Programación Ladder y contactos abiertos y cerrados TIA Portal

¿Qué es la programación Ladder?

En primer lugar, la programación Ladder o programación en escalera es un lenguaje de programación para autómatas programables estandarizado y que está basado en la lógica de los esquemas eléctricos. Por este motivo, si sabes interpretar esquemas eléctricos, te va a resultar fácil entender y leer un programa hecho en Ladder o escalera.

¿Cómo funciona una programación Ladder?

Con el lenguaje de programación Ladder o escalera digamos que la señal va a moverse de izquierda hacia la derecha hasta que encuentre una bobina de salida o una caja de funciones. En cambio, en un esquema eléctrico siempre la señal eléctrica se mueve de arriba hacia abajo, hasta que encuentra un relé o actuador.

Como consecuencia de esto en la imagen anterior podemos ver como la energía, representada en color verde, se mueve de izquierda a derecha y, si todas las condiciones se cumplen, se activará el elemento final, en este caso una bobina.

Mientras tanto, en el segmento número 2 puedes comprobar que no se cumplen las condiciones y, por tanto, la bobina de salida no se va a activar.

Ventajas de la programación Ladder o programación escalera.

Probablemente la gran ventaja de la programación Ladder o programación escalera es que todo es muy visual. Es decir, en todo momento vas a visualizar por donde está viajando la señal hasta llegar a la bobina de salida y, por tanto, vas a dar un diagnóstico muy rápido.

Por lo contrario, imagina que tienes un programa en un lenguaje de programación AWL o en SCL, donde se utilizan instrucciones y anidaciones de instrucciones y bucles, muy difíciles de seguir. El resultado será un diagnostico muy lento y dificultad para seguir la señal.

Elementos que utilizar en programación Ladder o en KOP.

Ya que vamos a programar en TIA Portal, este software de Siemens tiene un lenguaje de programación Ladder al que le llama lenguaje KOP o lenguaje de contactos. Así que, si a partir de ahora escuchas el lenguaje KOP ya sabes que es lo mismo que una programación en Ladder o en escalera, pero es una denominación que le ha dado Siemens.

Asimismo, para programación Ladder y programación KOP necesitamos conocer los elementos básicos para empezar a programar:

• Contacto normalmente abierto.
• Contacto normalmente cerrado.
• Bobina o salida.

Vamos a empezar a programar con TIA Portal.

Finalmente, se acabó la teoría, empezamos a programar. Por ello, vamos a empezar por lo más básico, la utilización de contactos abiertos y cerrados y la activación de salidas. Pero no pienses que te queda mucho por aprender, sino que la base de todo programador empieza por aquí, es decir, empieza manejando estos contactos abiertos y cerrados para conseguir condicionar el funcionamiento de una salida.

Así que vamos al TIA Portal y a empezar a poner contactos.

Programación KOP con contactos.

Como resultado de todo lo anterior, vamos a empezar a programar en KOP, por ello, empezaremos programando en el OB1 o MAIN de tu proyecto TIA Portal y, al abrirlo, añadiremos un segmento o varios segmentos para empezar a colocar contactos.

Por lo tanto, siguiendo los pasos de la imagen anterior, tendremos un segmento listo para empezar a colocar los contactos que necesitamos y todas las condiciones necesarias.

Contacto abierto en TIA Portal.

Cómo insertar un contacto abierto en TIA Portal.

Para colocar un contacto abierto en el segmento solamente tenemos que arrastrar el símbolo del contacto desde el editor de instrucciones favoritas hasta el punto del segmento donde te interesa colocarlo. Una vez estás en el segmento, sueltas el ratón y se inserta automáticamente el contacto.

Una vez tenemos el contacto, ya podemos insertar una bobina en el mismo segmento para poder cerrar ese segmento. Recuerda que en todo segmento se tiene que finalizar con una bobina o con un cuadro de función.

A continuación, tenemos que poner una variable en cada contacto que utilicemos, además de colocar una variable en la bobina de salida, de lo contrario, TIA Portal nos mostrará un error en rojo. Por ello, solamente tenemos que pinchar sobre el cuadro que hay encima del contacto e introducir la variable que necesitemos.

