Funciones Lógicas en el Relé LOGO! de Siemens
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Funciones Lógicas en el Relé LOGO! de Siemens
Francisco F BELTRÁN, Mariano A CADAVID, Manuel J BETANCUR, Marisol OSORIO
Facultad de Ing. Eléctrica y Electrónica, Escuela de Ingenierías, Universidad Pontificia Bolivariana
Medellín, Cq. 1 #70-01, Campus Laureles, B11-259
@upb.edu.co
RESUMEN
En este artículo se explican las funciones generales y especiales con las que opera el relé LOGO! se Siemens. A partir de
ejercicios, ejemplos y videotutoriales se explcian algoritmos de control aplicados en la industria. Copyright © 2014 UPB.
PALABRAS CLAVE
Algoritmos, programación, compuertas lógicas
ABSTRACT
This paper explains how to use the general and special functions in the Siemens LOGO!. Practical examples are provided and a
videotutorial is referenced, so the student may learn how to design control algorithms to solve sequential systems problems
KEYWORDS
Algorithms, logic gates, programmingContenido
1. INTRODUCCIÓN.................................................................................................................................................3
2. APLICACIONES INDUSTRIALES...........................................................................................................................4
3. FUNCIONES LÓGICAS DEL SIEMENS LOGO! .....................................................................................................5
3.1. Funciones Generales (GF) ......................................................................................................... 5
3.2. Funciones Especiales (SF) ......................................................................................................... 6
4. EJEMPLOS..........................................................................................................................................................8
5. EJERCICIOS ......................................................................................................................................................10
6. SOLUCIONARIO ...............................................................................................................................................11
AGRADECIMIENTO...................................................................................................................................................13
REFERENCIAS ...........................................................................................................................................................13
AUTORES..................................................................................................................................................................14Funciones Lógicas en el Relé LOGO! de Siemens
1. INTRODUCCIÓN operaciones aritméticas y tratamiento de señales analógicas
para crear estrategias de control como el PID [2]. Los PLC
Los avances tecnológicos en el sector industrial y la
son creados usando lo último en diseño de
utilización de autómatas programables (PLC) y relés
microprocesadores y electrónica, proporcionando mayor
inteligentes (Siemens LOGO!), han sido de gran impacto
confiabilidad para procesos complejos y peligrosos. [1]
en el desarrollo industrial. Ésta es la motivación de este
recurso de aprendizaje enfocado al Siemens LOGO! y Empresas como Renault, Hyundai, Mitsubishi
dirigido a los estudiantes de primeros semestres de Electric, Pintuco e Imusa, utilizan sistemas como bandas
ingeniería en su formación profesional. transportadoras, brazos hidráulicos, prensas hidráulicas y
líneas de ensamble, los cuales son controlados
El uso de los PLC tuvo sus inicios en la industria
automáticamente por PLC. [3]
automotriz con la empresa General Motors en 1960. La
razón principal de su implementación fue la necesidad de Los PLC presentan características como disminución
eliminar el gran costo que se producía al reemplazar el en los tiempos de puesta en marcha, mantenimientos 3
complejo sistema de control basado en relés y contactores económicos, dimensiones reducidas del hardware y
[1], por ese motivo la industria buscó una solución más posibilidades de expansión para módulos de entrada y
eficiente para reemplazar los sistemas de control basados salida, estas caracteristicas han llevado a los PLC a ser
en estos instrumentos, ya que requerían que su cadena de bastante costosos [1]. Es por eso que si los procesos a
ensamble pudiera producir más unidades por día para manejar son relativamente sencillos no se recomienda
aumentar sus ingresos y ganancias mensuales. [2] utilizar PLC sino relés programables, como el LOGO! de
Siemens, el SRW01 de WEG o Zelio Logic de Schneider
Actualmente la implementación de sistemas
Electric, los cuales a nivel de hardware tienen
automatizados en la industria utiliza PLC, estos no
especificaciones muy buenas y son capaces de realizar
solamente controlan la lógica de funcionamiento de plantas
tareas simples a un bajo costo. [3]
y maquinarias, sino que también realizan complejasFunciones Lógicas en el Relé LOGO! de Siemens
Dentro de las tareas que pueden desarrollar estos relés
programables se encuentran: el control de motores, bombas 2. APLICACIONES INDUSTRIALES
y válvulas, control a distancia, ascensores y plataformas
Debido al buen funcionamiento que los relés
elevadoras. [4]
programables tienen, se han utilizado en áreas como
Este recurso de aprendizaje “Funciones Lógicas en el climatización, domótica e inmótica, sistemas de vigilancia
Relé LOGO! de Siemens”, no solo cuenta con este artículo, a nivel de infraestructura y en el área industrial como en
también presenta ejercicios de autoevaluación con su equipos de transporte, control de maquinarias y soluciones
respectivo solucionario, presentaciones en diapositivas del especiales. [6]
tema y un video didáctico [5] dirigido a la parte práctica a
En el área de climatización, se han utilizado para el
modo de tutorial.
