Unidades de mando y señalización
Todo lo que entra y sale del autómata pasa por acá: la botonera que opera una persona, los sensores que miran el proceso, los acondicionadores que hacen legible la señal y los actuadores que ejecutan. Es la parte del automatismo que se toca, y donde ocurren la mayoría de las fallas.
Los principios de funcionamiento de cada tipo de sensor y de actuador —inductivos, capacitivos, fotoeléctricos, encoders, contactores, electroválvulas— se desarrollan en sensores y actuadores. Acá se trabaja su conexión al autómata: acondicionamiento, cableado, señalización y montaje.
01Mando y señalización normalizados
| Color | Pulsador | Luz indicadora |
|---|---|---|
| Rojo | Parada, paro de emergencia. | Falla o condición peligrosa: exige acción inmediata. |
| Verde | Marcha, arranque. | Condición normal, máquina en servicio. |
| Amarillo | Intervención, supresión de una condición anormal. | Advertencia: algo está cerca del límite. |
| Azul | Acción obligatoria, como un rearme. | Indicación de una acción necesaria. |
| Blanco o negro | Funciones sin significado específico. | Confirmación de una orden sin más significado. |
- Cabeza roja sobre fondo amarillo, de golpe, con enclavamiento y desenclavamiento por giro o llave.
- Contactos de apertura forzada: si los contactos se sueldan, el mecanismo los abre igual. No es un pulsador común pintado de rojo.
- Cableada en serie con la alimentación de los actuadores, a través de un relé de seguridad. No es una entrada más del PLC.
- El PLC lee el estado de la cadena para informar y registrar, pero no es quien protege.
- Rearme deliberado: soltar la seta nunca debe hacer arrancar la máquina sola.
02Acondicionar la señal
| Situación | Qué se intercala |
|---|---|
| Sensor con salida en milivolts (celda, termopar) | Transmisor que amplifica y convierte a 4-20 mA junto al sensor, no en el tablero. |
| Señal de 0-10 V con cable largo | Conversor a corriente, o directamente un transmisor de 4-20 mA. |
| Tierras a distinto potencial | Aislador galvánico de lazo. Evita corrientes parásitas y lecturas erráticas. |
| Ruido de variadores y motores | Cable apantallado con el blindaje a tierra en un solo extremo, y filtro en la entrada. |
| Señal de tensión de red a la entrada digital | Módulo de entrada de 220 V, o relé de interposición. Nunca 220 V a una entrada de 24 V. |
| Salida del PLC hacia una carga grande | Relé de interposición o contactor. La salida ordena, no alimenta. |
Un transmisor de 4-20 mA alimentado a 24 V, con 300 m de cable de 0,5 mm² de ida y vuelta, y una resistencia de entrada de 250 Ω en el PLC.
- Resistencia del cable: 2 × 0,0172 × 300/0,5 = 20,6 Ω.
- A 20 mA, la caída en el cable es 0,020 × 20,6 = 0,41 V.
- Esa caída no altera la medición: la corriente es la misma en todo el lazo. Sólo hay que verificar que la tensión alcance para el transmisor: 24 V − 0,41 V − 5 V en la entrada deja de sobra.
- Con una señal de 0-10 V y la misma resistencia de cable, en cambio, la caída se sumaría directamente al error.
03Cableado y montaje
- Toda señal a bornera: nunca un cable de campo directo al módulo. La bornera permite desconectar, medir y reemplazar sin tocar el PLC.
- Marcado en los dos extremos de cada conductor, con la misma referencia que figura en el plano.
- Canaletas separadas para potencia, mando y señales analógicas o de datos. Si tienen que cruzarse, que sea en ángulo recto.
- Punteras crimpeadas en todo conductor flexible, con la matriz correcta.
- Reserva de bornes y de espacio: siempre se agrega algo después.
- Una luz por condición relevante, no una por salida.
- Fija para un estado estable; intermitente para algo que requiere atención. La frecuencia también informa: más rápido, más urgente.
- Prueba de lámparas: un pulsador que enciende todas, para verificar que ninguna está quemada.
- Bocina o baliza cuando el operador puede no estar mirando el tablero.
