Reglas de diseño Parte 1: Contactos normalmente cerrados para botones de paro.
Es posible que conozca la diferencia entre contactos normalmente abiertos y normalmente cerrados, pero ¿sabe dónde usarlos?
Este artículo le enseñará dónde usar normalmente abierto y dónde usar normalmente cerrado para entradas en su programa de PLC.
Contactos normalmente cerrados para botones de parada
Aprenderá a conectar su programa PLC con las entradas físicas del PLC.
Para explicar esto con más detalle, dividiré la lógica del PLC en dos partes. Y al final te mostraré cómo debes fusionar los dos:
Lógica de hardware
Actuadores de entrada y cableado (lo que realmente está conectado a la entrada).
Lógica del software
La lógica de su programa de PLC (la lógica que programa en el PLC).
Lógica de hardware
Comencemos con algunas entradas digitales y algunos actuadores para conectarlos.
Todas las entradas digitales y, por tanto, todos los actuadores de entrada digital tienen dos estados:
- APAGADO (0)
- EN 1)
Pero los actuadores digitales no solo pueden tener dos estados. También pueden tener una de dos funciones:
- Normalmente abierto
- Normalmente cerrado
La diferencia entre conectar actuadores normalmente abiertos y actuadores normalmente cerrados a una entrada digital es cuando se activan los actuadores.
Toma estas dos reglas y recuérdalas. Esta es la diferencia entre normalmente abierto y normalmente cerrado:
- Actuadores de entrada normalmente abiertos: En el estado predeterminado ( inactivo ) de un actuador normalmente abierto, el bit de entrada es 0 . Cuando activa un actuador normalmente abierto, el bit de entrada cambiará a 1 .
- Actuadores de entrada normalmente cerrados: En el estado predeterminado ( inactivo ) de un actuador normalmente cerrado, el bit de entrada es 1. Cuando activa un actuador normalmente cerrado , el bit de entrada es 0.
Esto también se puede ilustrar en una tabla:
Los actuadores normalmente cerrados tienen el efecto opuesto en el estado de las entradas a las que están conectados en comparación con los actuadores normalmente abiertos.
Tenga en cuenta que el estado del actuador afecta el estado de la entrada y, por lo tanto, el bit de entrada. Cada vez que el ciclo de exploración del PLC llega al paso en el que actualiza el bit de entrada, estos son los valores a los que se actualizarán los bits de entrada.
Lógica del software
Cuando desarrolle un programa de PLC, también utilizará lógica. Pero en lugar de lógica de hardware con actuadores, ahora tendrá contactos de lógica de escalera o instrucciones booleanas.
Aquí es donde a menudo se produce cierta confusión. Porque este otro tipo de lógica se parece mucho a la lógica del hardware. De hecho, la lógica de escalera del lenguaje de programación del PLC está diseñada para parecerse a los circuitos eléctricos.
Al igual que los actuadores de entrada, tiene contactos normalmente abiertos y normalmente cerrados disponibles en la programación del PLC. A menudo se les conoce como examinar si está cerrado (XIC) y examinar si está abierto (XIO).
Los símbolos de lógica de escalera se parecen casi a los símbolos eléctricos de los contactos normalmente abiertos y normalmente cerrados, y la función de estos es la misma. Incluso puedo trazar la misma tabla, pero esta vez para la lógica del PLC:
Como puede notar, las columnas se han movido y cambiado. El resultado de las instrucciones booleanas (XIC y XIO) ahora depende de los valores de los bits de entrada.
Al igual que el estado del bit de entrada depende del estado de los actuadores.
Estado del actuador -> Bit de entrada -> Resultado de la instrucción booleana
Por fin una columna que contiene todos los resultados de las instrucciones booleanas.
El resultado es lo que viene después de la instrucción en su diagrama de escalera. Si tiene una bobina conectada después de la instrucción lógica de bits, la columna de resultado será igual al estado de esa bobina.
Fusión de lógica de software y hardware
Cuando cree una nueva instrucción booleana en su programa de PLC, le dará una determinada dirección. Esta es la dirección de un solo bit (booleano es 0 o 1 y también lo es un solo bit).
Una vez que le haya dado una dirección a la instrucción, el estado de ese bit en particular ahora se representará como el estado de esa instrucción.
Por ejemplo, puede dar a una instrucción la dirección de una de las entradas del PLC. Al hacerlo, el estado de la instrucción ahora representará el estado de la entrada. Porque cada entrada del PLC tiene su propio bit en la memoria del PLC.
El estado de cada uno de estos bits representa el estado de la entrada correspondiente.
Volvamos al ejemplo de inicio / parada, que en realidad es solo un pestillo de una bobina con una instrucción para romper el pestillo.
Aquí hay una ilustración de cómo se vería todo el sistema, incluido el hardware y el software:
Normalmente abierto como actuador de entrada para señal de parada
Observe que utilizo un contacto normalmente abierto como actuador de entrada, incluso para el botón de parada . Esto se debe a que ya utilicé lógica normalmente cerrada en el software .
Cuando se activa el actuador de entrada, el bit de entrada se pondrá en ON o en 1. Pero en mi lógica de escalera he usado una instrucción de examinar si está abierta y le he dado la dirección de esa entrada.