control de calefacción, ventilación y sistemas de aires
El presente artículo tiene en su desarrollo una sección acondicionados [6]
de aplicaciones industriales, que corresponde a la sección 4
En domótica e inmótica, se han implementado en el
dos y hace énfasis a la implementación de los relés
control y monitoreo del funcionamiento general de
programables dentro de la industria, además en la sección
edificaciones en los sistemas de iluminación (interior y
tres se explican las funciones lógicas con las que opera el
exterior) [7], de riego y humidificación de jardines o zonas
LOGO!, una cuarta sección dedicada a ejemplos y por
verdes, en el control de persianas y marquesinas, y también
último una quinta sección dedicada a ejercicios, con sus
se han utilizado en el control de puertas y portones para el
respectivos solucionarios en la sexta sección, apuntando a
ingreso y salida de personas y/o vehículos. [6]
la adquisición de conocimientos por parte del estudiante en
la utilización de las funciones lógicas que utiliza el En el área industrial el LOGO! también se ha
LOGO!. empleado en el control de equipos de transporte como
bandas transportadoras, ascensores y plataformas
elevadoras. En soluciones especiales como en condicionesFunciones Lógicas en el Relé LOGO! de Siemens
extremas, plantas fotovoltaicas y semaforización. Estos su vez significa “Falso” y un nivel alto de señal significa
relés también tienen gran utilidad en el área de control de “1” o “verdadero”. En la Tabla 1 se ilustra la simbología de
maquinaría donde realizan tareas de control de motores, las operaciones básicas y sus tablas de verdad, donde A y B
válvulas, bombas, compresores, sierras, cepilladoras e son los pines de entrada a la compuerta y Y la salida de la
instalaciones de aspiración y filtración. [6] misma.
En la Figura 1, Figura 2 y Figura 3 se representa la
3. FUNCIONES LÓGICAS DEL SIEMENS Tabla 1. Representación Funciones Lógicas básicas
LOGO! Nombres Símbolo Tablas de Verdad
El LOGO! cuenta con una programación basada en el
uso de compuertas lógicas y bloques de funciones, que
permiten la elaboración de algoritmos de control And
5
simplificados y eficaces. Al unir varios bloques de
funciones, de forma específica, se pueden implementar
programas de control complejos.
3.1. Funciones Generales (GF)
Las General Function (GF, por sus siglas en inglés) o Or
funciones generales en el LOGO!, están basadas en el
Álgebra de Boole [8], la cual está definida por operaciones
lógicas como Y, O ó NO (And, Or, Not). La electrónica
digital emplea este sistema en conjunto con los números Not
binarios, donde, un nivel bajo de señal significa “0” que aFunciones Lógicas en el Relé LOGO! de Siemens
simbología de algunas compuertas lógicas en el LOGO!. 3.2. Funciones Especiales (SF)
El relé LOGO! no solamente cuenta con funciones
generales como las mencionadas anteriormente, este
dispositivo también cuenta con temporizadores, contadores,
generadores de pulsos y memorias de estados, que
conforman las Special Functions (SF, por sus siglas en
inglés) o funciones especiales. Estas permiten al usuario
Figura 1.Compuerta AND
realizar algoritmos de control más avanzados y complejos.
La lista a continuación contiene una breve descripción
de algunas SF con las que cuenta el LOGO! y son
ilustradas en la Tabla 2.
6
Retardo por conexión: en el cual la salida Q es
Figura 2.Compuerta OR
activada mediante un tiempo parámetrizable de la
entrada A.
Retardo de Desconexión: en el cual la salida Q es
desactivada mediante un tiempo parámetrizable de
la entrada Trg y este presenta un flanco
descendente (cambia de 1 a 0).
Figura 3.Compuerta NOTFunciones Lógicas en el Relé LOGO! de Siemens
Retardo de Conexión/Desconexión: en el cual la Tabla 2.Funciones Especiales en el LOGO!
salida Q se activa y desactiva tras un tiempo
parámetrizable. Designación de SF Representación gráfica en
Retardo de conexión memorizable: en el cual la el LOGO!
salida Q es activada después de un tiempo Retardo por conexión
parámetrizable, y este ignora los pulsos de entrada
mientras pasa el tiempo parámetrizable.