Ciertamente, en este caso vamos a utilizar las variables de entrada del PLC y las salidas para la bobina, así que simplemente escribiendo una “I0.0” y darle a “Enter” reconoce y se inserta esa variable automáticamente. Para la bobina introducimos una “Q0.0” por ejemplo.

Cómo funciona un contacto abierto en TIA portal.

Finalmente, ya tenemos el segmento programado con un contacto abierto y ahora podemos saber cómo funciona un contacto abierto. Utilizar un contacto abierto significa que, si la variable que tiene asignada ese contacto está desactivada, la señal no podrá pasar. En cambio, si la variable que tiene asignada este contacto sí que está activada, la señal sí que podrá pasar a través del contacto.

Parece que la imagen anterior lo deja todo claro, es decir, en la parte superior nos muestra que, si la entrada I0.0 está desactivada, el contacto abierto no deja pasar la señal y, por tanto, la salida no se puede activar.

En cambio, en la parte inferior de la imagen nos muestra que, si la entrada I0.0 está activada, el contacto abierto sí que deja pasar la señal y se activa la salida de la bobina. Es más, como hemos explicado en la programación Ladder, se puede ver visualmente cómo está pasando la señal por el color verde de la señal que va desde la izquierda hasta la bobina.

Contacto cerrado en programación Ladder o KOP.

Cómo insertar un contacto cerrado en TIA Portal.

Para colocar un contacto cerrado en el segmento solamente tenemos que arrastrar el símbolo del contacto desde el editor de instrucciones favoritas hasta el punto del segmento donde te interesa colocarlo. Una vez estás en el segmento, sueltas el ratón y se inserta automáticamente el contacto.

Una vez tenemos el contacto, ya podemos insertar una bobina en el mismo segmento para poder cerrar ese segmento, del mismo modo que has insertado un contacto, pinchando sobre la bobina y arrastrando. Recuerda que en todo segmento se tiene que finalizar con una bobina o con un cuadro de función.

A continuación, tenemos que poner una variable en cada contacto que utilicemos, además de colocar una variable en la bobina de salida, de lo contrario, TIA Portal nos mostrará un error en rojo. Por ello, solamente tenemos que pinchar sobre el cuadro que hay encima del contacto e introducir la variable que necesitemos.

Ciertamente, en este caso vamos a utilizar las variables de entrada del PLC y las salidas para la bobina, así que simplemente escribiendo una “I0.0” y darle a “Enter” reconoce y se inserta esa variable automáticamente. Para la bobina introducimos una “Q0.0” por ejemplo.

Cómo funciona un contacto abierto en TIA portal.

Finalmente, ya tenemos el segmento programado con un contacto abierto y ahora podemos saber cómo funciona un contacto abierto. Utilizar un contacto abierto significa que, si la variable que tiene asignada ese contacto está desactivada, la señal no podrá pasar. En cambio, si la variable que tiene asignada este contacto sí que está activada, la señal sí que podrá pasar a través del contacto.

Parece que la imagen anterior lo deja todo claro, es decir, en la parte superior nos muestra que, si la entrada I0.0 está desactivada, el contacto abierto no deja pasar la señal y, por tanto, la salida no se puede activar.

En cambio, en la parte inferior de la imagen nos muestra que, si la entrada I0.0 está activada, el contacto abierto sí que deja pasar la señal y se activa la salida de la bobina. Es más, como hemos explicado en la programación Ladder, se puede ver visualmente cómo está pasando la señal por el color verde de la señal que va desde la izquierda hasta la bobina.

Contacto cerrado en programación Ladder o KOP.

Cómo insertar un contacto cerrado en TIA Portal.

Para colocar un contacto cerrado en el segmento solamente tenemos que arrastrar el símbolo del contacto desde el editor de instrucciones favoritas hasta el punto del segmento donde te interesa colocarlo. Una vez estás en el segmento, sueltas el ratón y se inserta automáticamente el contacto.