Como puede ver en la tabla anterior, el resultado de examinar si la instrucción abierta será 0 si la entrada es 1.
Esto es bueno porque en la lógica de escalera, la instrucción tiene que romper la conexión y, por lo tanto, el enclavamiento de la salida.
Pero, dado que el estado de la entrada tiene que ser 1 para romper la conexión (resultado 0), el actuador de entrada tiene que poner la entrada en ON o 1 cuando se activa.
En la tabla con los actuadores de entrada anterior, puede ver que un contacto normalmente abierto cambiará el estado de la entrada a 1 cuando se active. De esa manera, puede utilizar las dos tablas para elegir entre lógica normalmente abierta y normalmente cerrada.
Pero esta no es una buena práctica.
¿Diferencia entre entradas normalmente cerradas y normalmente abiertas?
El uso de contactos normalmente abiertos como entradas de PLC es bueno. Pero para las funciones de parada puede ser malo. Esto se debe a que los contactos normalmente abiertos pueden crear situaciones peligrosas cuando fallan ...
Déjame explicarte eso un poco más.
¿Cómo podría fallar un circuito como el del ejemplo con solo 2 entradas?
¿Qué pasa si uno de los cables se rompe? La siguiente figura muestra la rotura de cable después de un actuador de entrada normalmente abierto.
Ahora, el botón de parada (el contacto normalmente abierto) no tendrá ninguna función cuando el sistema esté fallando (rotura de cable). La rotura del cable es una falla, pero eso produce otra falla:
El botón de parada no funciona. Y dado que el botón de parada es una función fundamental, esta solución no es una buena práctica.
¿Cómo podría esta solución ser una buena práctica?
Utilizando un contacto normalmente cerrado como actuador de parada. Esto se debe a que el contacto normalmente cerrado como actuador de entrada no creará situaciones peligrosas en caso de falla.
Lo que significa que cuando ocurre una falla (la rotura del cable), la entrada actuará como si se hubiera activado el contacto normalmente cerrado. Entonces, si el cable al botón de parada se rompe, sucederá lo mismo que si alguien activara el botón de parada. El pestillo se romperá.
La figura siguiente muestra el actuador de entrada normalmente cerrado como botón de parada.
Cuando el actuador de entrada cambia de normalmente abierto a normalmente cerrado, el estado de la entrada también cambia. Antes, la entrada siempre era 1 u ON, cuando el actuador no estaba activado. Pero ahora, la entrada es 0 o APAGADA cuando el actuador no está activado.
Esto significa que para que el botón de parada funcione como en el ejemplo anterior, la instrucción booleana ahora debe examinarse si está cerrada en lugar de examinar si está abierta. Si, una vez más, miras la tabla, lo verás.
Dado que la entrada es siempre 1, una instrucción con el resultado de 1 (cuando la entrada es 1) hará el trabajo. El resultado de la instrucción Examinar si cerrada es 1.
La figura siguiente muestra la función Normalmente cerrada para la parada del PLC es una buena práctica.
Ahora, el botón de parada funciona en conjunto: hardware y software. Puede ver a continuación, lo que sucede cuando se activa el botón de parada:
La figura siguiente muestra el actuador de parada activado. La entrada es 0 y también lo es examinar si está cerrado.
Por fin te preguntarás por qué no hice lo mismo con el botón de inicio . Esa entrada también es un contacto normalmente abierto, pero con examinar si está cerrado (lógica normalmente abierta) en el software.
Al igual que el botón de parada, el botón de inicio no funcionará si el cable se rompe.
Recuerde que las roturas de cables y otras fallas no deberían producir situaciones peligrosas. Bueno, aunque el botón de inicio no funcionará en caso de rotura de cable, el botón de inicio no es una función crítica.
¿Por qué la función de inicio no es una función crítica? Porque no es peligroso si la máquina, el motor u otra pieza móvil no pueden arrancar.
Conclusión
Para desarrollar un programa de PLC / lógica de hardware con lo que se conoce como buenas prácticas, siempre debe tener en cuenta lo que sucederá cuando el sistema falle. Su sistema puede fallar de muchas formas diferentes, pero a menudo la más crítica es la rotura de cables.
La rotura de cables a menudo ocurre porque los cables son el punto más débil en un sistema PLC típico. Los cables a menudo van a lo largo de partes móviles y, por lo tanto, están expuestos al riesgo de cortarse o romperse.
Otra falla muy común, que se comporta casi de la misma manera que una rotura de cable, son las conexiones sueltas. Todas sus entradas están conectadas con cables. Los puntos débiles aquí son las conexiones.
Desde el terminal de tornillo de entrada en el PLC hasta los terminales en los actuadores de entrada, todos corren el riesgo de estar sueltos y crear una mala conexión. A veces, incluso sin conexión, que es como una rotura de cable.
¿Conoce otras fallas comunes que pueden causar riesgo en un programa de PLC?
¡Unete a la conversación! Deje un comentario a continuación y cuéntenos su perspectiva sobre las buenas prácticas en el diseño de máquinas.
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