Relé disipador: en el cual al generar un pulso en la
Retardo de Desconexión
entrada Trg, no importa que tan largo sea, la salida
Q se desactivará tras un tiempo parámetrizable al
iniciar Trg.
7
Relé Disipador activado por flanco: al hundir Trg Retardo de
se generan un número determinado de pulsos de Conexión/Desconexión
conexión y desconexion parámetrizables en la
salida Q reactivables mediante un tiempo
parámetrizable. Retardo de conexión
memorizable
Generador de Pulsos Asincrónicos: a través de En
se activa y desactiva la generación de impulsos
asíncronos y mediante el parámetro Inv se puede Relé disipador
invertir la señal del generador asíncrono.Funciones Lógicas en el Relé LOGO! de Siemens
Las SF a continuación pueden ser ubicadas en la 4. EJEMPLOS
sección 4 del Manual del Siemens LOGO! edición 2 del
Con el objetivo de aclarar el uso de las GF y las SF
2005, donde son explicadas con detalle en español. [9]
con las que opera el LOGO!, se elaboran los siguientes
Temporizador Semana y Anual: la salida se ejemplos que permitan al estudiante una mayor
activará luego de una fecha de activación y comprensión del temario. Estos serán explicados y
desactivación parametrizable. solucionados a continuación.
Contador avance/retroceso: según se configure, el
contador aumenta o decrementa el conteo cuando 1. Diseñar un algoritmo en el cual una vez presionado el
este alcanza el valor configurado, lo cual produce botón de START, se active la válvula de 2 posiciones,
que la salida se active o desactive. extrayendo el émbolo del pistón totalmente y, luego,
Relé Autoenclavador: la salida Q es activada por retraiga el mismo, usando la información de los detectores 8
un impulso en la entrada R, y se desactiva con un de inicio y fin de carrera.
impulso en la entrada S.
Relé de Impulsos: la salida Q es activada tras un Definido el problema, se implementa el uso de las
impulso de Trg y en S, y cuando R recibe un compuertas lógicas GF y SF, donde el estudiante utilizará
pulso la salida Q es 0. para el circuito neumático, un cilindro de doble efecto el
Comparador Analógico: la salida Q se activa y cual estará conectado a una válvula de 2 posiciones (ver
desactiva en función de la diferencia entre Ax - Ay Figura 4), esta válvula actuará conforme a la lógica
(entradas al sistema), las cuales son dos valores de programada en el LOGO!. Con el botón START y los
umbral ajustados manualmente. sensores de fin e inicio de carrera se definen las entradas
que tendrá el sistema de la siguiente manera I1 START, I2
sensor de inicio de carrera, I3 sensor de fin de carrera, Q1Funciones Lógicas en el Relé LOGO! de Siemens
El proceso inicia al activar I1, este envia una señal a
B1 (SF-RS) que en conjunto con I2 activan a B2 (AND),
este activa a B3 (SF-RS) e inmediatamente B3 activa a Q1
(salida del émbolo). Una vez el émbolo del pistón llega al
final de su recorrido se activa I3, esta envía dos señales al
mismo tiempo, la señal 1 es enviada al reset de B1 (SF-RS)
y de B4 (SF-RS) inactivando Q1, y la señal 2 activa a B2
(SF-RS) e inmediatamente B2 activa a Q2 retrayendo el
émbolo del pistón y terminar un ciclo del proceso.
9
Figura 4. Esquema neumático de conexión ejemplo 1, 2 y 3 simulado en
FluiSim, a) estado Inicial y b) estado Final
accionamiento de la válvula para la salida del émbolo y
Q2 accionamiento de la válvula para la entrada del
émbolo. Utilizando el programa de simulación LOGOsoft,
se desarrolla la siguiente lógica para realizar la secuencia
planteada que se visualiza en la Figura 5.