Una vez tenemos el contacto, ya podemos insertar una bobina en el mismo segmento para poder cerrar ese segmento, del mismo modo que has insertado un contacto, pinchando sobre la bobina y arrastrando. Recuerda que en todo segmento se tiene que finalizar con una bobina o con un cuadro de función.

A continuación, tenemos que poner una variable en cada contacto que utilicemos, además de colocar una variable en la bobina de salida, de lo contrario, TIA Portal nos mostrará un error en rojo. Por ello, solamente tenemos que pinchar sobre el cuadro que hay encima del contacto cerrado e introducir la variable que necesitemos.

Ciertamente, en este caso vamos a utilizar las variables de entrada del PLC para el contacto cerrado y las salidas para la bobina, así que simplemente escribiendo una “I0.1” y darle a “Enter” reconoce y se inserta esa variable automáticamente. Para la bobina introducimos una “Q0.1” por ejemplo.

Cómo funciona un contacto cerrado en TIA portal.

Finalmente, ya tenemos el segmento programado con un contacto cerrado y ahora podemos saber cómo funciona un contacto cerrado en programación KOP. Utilizar un contacto cerrado significa que, si la variable que tiene asignada ese contacto está desactivada, la señal sí que podrá pasar. En cambio, si la variable que tiene asignada este contacto no está activada, la señal no podrá pasar a través del contacto.

Parece que la imagen anterior lo deja todo claro, es decir, en la parte superior nos muestra que, si la entrada I0.1 está desactivada, el contacto cerrado sí que deja pasar la señal y, por tanto, la salida se activa.

En cambio, en la parte inferior de la imagen nos muestra que, si la entrada I0.1 está activada, el contacto cerrado no deja pasar la señal y se desactiva la salida de la bobina.

Es más, como hemos explicado en la programación Ladder, se puede ver visualmente cómo está pasando la señal por el color verde de la señal que va desde la izquierda hasta la bobina.

Conexión serie de contactos en TIA Portal.

Conexión serie con contactos abiertos en KOP.

Ya que sabemos cómo insertar contactos abiertos y cerrados en un segmento del programa, ahora vamos a entender cómo podemos trabajar con los contactos en serie.

Colocar los contactos en serie significa que la señal va a tener que circular por varios contactos, ya sean abiertos o cerrados y, por tanto, la señal pasará según si la variable está activada o desactivada.

Por consiguiente, vamos a probar con un ejemplo sencillo donde vamos a colocar dos contactos abiertos en serie.

Como resultado de lo anterior, la salida Q0.2 solamente se va a activar si la entrada I0.0 y la entrada I0.1 están activadas al mismo tiempo. Por lo tanto, si alguna de las dos variables está desactivada, la señal no puede pasar y la salida no puede activarse.

Como resultado, puedes observar en la imagen las 3 posibilidades que tiene la señal para pasar a activar la bobina de salida. Por lo tanto, en la opción 1 vemos que, si en esta conexión en serie de contactos, solamente está la variable I0.1 activada, la señal no puede pasar hasta la bobina. Además, en la opción 2 vemos que, si solamente está la variable I0.0 activada pero la otra variable I0.1 no está activada, la señal no puede pasar.

Parece que la única manera para pasar la señal hasta la bobina en una conexión de contactos abiertos en serie es que todas las variables estén activadas al mismo tiempo. En esta opción 3 vemos como la señal representada en color verde viaja desde la izquierda hasta la bobina que permanecerá iluminada hasta que alguna de las variables se desactive.

Conexión serie con contactos cerrados en KOP.

Ya que sabemos cómo insertar contactos abiertos y cerrados en un segmento del programa, ahora vamos a entender cómo podemos trabajar con los contactos en serie.

Colocar los contactos en serie significa que la señal va a tener que circular por varios contactos, ya sean abiertos o cerrados y, por tanto, la señal pasará según si la variable está activada o desactivada.

Por consiguiente, vamos a probar con un ejemplo sencillo donde vamos a colocar dos contactos cerrados en serie.

