
tiempo están dados en función de A y B para que sean ajustados mediante el visualizador de textos
TD200 del PLC Siemens.
El diagrama de tiempos mostrado en la figura 8.12, muestra la operación del sistema secuencial,
se muestran 4 memorias (M1.0, M2.0, M3.0 y M4.0) y una memoria resultante (M5.0) al aplicar el
método de la memoria interna.
Fig. 8.12.- Cronograma de las funciones de la situación 8.4
DESARROLLO DE MENSAJES
El sistema debe de mostrar los siguientes cinco mensajes:
Mensaje1, debe ser desplegado al momento de encender el PLC, se podrá regresar a él cuando el
mensaje 5 esté desplegado, pulsando la tecla de la función F1 se podrá pasar al mensaje 2 o al
mensaje 3, dependiendo del estado del sistema.

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El mensaje 2 se mostrará cuando el sistema esté en operación, y se podrá pasar al mensaje 4
pulsando la tecla de la función F1.
En el mensaje 3 se va a mostrar cuando el sistema este apagado, y se podrá pasar al mensaje 1
pulsando la tecla de la función F1.
En el mensaje 4 se pueden ajustar los dos temporizadores, T37 y T38, con que cuenta el sistema,
a partir del mensaje 4 se puede pasar al mensaje 5 solo pulsando la tecla de “enter”.
El mensaje 5 es mostrado una vez que se pulso la tecla “enter” y el mensaje 4 estaba desplegado,
el mensaje 5 mostrará el tiempo de ciclo de operación del sistema secuencial, a partir de este mensaje
se pasa al mensaje 1 pulsando la función F1.
DIAGRAMA DE FLUJO PARA NAVEGAR ENTRE LOS MENSAJES
De las condiciones explicadas en cada uno de los mensajes se obtiene el diagrama de flujo
El mensaje utilizado para ajustar valores de tiempos y el mensaje que muestra el tiempo de ciclo
tendrán una dirección de valor de datos.
Fig. 8.13.- Diagrama de flujo de mensajes mostrados en el visualizador de textos del ejemplo 8.7.3

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DIAGRAMA DE LÓGICA PROGRAMADA
Las ecuaciones son transferidas al diagrama mostrado en la figura 8.14, los temporizadores como
valor preestablecido tienen a la dirección donde se va ajustar el valor desde el visualizador de textos.
Fig. 8.14.- Diagrama de lógica de contactos de temporizadores, memorias y la función de salida
El diagrama que muestra a los mensajes se obtiene del diagrama de flujo mostrado en la figura
8.13, el resultado es mostrado en la figura 8.15.
Fig. 8.15.- Diagrama de lógica escalera que muestra a los cinco mensajes
Para obtener el tiempo de ciclo del sistema se utiliza la función suma (ADD_I), las entradas son
los valores dados en las direcciones de valores de datos VW169 y VW177, el resultado es enviado a
la dirección VW 201, para que sea mostrado en el mensaje 5.

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DIAGRAMA DE CONEXIONES ELÉCTRICAS
Para realizar el diagrama de conexiones eléctricas se considera un sensor conectado a la entrada
I0.0 y un indicador luminoso conectado en la salida Q0.0, el resultado de las conexiones es mostrado
en el diagrama de la figura 8.16.
Figura 8.16.- Diagrama de conexiones eléctricas de la situación 8.4
1.- Obtenga las ecuaciones lógicas del circuito implementado con lógica programada
considerando solo el circuito de la figura 8.14
2.- Explique el funcionamiento del circuito paso a paso.
Bibliografía
Capítulo 6 del libro “Sistemas Automáticos Industriales de Eventos Discretos”
Autor: Saturnino Soria Tello
Editorial: Alfaomega
Canal de Youtube labautofime

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