Figura 5. Circuito Esquemático ejemplo 1 simulado en LOGO!softFunciones Lógicas en el Relé LOGO! de Siemens
2. En el siguiente ejemplo se utiliza una función conjunto con I2 activan a B2 (AND), este activa a B3 (SF-
temporizadora, la cual, una vez iniciado el proceso RS) e inmediatamente B3 activa a Q1 (salida del émbolo).
presionando el botón START, extenderá el émbolo del Una vez el émbolo del pistón llega al final de su recorrido
pistón, finalizará su recorrido, esperará 5 s y procederá a I3 es activada, este manda una señal al temporizador B4, el
retraer el émbolo para finalizar la secuencia (ver Figura 6). cual cuenta 5 s, pasado el tiempo, envia dos señales, la
La función temporizadora a utilizar es retardo de señal 1 activa a B5 (SF-RS), y la señal 2 manda una señal
conexión (B4). Basado en el ejemplo anterior, la secuencia de reset de B3 (SF-RS), inactivando Q1 y activando Q2
se realiza con la siguiente lógica. El proceso inicia al retrayendo el émbolo del pistón a su posición inicial.
activar I1, este envia una señal a B1 (SF-RS) que en
5. EJERCICIOS
A continuación se presentan dos ejercicios.
10
Ejercicio 1. Utilizando la lógica de compuertas,
realizar un algoritmo que permita extender el émbolo
de un cilindro al pulsar el botón de START y una vez
extendido todo el cilindro esperar 5 segundos y
retraerlo, pero si es presionado el botón de PARO DE
EMERGENCIA, el émbolo debe retraerse
inmediatamente.
Nota: el botón de START no debe iniciar el proceso si se
Figura 6. Circuito Esquemático ejemplo 2 simulado en LOGO!soft pulsa en repetidas ocasiones durante el ciclo primario.Funciones Lógicas en el Relé LOGO! de Siemens
Ejercicio 2. Utilizando las SF, realizar el ciclo de El proceso inicia al activar I1, este envia una señal a
proceso que se repita cinco veces y una vez finalizado B1(SF-RS) que en conjunto con I2 activan a B2(AND), B2
genere una alarma sonora. activa a B3(SF-RS) e inmediatamente B3 activa a Q1
(salida del émbolo). Una vez el émbolo finalice su
recorrido se activa I3, la cual está condicionada con I4 para
6. SOLUCIONARIO activar B7 (OR), esta envía una señal al temporizador B4
A continuación se presentan las soluciones a los ejercicios para que empiece el conteo de los cinco segundos, pasado
de la sección anterior, los cuales utilizan la conexión el tiempo B4 se activa y manda una señal a B8 (OR) la cual
neumática ilustrada en la Figura 4. también está condicionada por I4, B8(OR) activa B5(SF-
Ejercicio 1. Este ejercicio tiene como objetivo
implementar el botón de PARO DE EMERGENCIA,
esto es debido a que es esencial en procesos del sector 11
industrial cuando se presenta algún accidente.
En primera instancia se definen las entradas al
sistema. I1 START, I2 sensor inicio de carrera, I3 sensor
final de carrera, I4 botón paro de emergencias, Q1
accionamiento de la válvula para la salida del émbolo y
Q2 accionamiento de la válvula para la entrada del
émbolo. En la Figura 7 se puede observar el algoritmo de
control realizado en LOGOSoft para el desarrollo de este
ejercicio, utilizando la siguiente lógica.
Figura 7. Circuito Esquemático ejercicio 1 simulado en LOGO!softFunciones Lógicas en el Relé LOGO! de Siemens
RS) y envía una señal de reset a B3(SF-RS), inactivando tiempo, la señal 1 es enviada al temporizador B4 que
Q1 y activando Q2 (entrada del émbolo del pistón). Una realiza el conteo de 5 s, una vez pasado el tiempo, envía
vez el embolo regresa a su posición, Q2 se desactiva a la una señal de activación a B5(SF-RS) y de reset a B3,
espera de empezar el ciclo cuando se presione I1 inactivando Q1 y activando Q2 para retraer el émbolo del
nuevamente. pistón. La señal 2 generada por I3 es enviada al contador
B6, el cual suma una unidad cada vez que I3 es activada,
una vez realizado el conteo programado en B6, este envía
Ejercicio 2. Este ejercicio tiene como objetivo dar a
una señal de reset a B1(SF-RS) y finaliza el proceso.
conocer los tipos de alarmas que se emplean en la
industria para identificar un evento.
Se asignan las variables de entrada al sistema I1
START, I2 sensor inicio de carrera, I3 sensor final de
carrera, Q1 accionamiento de la válvula para extracción 12
del émbolo, Q2 accionamiento de la válvula para
retracción del émbolo y Q3 señal de alarma sonora. En la
Figura 8 se puede observar el algoritmo de control
realizado en LOGOSoft para el desarrollo de este ejercicio,
utilizando la siguiente lógica para su secuencia.
