PLC DE 3 ENTRADAS Y 2 SALIDAS
DE CARACTERISTICAS COMERCIALES

DESARROLLO

Si bien no es objeto de esta obra dar los fundamentos sobre PLC, un dispositivo de este tipo debe reunir determinadas características, tanto para las entradas como para sus salidas. El PLC que vamos a describir reúne los requisitos de un equipo industrial y es muy útil para aplicaciones donde se requiera “controlar” algún proceso sencillo.

Nuestro PLC posee 3 entradas cuyas señales son amplificadas por medio de amplificadores operacionales y optoaisladas por medio de integrados comerciales del tipo UN25 y 2 salidas que son conducidas a relés por medio de transistores del tipo BC548.

Estos elementos hace que el equipo se comporte de forma aceptable para controlar salidas de hasta 12A con tensiones de 125V.

El cerebro o CPU del PLC, tal como se observa en la figura 72, es un PICAXE-08 el cual puede ser programado sin quitarlo de la placa de circuito impreso para que realice las operaciones que precisa el usuario.

Lo interesante de este circuito es que puede ser empleado como sistema de alarma para una casa, para controlar procesos industriales como máquinas inyectoras de plástico o para controlar motores paso a paso, es decir, podrá realizar casi cualquier actividad de índole industrial.

Para la programación del PLC, se empleará el Editor de Programas del sistema PICAXE y para ello es preciso que tenga en cuenta cuales son los pines que hemos designado para las entradas y para las salidas, en la siguiente tabla realizamos la designación de pines:

 
PIN
PATA
FUNCION
pin 0
7
Salida (s0)
pin 1
6
Salida (s1)
pin 2
5
Entrada (e2)
pin 3
4
Entrada (e3)
pin 4
3
Entrada (e4)
 
En la figura 73 se muestra la placa de circuito impreso de nuestro PLC que, por ser portátil, hasta puede ser alimentado con una batería de 9V, gracias a la inclusión de un regulador de 3 terminales que alimenta a los chips con una tensión de 5V.

Para la programación del PLC debe proceder de la forma explicada para la placa entrenadora PICAXE-08 lo que implica que deberá conectar el cable mostrado en la figura 24 entre el PLC y la computadora, luego tendrá que ejecutar el Editor de Programa y realizar el “ejercicio de programación” apropiado para que el PLC realice las actividades que Usted desee.

Por ejemplo, en la figura 74 se muestra el diagrama de flujo necesario para que los terminales de entrada e2 y e3 de PLC se comporten como las entradas de una compuerta AND (Y) cuya salida será el terminal s0. En el caso mostrado en dicha figura, cada vez que se active s0 por acción de sus entradas, ésta permanecerá indefinidamente en dicho estado lo que significa, por ejemplo, que si en las entradas e2 y e3 hay interruptores tal que al ser presionados introduzcan un “1” en las entradas, cuando se active cualquiera de ellos, cambiará de estado la salida y si en ella hay un motor, éste comenzará a girar y ya no se detendrá. En este ejemplo se dice que se obtiene una salida “con memoria”.

También podría haber realizado el programa en BASIC (o lo podría convertir el diagrama de flujo en su correspondiente BASIC) y obtendríamos un archivo como el mostrado en la figura 75.

Ahora bien, todo PLC debe poder ser programado en lenguaje de instrucciones (BASIC, por ejemplo), en diagrama de funciones (las podemos armar en el diagrama de flujo) o en lenguaje de contactos, también llamado lenguaje escalera o Ladder. En la figura 76 realizamos el mismo ejercicio en el programa propuesto por CINDA Electrónica para que Ud. “practique” este lenguaje. Dicho programa y la explicación de su uso puede bajarla de nuestra web con la clave “plcpicaxe”.

Nosotros le recomendamos que se “familiarice” con la construcción de programas ya sea en diagrama de flujo o en BASIC, usando el Editor de Programas que le permitirá “cargar” al PIC sin tener que realizar ninguna conversión. En este punto es preciso recalcar que el manejo de estos programas ya los hemos explicado en numerosas ediciones de Saber Electrónica y que con las claves que brindamos podrá obtener la bibliografía gratuitamente.

Otro ejemplo es el que mostramos en la figura 77. Dicho diagrama de flujo representa la misma “compuerta lógica” del ejemplo anterior, pero en este caso la salida sólo estará activa siempre y cuando esté activa alguna de las entradas, de esta manera se puede realizar el mando de un dispositivo desde dos posiciones por medio de dos “sensores independientes, sin embargo debemos aclarar que no se trata de un interruptor “con memoria” y, por lo tanto sus aplicaciones pueden ser limitadas.

En la figura 78 se muestra la pantalla correspondiente al programa expresado en BASIC y en la figura 79 se ha dibujado el programa realizado en lenguaje de contactos. Note que la única diferencia respecto al programa de la figura 76 es que la salida ahora no posee memoria (en la figura 74 tenemos el símbolo -( A )- mientras que ahora tenemos el símbolo -( )- ).

De la misma manera que hemos representado el funcionamiento de una compuerta AND, ahora podemos hacer lo mismo pero con una compuerta OR (O), lo que implica que vamos a programar nuestro PLC para que la salida s0 se active cada vez que se active ya sea la entrada e2 “o” la entrada e3 “o” ambas entradas a la vez.

