EL PLC: DIAGRAMAS DE ESCALERA ( IV )

Veamos ahora otro diagrama de escalera en el cual usaremos otro tipo de relevador de tiempo:

En este caso, tenemos otro tipo de relevador de retardo de tiempo. Esto debe ser obvio por la diferencia en el símbolo del contacto interruptor TD1; en el diagrama de escalera previo el símbolo era la punta de una flechita empujando el contacto normalmente cerrado hacia arriba dando a entender que en tal relevador de tiempo el contacto normalmente cerrado se abre después de que ha transcurrido un tiempo prefijado, mientras que aquí en este diagrama de escalera el símbolo del contacto interruptor TD1 es la punta de la flechita apuntando hacia abajo, como si estuviera "jalando" al interruptor normalmente cerrado. En este caso, se trata de un relevador de tiempo que es capaz de tener un "pulso" de salida con una duración de tiempo mayor que la entrada que accionó al relevador de tiempo, lo cual es resaltado con los diagramas de tiempo. Aquí, al cerrarse momentáneamente el interruptor X1, el contacto TD1 en el segundo peldaño se activa inmediatamente y permanecerá cerrado aún después de que el interruptor X1 es regresado nuevamente a su condición de interruptor abierto. El tiempo que este relevador de tiempo mantiene cerrado el contacto TD1 suministrando energía a la carga de salida empieza a correr después de que el contacto X1 es devuelto a su condición de normalmente abierto, lo cual no impide que el relevador TD1 continúe operando.En general, se pueden clasificar cuatro tipos diferentes de relevadores de tiempo:(1) El relevador de tiempo del tipo "normalmente abierto - apertura cronometrada". En este relevador el contacto normalmente abierto se cierra inmediatamente al energizar su bobina, y se abre a un tiempo predeterminado después de haber sido desenergizada la bobina.(2) El relevador de tiempo del tipo "normalmente abierto - cerradura cronometrada". En este relevador el contacto normalmente abierto se cierra a un tiempo predeterminado después de haber sido energizada su bobina. Si en cualquier momento la bobina es desenergizada, el contacto de este relevador se abre inmediatamente sin importar su condición anterior.(3) El relevador de tiempo del tipo "normalmente cerrado - apertura cronometrada". En este relevador el contacto normalmente cerrado se abre a un tiempo predeterminado después de haber sido energizada su bobina. Si en cualquier momento la bobina es desenergizada el contacto de este relevador se cierra inmediatamente sin importar su condición anterior.(4) El relevador de tiempo del tipo "normalmente cerrado - cerradura cronometrada". En este relevador el contacto normalmente cerrado se abre inmediatamente al energizar su bobina, y se cierra a un tiempo predeterminado después de haber sido desenergizada la bobina.La simbología utilizada para la representación de estos cuatro tipos diferentes de relevadores de tiempo varía según el fabricante y los textos consultados. Una representación usada con cierta frecuencia es aquella en la cual cada tipo de relevador de tiempo es identificado por la forma en que son dibujados sus contactos, tal y como lo hemos hecho en los dos últimos diagramas de escalera que acabamos de estudiar. Usando este tipo de simbología, los dibujos que corresponden a cada uno de los cuatro tipos mencionados son los siguientes:

La anterior clasificación puede dejar al lector con la impresión de que un fabricante necesitaría construír cuatro tipos diferentes de relevadores de tiempo para satisfacer todos los requerimientos posibles de todos sus clientes, pero esto no es así, ya que por principio de cuentas de un relevador de tiempo del tipo "normalmente abierto - apertura cronometrada" se puede obtener el relevador de tiempo del tipo "normalmente cerrado - cerradura cronometrada" si es construído desde un principio con contactos normalmente abiertos y normalmente cerrados, mientras que de un relevador de tiempo del tipo "normalmente abierto - cerradura cronometrada" se puede obtener el relevador de tiempo del tipo "normalmente cerrado - apertura cronometrada" si también es construído desde un principio con contactos normalmente abiertos y normalmente cerrados.Más aún, se puede obtener un relevador de tiempo de acción retardada de uno de acción inmediata o viceversa como lo muestra el siguientePROBLEMA: A partir de un relevador de tiempo "normalmente cerrado - apertura cronometrada", obtener el equivalente de un relevador de tiempo "normalmente abierto - apertura cronometrada".En este caso, el relevador de tiempo "normalmente cerrado - apertura cronometrada" es un relevador de acción retardada (el contacto normalmente cerrado se abre después de cierto tiempo) mientras que el relevador de tiempo "normalmente abierto - apertura cronometrada" es un relevador de acción inmediata (el contacto normalmente abierto se cierra de inmediato).En el circuito mostrado en el siguiente diagrama de escalera:

