Sistemas numéricos, lógica, temporizadores, contadores y aritmética en PLC

Informática24 sept 2025Actualizado el 7 nov 20267,1 KB

Resumen

El documento repasa los fundamentos de la automatización industrial: sistemas numéricos (hexadecimal, binario, decimal y BCD) y sus conversiones, operaciones lógicas bit a bit como OR, NOR, AND y NAND. Después describe los temporizadores TON, TONR y TOF, los contadores CTU, CTD y CTUD, las funciones de desplazamiento, rotación y transferencia de datos, y las operaciones aritméticas con enteros y reales en la programación de PLC.

Puntos clave

El sistema hexadecimal tiene base 16 y usa los dígitos 0-9 y las letras A-F.
En BCD, cada dígito decimal se representa con 4 bits binarios.
TON activa su bit cuando el tiempo acumulado alcanza el valor de preselección (PV) y reinicia el valor actual al desactivarse la habilitación.
TONR mantiene el tiempo acumulado al desactivarse la entrada y se borra con la operación de reinicio (R).
CTU cuenta hacia adelante con flancos positivos y CTD cuenta hacia atrás con flancos negativos.
DESPLAZAR rellena con ceros, mientras que ROTAR es circular: los bits que salen por un extremo entran por el otro.
MULTIPLICAR enteros de 16 bits genera un resultado de 32 bits; DIVIDIR genera un resultado de 32 bits formado por cociente y resto.

Ponte a prueba

Conceptos Fundamentales en Automatización Industrial

Sistemas Numéricos y Operaciones Lógicas

Esta sección aborda los sistemas numéricos esenciales y las operaciones lógicas básicas utilizadas en el ámbito de la automatización y la electrónica digital.

Sistemas Numéricos

Hexadecimal (HEX): Sistema de base 16. Utiliza dígitos del 0 al 9 y letras de la A a la F. Los valores se suman ponderados por potencias de 16.
Binario (BIN): Sistema de base 2. Utiliza solo los dígitos 0 y 1. Para la conversión a decimal, se suman los valores posicionales (ej. 16, 8, 4, 2, 1).
Decimal (DEC): Sistema de base 10. Es el sistema numérico estándar que utilizamos diariamente.
BCD (Decimal Codificado en Binario): Cada dígito decimal se representa con su equivalente binario de 4 bits. Para la conversión, cada dígito se pasa a su forma binaria.

Conversiones Numéricas

HEX a DEC: Conversión de un número hexadecimal a su equivalente decimal.
BIN a DEC: Conversión de un número binario a su equivalente decimal.
DEC a BIN: Conversión de un número decimal a su equivalente binario.
BCD a BIN: Conversión de un número BCD a su equivalente binario.

Operaciones Lógicas Básicas

Ejemplos de operaciones lógicas bit a bit:

OR:
- Entrada A: 0011
- Entrada B: 0101
- Salida C (A OR B): 0111
NOR:
- Salida de ejemplo: 1000 (inversa de OR)
AND:
- Entrada A: 0011
- Entrada B: 0101
- Salida C (A AND B): 0001
NAND:
- Salida de ejemplo: 1110 (inversa de AND)

Funciones de Temporización en PLC

Los temporizadores son bloques de función esenciales en la programación de Controladores Lógicos Programables (PLC) para gestionar secuencias basadas en el tiempo.

Temporizadores Estándar

TON (Timer On Delay): Retardo a la Conexión
Cuenta el tiempo mientras la entrada de habilitación está activada. El bit de temporización se activará cuando se alcance el valor de preselección (PV). El valor actual se reiniciará a cero cuando la entrada de habilitación se desactive.
TONR (Timer On Delay Retentive): Retardo a la Conexión con Memoria
Cuando la entrada de habilitación se desactiva, el tiempo acumulado se mantiene. Esto permite acumular varios periodos de tiempo. Para borrar el valor actual, se utiliza la operación de reinicio (R).
TOF (Timer Off Delay): Retardo a la Desconexión
Empieza a contar cuando la entrada de habilitación se desactiva. El bit de temporización se activa al alcanzar el valor de preselección (PV).

Funciones de Conteo en PLC

Los contadores permiten registrar eventos o pulsos, siendo fundamentales para el control de procesos y la gestión de cantidades.