Durante el montaje siempre hay cambios: un borne que se corre, una señal que se agrega. Si no se anotan en el momento sobre el plano, se pierden. Un tablero cuyo plano no coincide con la realidad es peor que uno sin plano, porque hace perder tiempo y genera errores de intervención.
04En el laboratorio
Montar una botonera con marcha, paro, seta de emergencia y señalización, respetando colores normalizados y con el paro cableado como NC. Verificar que al cortar el cable del paro la máquina se detiene, y que al cortar el de marcha simplemente no arranca.
Cablear la seta de emergencia a través de un relé de seguridad, en serie con la alimentación de las salidas, y como entrada informativa al PLC. Comprobar que el programa no puede arrancar la máquina con la seta accionada, y que la parada ocurre aunque se fuerce la salida desde el terminal de programación.
Armar un lazo de 4-20 mA con un transmisor y medir la corriente con el multímetro en serie en distintos puntos: es la misma en todos. Agregar resistencia de cable a propósito y verificar que la lectura no cambia. Después cortar el lazo y comprobar la detección por debajo de 4 mA.
Montar un tablero completo con riel DIN, canaletas separadas, bornera, marcado y plano. Someterlo a una revisión cruzada con otro grupo, que debe poder ubicar cualquier señal en menos de un minuto usando sólo el plano.
05Errores frecuentes
| Error | Consecuencia |
|---|---|
| Paro cableado como contacto NA | Si el cable se corta, la máquina ya no puede detenerse y nadie lo nota hasta que hace falta. |
| Seta de emergencia como entrada del PLC solamente | Si la CPU falla, no hay parada. Debe cortar por hardware. |
| Rearme automático al soltar la seta | La máquina arranca sola con gente adentro de la zona de riesgo. |
| Señales analógicas junto a la potencia | Lecturas ruidosas que saltan con cada arranque de motor. |
| Blindaje a tierra en los dos extremos | Circula corriente por el blindaje e inyecta ruido en lugar de quitarlo. |
| Cable de campo directo al módulo | Cualquier intervención obliga a manipular el PLC, y una falla externa se lo lleva puesto. |
| Conductores sin marcar | Cada diagnóstico empieza siguiendo cables con la mano. |
| Plano no actualizado | Peor que no tener plano: induce a error a quien intervenga después. |
06Autoevaluación
¿Por qué el pulsador de paro se cablea normalmente cerrado?
Para que la rotura del cable produzca el mismo efecto que apretarlo: la máquina se detiene. Cableado como NA, un cable cortado deja la máquina sin posibilidad de parada.
¿Qué colores corresponden a marcha, paro y advertencia?
Verde para marcha, rojo para paro y emergencia, amarillo para advertencia o intervención.
¿Qué significa que un contacto sea de apertura forzada?
Que el mecanismo separa los contactos aunque estén soldados. Es un requisito de los dispositivos de seguridad, y lo que distingue a una seta real de un pulsador rojo.
¿Dónde se conecta la seta de emergencia?
En serie con la alimentación de los actuadores, a través de un relé de seguridad. Al PLC se lleva sólo como información, para señalizar y registrar.
¿Por qué la caída de tensión del cable no afecta a un lazo de 4-20 mA?
Porque la información viaja en la corriente, que es la misma en todo el lazo. La caída sólo hay que tenerla en cuenta para verificar que al transmisor le llegue tensión suficiente.
¿Cuándo hace falta un aislador de lazo?
Cuando hay diferencia de potencial entre las tierras de los dos extremos, que haría circular corrientes parásitas y produciría lecturas erráticas.
¿Por qué toda señal de campo pasa por bornera?
Para poder desconectar, medir y reemplazar sin tocar el autómata, y para que una falla externa no llegue directamente al módulo.
¿Cómo se disponen las canalizaciones dentro del tablero?
Separando potencia, mando y señales analógicas o de datos. Si deben cruzarse, en ángulo recto para minimizar el acoplamiento.
¿Qué diferencia hay entre una luz fija y una intermitente?
La fija indica un estado estable; la intermitente, algo que requiere atención. Cuanto más rápida la intermitencia, más urgente.
¿Cuándo se actualiza el plano del tablero?
En el momento en que se hace el cambio, durante el montaje. Después no se anota, y un plano que no coincide con la realidad induce a error.