Como resultado de lo anterior, la salida Q0.3 solamente se va a activar si la entrada I0.2 y la entrada I0.3 están desactivadas al mismo tiempo. Por lo tanto, si alguna de las dos variables está activada, la señal no puede pasar y la salida no puede activarse.

Como resultado, puedes observar en la imagen las 3 posibilidades que tiene la señal para pasar a activar la bobina de salida. Por lo tanto, en la opción 1 vemos que, si en esta conexión en serie de contactos, solamente está la variable I0.3 desactivada, la señal no puede pasar hasta la bobina. Además, en la opción 2 vemos que, si solamente está la variable I0.2 desactivada pero la otra variable I0.3 está activada, la señal no puede pasar.

Parece que la única manera para pasar la señal hasta la bobina en una conexión de contactos cerrados en serie es que todas las variables estén desactivadas al mismo tiempo. En esta opción 3 vemos como la señal representada en color verde viaja desde la izquierda hasta la bobina que permanecerá iluminada hasta que alguna de las variables se active.

Conexión en paralelo de contactos en programación Ladder o KOP.

Asimismo, podemos insertar en un segmento varios contactos en paralelo. La conexión en paralelo significa que la señal va a poder pasar por dos sitios diferentes, es decir, va a tener dos caminos diferentes de pasar la señal hasta la bobina.

¿Para qué sirve la conexión de contactos en paralelo? Básicamente, el objetivo de la conexión en pararlo es poder activar una variable por varios métodos diferentes. Por ejemplo, podemos tener un motor y queremos que se active cuando activemos un interruptor que tenemos en una zona de la fábrica. Pero también necesitamos poder activar ese motor cuando activemos otro interruptor diferente situado en otra zona de la fábrica.

Por lo tanto, vamos a ver cómo se comporta la señal con estas dos variables que ponemos en paralelo. Según la imagen siguiente, cuando esté activada alguna de las variables en paralelo se activará automáticamente la bobina de salida ya que la señal puede viajar por un camino u otro. Sin embargo, si las dos variables están desactivadas, la señal no podrá pasar y la bobina de salida no se puede activar.

Como resultado, podemos ver como en las opciones 1 y 2 la señal va a pasar correctamente y activar la bobina de salida ya que alguna de las variables está activada. Es decir, la señal ha podido pasar por alguna de las ramas en paralelo hasta la salida.

Mientras tanto, hemos estado utilizando contactos abiertos en paralelo, pero no necesariamente tienen que ser contactos abiertos, también podemos colocar contactos negados en paralelo. Debido a esto, la señal pasará siempre y cuando la variable está activada o no activada, te sugiero que revises el funcionamiento de contactos cerrados para entenderlo a la perfección.

Conexión mixta de contactos serie y paralelo en programación KOP.

Finalmente, ahora que ya conoces todas las posibilidades de utilización de los contactos, ha llegado el momento de unirlos todos y utilizarlos todos a la vez. Por ello, una conexión mixta es una conexión que va a mezclar contactos abiertos y contactos cerrados y su colocación en serie y en paralelo todo dentro de un único segmento.

Ciertamente, en la imagen anterior puedes ver una conexión simple con contactos en serie y paralelo, pero se puede aumentar la complejidad. Sin embargo, si te das cuenta, solamente tienes que seguir la señal para comprobar si la bobina de salida se activa o no se activa, así que el diagnostico es muy visual y simple, por muchos contactos que pongas.

Varias normas al programar con contactos en TIA Portal.

De todas formas, no te preocupes, ya que, si estás programando en Ladder o KOP y tratas de insertar un contacto en algún sitio incorrecto, TIA Portal no te va a dejar continuar y te lo mostrará con una línea roja indicando que en esa posición hay algo mal.

Finalmente, he elaborado un vídeo donde te muestro qué es la programación LADDER y cómo programar en KOP, donde podrás ver cómo utilizamos los contactos abiertos y cerrados, viendo cómo crear un pequeño programa, con contactos en serie, contactos en paralelo, con una conexión mixta y viendo online cómo se comportan todas estas condiciones. Podrás darte cuenta cómo se ejecuta tu programa en KOP y conocer al detalle la utilización de los contactos. No te lo pierdas.