Contadores Estándar

CTU (Count Up): Contador Ascendente
Empieza a contar hacia adelante desde el valor actual cuando se produce un flanco positivo en la entrada de conteo (CU). Si el valor del contador es igual al valor de preselección (PV), se activa el bit de conteo (Q). El contador se reinicia a cero cuando se activa la entrada de reinicio (R).
CTD (Count Down): Contador Descendente
Empieza a contar hacia atrás cuando se produce un flanco negativo en la entrada de conteo descendente (CD). Cuando se activa la entrada de carga (LD), el contador desactiva el bit de conteo (Q) y carga el valor actual con el de preselección (PV).
CTUD (Count Up/Down): Contador Ascendente/Descendente
Cuenta hacia adelante cuando se produce un flanco positivo en la entrada de conteo ascendente (CU) y hacia atrás en la entrada de conteo descendente (CD). Se conserva el valor actual. Si el valor actual es mayor o igual al de preselección (PV), se activa el bit de conteo (Q). Se inicializa cuando se activa la entrada de reinicio (R) o al ejecutarse la operación de puesta a cero. Se detiene al alcanzar el valor de PV.

Funciones de Manipulación de Datos en PLC

Estas funciones permiten mover, desplazar o rotar datos dentro de la memoria del PLC, facilitando el procesamiento de información.

Operaciones de Bits y Bytes

DESPLAZAR (SHR / SHL): Desplazamiento de Bits
Desplaza el valor de entrada (IN) a la derecha (SHR) o a la izquierda (SHL) tantas posiciones como indique el valor de desplazamiento (N), y carga el resultado en el byte de salida (OUT). Las operaciones de desplazamiento rellenan con ceros cada vez que se desplaza un bit.
ROTAR (ROR / ROL): Rotación de Bits
Rota el valor de entrada (IN) a la derecha (ROR) o a la izquierda (ROL) tantas posiciones como indique el valor de desplazamiento (N), y carga el resultado en el byte de salida (OUT). La rotación es circular, es decir, los bits que salen por un extremo entran por el otro.
TRANSFERIR (MOV): Movimiento de Datos
Transfiere el valor de entrada (IN) a la salida (OUT) sin modificar el valor original de la entrada.
TRANSFERIR EN BLOQUE (BLKMOV): Movimiento de Bloques de Datos
Transfiere un número determinado (N) de elementos desde la dirección de entrada (IN) a la dirección de salida (OUT). El valor de N puede estar comprendido entre 1 y 255.

Funciones Aritméticas en PLC

Las operaciones aritméticas son cruciales para realizar cálculos matemáticos con valores numéricos en la programación de PLC.

Operaciones con Números Enteros

SUMAR Y RESTAR (ADD / SUB):
Suman (ADD) o restan (SUB) dos números enteros (IN1, IN2), arrojando un resultado (OUT).
MULTIPLICAR ENTEROS (MUL):
Multiplica dos números enteros de 16 bits (IN1, IN2), arrojando un resultado de 32 bits (OUT).
DIVIDIR ENTEROS (DIV):
Divide dos números enteros (IN1, IN2), arrojando un resultado de 32 bits compuesto por un cociente de 16 bits (los menos significativos) y un resto de 16 bits (los más significativos).

Operaciones con Números Reales (Punto Flotante)

SUMAR Y RESTAR REALES (ADD_R / SUB_R):
Suman (ADD_R) o restan (SUB_R) dos números reales de 32 bits (IN1, IN2), dando como resultado un número real de 32 bits (OUT).
MULTIPLICAR REALES (MUL_R):
Multiplica dos números reales de 32 bits (IN1, IN2), dando como resultado un número real de 32 bits (OUT).
DIVIDIR REALES (DIV_R):
Divide dos números reales de 32 bits (IN1, IN2), dando como resultado un cociente de número real de 32 bits (OUT).

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Preguntas frecuentes

¿Qué diferencia hay entre TON y TONR?

TON reinicia el valor actual a cero cuando se desactiva la entrada de habilitación. TONR conserva el tiempo acumulado al desactivarse la entrada, lo que permite sumar varios periodos, y solo se borra con la operación de reinicio (R).

¿Qué diferencia hay entre DESPLAZAR y ROTAR?

DESPLAZAR rellena con ceros los bits que se desplazan y estos se pierden. ROTAR es circular: los bits que salen por un extremo entran por el opuesto.