la acción resultante del circuito será obtenida (observada) en la salida Y (que supondremos se trata de una lámpara). Al oprimirse momentáneamente el botón X, el relevador ordinario CR1 es activado a través del contacto TD1 en el primer peldaño, y permanecerá activado aún después de soltarse el botón X en virtud del contacto normalmente abierto CR1 en combinación lógica OR con el botón interruptor en virtud de haberse cerrado. En el segundo peldaño, el contacto normalmente abierto CR1 también se ha cerrado empezando con la energización de la bobina del relevador de tiempo TD1, y el contacto normalmente abierto CR1 en el tercer peldaño también se energiza activando la salida Y. Resulta obvio que el relevador de tiempo TD1 es un relevador del tipo "normalmente cerrado - apertura cronometrada" porque así lo identifica el símbolo de su contacto puesto en el primer peldaño. Al cabo de un cierto tiempo predeterminado, el relevador de tiempo TD1 actúa de manera tal que el contacto normalmente cerrado TD1 en el primer peldaño se abre, interrumpiendo la alimentación de corriente al relevador ordinario CR1. Esto hace que se corte la energía al relevador de tiempo TD1 en el segundo peldaño y que se corte también la energía a la salida Y. De haber utilizado únicamente el relevador de tiempo TD1 por sí solo, la lámpara Y se habría encendido un tiempo después de haber estado manteniendo oprimido el botón X, mientras que en esta configuración la lámpara Y se enciende de inmediato y se apaga después del tiempo predeterminado.Con la disponibilidad de relevadores de tiempo de uso pesado, podemos hacer una mejora adicional sobre el circuito de control presentado anteriormente para un motor reversible capaz de girar en una dirección (forward) o en la dirección contraria (reverse) según se requiera. Si el motor estuviera moviendo una carga pesada, por ejemplo un abanico grande, el motor podría continuar girando por su propia inercia durante cierta cantidad de tiempo aún después de haberse oprimido el botón stop, lo cual podría representar un problema en caso de que el operador tratase de invertir la dirección del motor sin esperar a que el abanico se haya detenido completamente. Si el abanico continúa girando mientras va perdiendo velocidad y el botón reverse fuera oprimido antes de que el abanico se haya detenido completamente, el motor trataría de sobreponerse a la inercia rotatoria del abanico al intentar ponerse en marcha en reversa, para lo cual tendría que "jalar" cantidades mayores de corriente eléctrica reduciendo con este maltrato tanto la vida del motor como los engranajes mecánicos del abanico y el abanico mismo. Para impedir que esto pueda ocurrir, queremos añadir alguna función de retardo de tiempo al circuito de control del motor para impedir la ocurrencia de un arranque prematuro. Esto lo podemos lograr agregando un par de relevadores de retardo de tiempo TD1 y TD2, cada uno de ellos puestos en paralelo con cada contactor M1 y M2:

Obsérvese que estamos utilizando aquí dos relevadores del tipo normalmente cerrado - cerradura cronometrada. Al utilizar relevadores de tiempo que tardan en volver a su estado normal, estos relevadores nos pueden proporcionar una "memoria" relacionada con el sentido más reciente del giro del motor. Lo que queremos que haga cada uno de los relevadores de tiempo es abrir el brazo de arranque de la dirección opuesta de rotación por varios segundos mientras el abanico se detiene por completo.Si el motor ha estado girando en la dirección forward, tanto el contactor M1 como el relevador de tiempo TD1 habrán estado energizados. De ser así, los contactos normalmente cerrados del relevador TD1 se abrán abierto inmediatamente al haber sido energizado dicho relevador. Cuando el botón stop es oprimido, el contacto TD1 esperará un tiempo predeterminado antes de regresar a su estado normalmente cerrado, manteniendo el circuito correspondiente al botón reverse abierto durante todo ese tiempo, de modo tal que el contactor M2 no podrá ser energizado aunque se oprima el botón reverse. Al cumplir el relevador TD1 con su tiempo predeterminado, el contacto TD1 se cerrará y permitirá que el contactor M2 pueda ser energizado si se oprime el botón reverse. Del mismo modo, el relevador de retardo de tiempo TD2 impedirá que el botón forward pueda energizar al contactor M1 hasta en tanto que el retardo de tiempo prescrito para el relevador TD2 (y el contactor M2) no se haya cumplido.Un circuito de control como el que acabamos de ver generalmente puede ser simplificado con un poco de análisis. Si ponemos un poco de atención, descubriremos que las funciones de protección llevadas a cabo por los relevadores de tiempo TD1 y TD2 han vuelto innecesarios los contactos normalmente cerrados M1 y M2 que habíamos puesto para la función de interlock en caso de que un operador del circuito oprima al mismo tiempo los botones forward y reverse. Por lo tanto, podemos prescindir por completo de tales contactos y utilizar simplemente los contactos TD1 y TD2, puesto que estos se abren inmediatamente en cuanto las bobinas respectivas de dichos relevadores son energizadas, sacando "fuera" a un contactor si el otro contactor es energizado. De este modo, cada relevador de tiempo puede ser usado para una función dual: impidiendo que el otro contactor pueda ser energizado cuando el motor está girando en una dirección, y evitando que tal contactor se pueda energizar hasta que el motor no se haya detenido por completo. Es así como llegamos al siguiente circuito de control simplificado:

Se había afirmado anteriormente que todos los circuitos lógicos, tanto aquellos que forman parte de la lógica combinatoria como los que forman parte de la lógica secuencial construída a base de flip-flops, tienen una implementación equivalente en los diagramas de escalera, pero que en el caso de la lógica secuencial necesitábamos un relevador que nos permitiera efectuar operaciones cronometrizadas. Esto ya lo tenemos con cuatro diferentes tipos de relevadores de tiempo a nuestra disposición, lo cual nos permite llevar a cabo la construcción del elemento lógico secuencial más importante de todos: el flip-flop J-K.