Al activar I1 inicia el proceso, este envia una señal a
B1(SF-RS) que en conjunto con I2 activan a B2(AND), B2
activa a B3(SF-RS) e inmediatamente B3 activa a Q1
(salida del émbolo). Una vez el émbolo finalice su
recorrido se activa I3 y manda dos señales al mismo Figura 8. Circuito Esquemático ejercicio 2 simulado en LOGO!softFunciones Lógicas en el Relé LOGO! de Siemens
AGRADECIMIENTO [5] F. Beltran, M. Cadavid, M. Betancur y M. Osorio, «Funciones Lógicas
en el relé LOGO! de Siemens,» 10 Agosto 2014. En línea:
Francisco F. Beltrán agradece a sus padres, hermana y tíos
http://youtu.be/ZcyBQXCecAw. [Último acceso: 10 Agosto 2014].
que con su compañía y motivación colaboraron para llevar
a cabo este su proyecto de vida. [6] SIEMENS, «LOGO! Ahora 2 igual de geniales,» 2012. En línea:
https://c4b.gss.siemens.com/resources/images/articles/e20001-
a1120-p271-x-7800.pdf. [Último acceso: 2 julio 2014].
REFERENCIAS [7] Cedom, «Qué es inmotica-Cedom,» En línea:
http://www.cedom.es/sobre-domotica/que-es-inmotica. [Último
[1] H. D. Vallejo, «Los Controladores Lógicos Programables,» Saber acceso: 3 julio 2014].
Electrónica , vol. 166, p. 11.
[8] R. Arnold, «Logic and Boolean Algebra,» Prentice-Hall, New York,
[2] QUIMINET.COM, «¿Cómo surgen los Controladores Lógicos 1962.
Programables (PLC’s)?,» 20 ENERO 2006. En línea: 13
[9] SIEMENS, SIEMENS LOGO! Manual, Numberg: Siemens AG, 2005.
http://www.quiminet.com/articulos/como-surgen-los-
controladores-logicos-programables-plcs-5001.htm. [Último acceso:
01 julio 2014].
[3] QUIMINET, «¿Qué es un sistema PLC? ¿Cómo surgen los PLC´s?
¿Para qué se utiliza un PLC? ¿Cuántos tipos de PLC existen?,»
QUIMINET, 12 07 2011. En línea:
http://www.quiminet.com/articulos/sistemas-de-automatizacion-
en-procesos-industriales-63179.htm. [Último acceso: 02 07 2014].
[4] J. Asade, Interviewee, Tecnología inteligente de uso sencillo.
[Entrevista]. 4 Octubre 2012.Funciones Lógicas en el Relé LOGO! de Siemens
AUTORES
Manuel José BETANCUR BETANCUR, nacido en
Medellín, Colombia; Ing. Electrónico de la
Francisco Fabián BELTRÁN DE LA HOZ, nacido Universidad Pontificia Bolivariana (UPB, 1987),
en Montería, Colombia; estudiante X semestre de Esp. en Automática, M.Sc. en Ing., Dr. en Ing. de la
Ingeniería Electrónica en la Universidad Pontificia Universidad Nacional Autónoma de México;
Bolivariana (2014), bachiller académico Colegio La cofundador de Tecnología Apropiada Ltda (1990),
Salle de Montería (2006), experiencia en de la Asociación Colombiana de Automática (1994)
Mantenimiento Industrial en Electricaribe y del Grupo de Investigación en Automática (1998) luego fusionado en
S.A.(2013). el grupo A+D (A1 Colciencias 2013); investigador asistente en la
Université Catholique de Louvain (2003), investigador Senior
Colciencias (640/2013), Profesor Titular de la Facultad IEE en la
Escuela de Ingenierías de la UPB.
Mariano Andrés CADAVID EUSSE, nacido en 14
Medellín, Colombia; estudiante X semestre de Marisol OSORIO, nacida en Medellín, Colombia;
ingeniería electrónica en la Universidad Pontificia Ing. Electrónica de la Universidad Pontificia
Bolivariana, bachiller del Colegio de la Universidad Bolivariana (UPB, 1993), M.Sc. en Ing. y
Pontificia Bolivariana (UPB, 2014). Especialista en Automática, Dra. en Ing. Eléctrica de
la Universidad Nacional Autónoma de México
(2009). Profesora Titular e investigadora en la
Universidad Pontificia Bolivariana, cofundadora del
Grupo de Investigación en Automática (1998) luego fusionado en el
grupo A+D, clasificado A1 en Colciencias (2014). Intereses: control y
observadores no lineales, educación e historia de la ingeniería.También puede leer
