Existen muchas situaciones de control que requieren que se inicien acciones cuando se cumple una determinada combinación de condiciones de funciones lógicas en un PLC.
Funciones lógicas de PLC
Por ejemplo, en el caso de una máquina perforadora automática, podría existir la condición de que el motor de la perforadora se active cuando se activen los interruptores de límite que indican la presencia de la pieza de trabajo y la posición de la perforadora como si estuvieran en la superficie de la pieza de trabajo.
Dicha situación implica la función lógica AND, en la que deben cumplirse tanto la condición A como la condición B para que se produzca una salida. Esta sección es una consideración de dichas funciones lógicas.
PLC Y LÓGICA
La Figura 1.7a muestra una situación en la que una salida no se activa a menos que dos interruptores, normalmente abiertos, estén cerrados. El interruptor A y el interruptor B deben estar cerrados, lo que da lugar a una situación de lógica AND.
Podemos pensar en esto como la representación de un sistema de control con dos entradas A y B (Figura 1.7b). Solo cuando A y B están encendidos hay una salida. Por lo tanto, si utilizamos 1 para indicar una señal de encendido y 0 para representar una señal de apagado, entonces para que haya una salida 1 debemos tener A y B ambos 1.
Se dice que una operación de este tipo está controlada por una compuerta lógica y la relación entre las entradas a una compuerta lógica y las salidas se tabula en una forma conocida como tabla de verdad. Por lo tanto, para la compuerta AND tenemos:
Un ejemplo de una compuerta AND es un sistema de control de enclavamiento para una máquina herramienta de modo que solo pueda operarse cuando la protección de seguridad esté en posición y la energía encendida.
La Figura 1.8a muestra un sistema de compuerta AND en un diagrama de escalera. El diagrama de escalera comienza con j j, un conjunto de contactos normalmente abiertos etiquetados como entrada A, para representar el interruptor A y en serie con él j j, otro conjunto de contactos normalmente abiertos etiquetados como entrada B, para representar el interruptor B.
La línea luego termina con O para representar la salida. Para que haya una salida, deben existir tanto la entrada A como la entrada B, es decir, los contactos de entrada A y entrada B deben estar cerrados (Figura 1.8b). En general:
En un diagrama de escalera, los contactos en un peldaño horizontal, es decir, los contactos en serie, representan las operaciones lógicas AND.
PLC OR LOGIC
La Figura 1.9a muestra un circuito eléctrico donde se activa una salida cuando se cierran los interruptores A o B, ambos normalmente abiertos.
Esto describe una compuerta lógica OR (Figura 1.9b) en la que la entrada A o la entrada B deben estar activadas para que haya una salida.
La tabla de verdad es:
La Figura 1.10a muestra un sistema de compuerta lógica OR en un diagrama de escalera, y la Figura 1.10b muestra una forma alternativa equivalente de dibujar el mismo diagrama.
El diagrama de escalera comienza con j j, contactos normalmente abiertos etiquetados como entrada A, para representar el interruptor A y en paralelo con él j j, contactos normalmente abiertos etiquetados como entrada B, para representar el interruptor B.
La entrada A o la entrada B deben estar cerradas para que se active la salida
(Figura 1.10c). La línea termina con O para representar la salida. En general:
Las rutas alternativas proporcionadas por las rutas verticales desde el peldaño principal de un diagrama de escalera, es decir, las rutas en paralelo representan operaciones lógicas OR.
Un ejemplo de un sistema de control de compuerta OR es una cinta transportadora que transporta productos embotellados al empaque donde se activa una placa deflectora para desviar las botellas hacia un contenedor de rechazo si el peso no está dentro de ciertas tolerancias o si no hay tapa en la botella.
PLC NO ES LÓGICO
La Figura 1.11a muestra un circuito eléctrico controlado por un interruptor que está normalmente cerrado. Cuando hay una entrada al interruptor, este se abre y no hay corriente en el circuito.
Esto ilustra una compuerta NOT en la que hay una salida cuando no hay entrada y no hay salida cuando hay una entrada (Figura 1.11c). A veces se hace referencia a la compuerta como inversor.
La tabla de verdad es:
La Figura 11.11b muestra un sistema de compuerta NOT en un diagrama de escalera. Los contactos de entrada A se muestran como normalmente cerrados.
Esto está en serie con la salida ( ). Sin entrada a la entrada A, los contactos están cerrados y, por lo tanto, hay una salida. Cuando hay una entrada a la entrada A, se abre y, por lo tanto, no hay salida.
Un ejemplo de un sistema de control de compuerta NOT es una luz que se enciende cuando oscurece, es decir, cuando no hay entrada de luz al sensor de luz, hay una salida.
LÓGICA NAND DE PLC
Supongamos que después de una compuerta AND ponemos una compuerta NOT (Figura 1.12a). La consecuencia de tener la compuerta NOT es invertir todas las salidas de la compuerta AND.
Una alternativa, que da exactamente los mismos resultados, es poner una compuerta NOT en cada entrada y luego poner después una OR (Figura 1.12b).
Se produce la misma tabla de verdad, es decir:
Las entradas A y B tienen que ser 0 para que haya una salida 1.
Hay una salida cuando la entrada A y la entrada B no son 1.
La combinación de estas compuertas se denomina compuerta NAND (Figura 1.13).
Un ejemplo de un sistema de control de compuerta NAND es una luz de advertencia que se enciende si, con una máquina herramienta, el interruptor de protección de seguridad no se ha activado y el interruptor de límite que señala la presencia de la pieza de trabajo no se ha activado.
LÓGICA NOR DE PLC
Supongamos que después de una compuerta OR ponemos una compuerta NOT (Figura 1.14a).
La consecuencia de tener la compuerta NOT es invertir las salidas de la compuerta OR.
Una alternativa, que da exactamente los mismos resultados, es poner una compuerta NOT en cada entrada y luego una compuerta AND para las entradas invertidas resultantes (Figura 1.14b).
La siguiente es la tabla de verdad resultante:
La combinación de compuertas OR y NOT se denomina compuerta NOR. Hay una salida cuando ni la entrada A ni la entrada B son 1.
La Figura 1.15 muestra un diagrama de escalera de un sistema NOR.
Cuando la entrada A y la entrada B no están activadas, hay una salida 1. Cuando X400 o X401 son 1, la salida es 0.
LÓGICA OR exclusiva (XOR) de PLC
La compuerta OR da una salida cuando una o ambas entradas son 1.
Sin embargo, a veces es necesario contar con una compuerta que dé una salida cuando una de las entradas sea 1, pero no cuando ambas sean 1, es decir, que tenga la tabla de verdad:
Esta compuerta se denomina compuerta OR exclusiva o XOR.
Una forma de obtener dicha compuerta es utilizando las compuertas NOT, AND y OR, como se muestra en la Figura 1.16.
La Figura 1.17 muestra un diagrama de escalera para un sistema de compuerta XOR. Cuando la entrada A y la entrada B no están activadas, la salida es 0.
Cuando solo se activa la entrada A, la rama superior da como resultado 1. Cuando solo se activa la entrada B, la rama inferior da como resultado 1.
Cuando se activan tanto la entrada A como la entrada B, no hay salida.
En este ejemplo de una compuerta lógica, la entrada A y la entrada B tienen dos conjuntos de contactos en los circuitos, uno normalmente abierto y el otro normalmente cerrado.
Con la programación de PLC, cada entrada puede tener tantos conjuntos de contactos como sea necesario.
LÓGICA NOR exclusiva (XNOR) de PLC