La figura 80 muestra el diagrama de flujo de esta acción. Una rápida mirada nos permitirá comprender que la salida tiene memoria, es decir, una vez que se activó la salida, ésta ya no podrá ser desactivada. El programa en BASIC que representa a esta compuerta se muestra en la pantalla de la figura 81, mientras que el correspondiente diagrama de programación en lenguaje de contactos se puede ver en la figura 82. Se observa que el lenguaje de contactos es “más intuitivo”, ya que es fácil distinguir que los contactos que representan a las entradas se encuentran en paralelo y que con uno sólo de ellos que se active la salida pasará a estado alto.

Una de las “limitantes” de la programación en diagrama de flujo es que a un proceso le puede seguir “sólo” un proceso, con lo cual no puede aplicarse el concepto de “escalones de programación” que se usan en el lenguaje escalera. Sin embargo, ésto no debe ser un obstáculo para Ud, ya que existen variadas formas de programar con lo que podrá realizar rutinas y luego “guardarlas” para que las pueda utilizar en otros proyectos.

La figura 83 muestra el diagrama de flujo de una compuerta OR con salida “sin memoria”, es decir, la salida s0 sólo estará activa, mientras al menos una entrada esté en estado alto. Por más que ya se haya activado la salida, si luego ambas entradas están en reposo, entonces la salida también lo estará.

La pantalla de la figura 84 muestra el programa en BASIC de este ejercicio y la figura 85 el correspondiente programa pero en lenguaje escalera.

Cabe aclarar que los archivos de los ejemplos dados Ud. los puede bajar desde nuestra web con la clave PLCPICAXE. En dicho sitio, encontrará archivos para ser abiertos por el Editor de Programas del sistema PICAXE y otros para ser abiertos por el programa de CINDA Electrónica.

Ahora bien, hasta aquí hemos dado ejemplos de cómo se pueden realizar funciones sencillas por medio de diagramas de flujo pero un PLC por ejemplo, debe poder activar salidas pero también desactivarlas.

Por ejemplo, podemos activar la sirena de una alarma domiciliaria si se abre una ventana o si se detecta el movimiento de una persona (hasta aquí precisamos dos entradas y una salida) y desactivar dicha sirena a distancia pero que el sistema de seguridad siga alerta por si se produce alguna otra alteración en las correspondientes entradas (es decir, precisamos una nueva entrada que haga cambiar de estado a la salida).

En este ejemplo precisamos tres entradas y una salida y la designación de terminales será la siguiente:
 
ENTRADA
PIN
FUNCION
e2
2
sensor de ventana
e3
3
sensor de movimiento
e4
4
desactiva la salida s0
s0
0
activacion de sirena
 
Desde el punto de vista práctico, se precisa una compuerta “O” con memoria con entradas e2 y e3, que corresponda a s0 y que dicha salida se desactive si cambia de estado la entrada e4. Esta situación se puede “programar” mediante el diagrama de flujo de la figura 86. Note que el ejemplo es muy parecido al ejemplo anterior (figura 83), sin embargo la acción es bastante diferente. Como en los casos anteriores, en la figura 87 se observa el programa en BASIC y en la figura 88 en lenguaje Ladder. Vea que en este último caso se tienen dos escalones de programación, un escalón que establece la condición de “activación” de la salida y otro escalón” que establece la condición de “desactivación”.

Como es sabido, los PLCs poseen temporizadores, contadores, generadores de marcas, etc.

Todas estas funciones también pueden programarse en el Editor de Programas. A los efectos de dar un ejemplo, en la figura 89 se muestra el diagrama de flujo de la activación de una salida siempre y cuando una entrada se mantenga activa durante, por lo menos, 5 segundos. En este caso, si la entrada está activa menos de ese tiempo, la salida no se activa pero si la salida se activa, permanecerá en ese estado por más que la entrada haya cambiado de estado. La figura 90 muestra el listado en BASIC de este ejemplo y la figura 91 detalla cómo es el programa en lenguaje de contactos.

Como puede observar la lista de “ejemplos” es interminable y la programación dependerá del sistema que desea adoptar, pero puede estar seguro de que este PLC, muy económico, tiene aplicaciones comerciales muy amplias.
 
LISTA DE MATERIALES DEL PLC
RG1 - LM7805 - Regulador de 3 terminales
IC1 a IC3 - UN25 - Optoacopladores
IC4 - LM324 - Cuádruple amplificador operacional
IC5 - PICAXE-08
CN1 - Bornera de 6 contactos
CN2 - Conector estéreo tipo plug hembra
CN3, CN4 - Borneras de 2 contactos
R1, R5, R9 - 1kohm
R2, R6, R10 - 100kohm
R3, R7, R11 - 1kohm
R4, R8, R12 - 100kohm
R13 - 22kohm
R14 - 10kohm
R15, R16, R17, R18 - 1kohm
R19, R20, R21 - 10kohm
D1, D2, D3 - Leds rojos de 5 mm
D4, D5 - 1N4148 - Diodos
D6, D7 - Leds verdes de 5 mm
Q1, Q2 - BC548 - Transistores NPN de uso general.
RL1, RL2 - Relés de 12V de bobina para circuitos impresos del tipo simple inversor (WJ107)

Varios:
zócalo (base) de 8 terminales, fuente de alimentación, conectores, placa de circuito impreso, etc.

El montaje del PLC es sencillo y no reviste consideraciones especiales.

 
FIGURA 88
FIGURA 89
FIGURA 90
 
De la Redacción de Saber Electrónica
FIGURA 72
 
FIGURA 73
 
FIGURA 74
 
FIGURA 75
 
FIGURA 76
 
FIGURA 77
 
FIGURA 78
 
FIGURA 79
 
FIGURA 80
 
FIGURA 81
 
FIGURA 82
 
FIGURA 83
 
FIGURA 84
 
FIGURA 85
 
FIGURA 86
 
FIGURA 87