Temporizadores y contadores PLC: cómo funcionan y cuándo usarlos

Los temporizadores y contadores PLC responden a dos preguntas distintas. Un temporizador responde algo como "¿esto lleva cinco segundos encendido?". Un contador responde "¿cuántas veces ha pasado esto?". Parecen simples, pero entender bien la diferencia importa cuando una bomba debe esperar antes de arrancar o una cinta transportadora tiene que parar después de seis botellas.

Esta guía explica los dos desde el principio. Verás qué recuerda el PLC, las instrucciones más comunes y un ejemplo pequeño de cada uno. No necesitas un PLC en tu escritorio para seguirla.

Primero, ¿cómo lleva la cuenta un PLC?

Un PLC lee las entradas, ejecuta su programa y actualiza las salidas una y otra vez. Cada vuelta por el programa se llama escaneo. Un sensor puede quedarse activo durante cientos de escaneos mientras una botella está delante de él.

Un temporizador necesita un lugar donde guardar el tiempo transcurrido entre un escaneo y otro. Un contador necesita un lugar donde guardar su cuenta actual y recordar el estado anterior de su entrada. Cada temporizador o contador necesita su propia memoria, que según el controlador se llama instancia o variable (tag).

El valor de preselección (preset) es el objetivo que le das. En un temporizador pueden ser cinco segundos. En un contador pueden ser seis botellas. El valor actual es lo que lleva hasta ahora. Una salida o un bit de estado le avisa a tu programa cuando se alcanza el objetivo.

Normalmente no haces que todo el programa se quede quieto esperando. El PLC sigue escaneando y revisa el temporizador o el contador mientras trabaja. Otras partes de la máquina pueden seguir funcionando.

¿Qué es un temporizador PLC?

Un temporizador mide el tiempo de una condición de tu programa. Lo que pasa exactamente cuando esa condición se activa o se desactiva depende del tipo de temporizador que elijas.

Esas son las ideas. Las instrucciones y su comportamiento cambian de un controlador a otro, así que revisa el manual del equipo que usas. Un temporizador de PLC no reemplaza a un sistema de seguridad bien diseñado.

Un temporizador de retardo a la conexión, paso a paso

Imagina la bomba de un tanque. Quieres que la orden de arranque se mantenga cinco segundos antes de que la bomba arranque. Un parpadeo rápido no debe arrancarla.

El temporizador de retardo a la conexión, que suele llamarse TON, es el punto de partida habitual. Pon su preselección en cinco segundos y conecta la orden de arranque a su entrada.

Si la orden se cae a los tres segundos, un retardo a la conexión normal se reinicia. Cuando vuelve, los cinco segundos empiezan de nuevo. Si se mantiene más de cinco segundos, la salida del temporizador sigue encendida hasta que la entrada se apague. La lógica de tu bomba puede usar esa salida como una de las condiciones para funcionar.

En un PLC Siemens S7, la instancia del temporizador tiene entradas llamadas IN y PT, y salidas llamadas Q y ET. IN es la condición, PT es la preselección, Q te dice que se alcanzó el tiempo y ET es el tiempo transcurrido. Una preselección de T#5s significa cinco segundos.

Así puede verse la llamada al temporizador en SCL de Siemens, con una instancia de temporizador aparte llamada StartDelay:

#StartDelay(IN := #StartRequest, PT := T#5s);
#DelayDone := #StartDelay.Q;

La instancia del temporizador tiene que estar declarada en el bloque. Este ejemplo muestra solo el retardo: una bomba real también necesita los enclavamientos correctos, gestión de fallas y una parada bien diseñada.

Rockwell tiene sus propias instrucciones y variables de temporizador. En ladder de Logix, TON usa los valores de preselección y acumulado del temporizador, que suelen escribirse PRE y ACC, y su bit de terminado es DN. En el temporizador estándar de Logix, la preselección va en milisegundos, así que cinco segundos son 5000. No des por hecho que los mismos nombres o la misma sintaxis funcionan en cualquier controlador o lenguaje.

Puedes probar la idea en la misión de retardo a la conexión. Luego cambia el tiempo y mira qué pasa cuando la entrada se apaga antes de tiempo.

¿Y el retardo a la desconexión o el temporizador retentivo?

El retardo a la desconexión, a menudo TOF, trabaja en el otro extremo. La salida se activa cuando se activa su entrada. Cuando la entrada se apaga, la salida se mantiene encendida durante el tiempo de preselección y después se apaga.

Piensa en un ventilador que sigue girando un rato después de que para una máquina. Puede servir para sacar calor o humos, siempre que el proceso real y sus requisitos de seguridad se hayan evaluado como corresponde. Si la entrada vuelve a activarse durante el retardo, revisa cómo se comporta la instrucción en tu controlador en lugar de adivinar cómo se reinicia.

Un temporizador retentivo conserva el tiempo transcurrido cuando la cuenta se pausa. Si una máquina funciona dos horas, se para y luego funciona otra hora, el temporizador puede acumular tres horas para un aviso de mantenimiento. Necesita un reinicio a propósito cuando quieras borrar ese total.

Cuidado con los nombres. Siemens S7 usa TONR para un acumulador de tiempo. El ladder de Rockwell Logix tiene la instrucción RTO para temporización retentiva, mientras que su nombre TONR se usa para otra instrucción de temporizador en otros lenguajes de Logix. Busca la instrucción y el lenguaje exactos antes de copiar un ejemplo. Además, conservar un valor mientras el temporizador está en pausa no es lo mismo que garantizar que sobreviva a un corte de energía: eso depende del controlador y de su configuración.

¿Qué es un contador PLC?

Un contador lleva la cuenta de eventos. Un contador ascendente común, o CTU, aumenta su valor actual a medida que llegan eventos. Cuando el valor alcanza la preselección, su salida o bit de terminado le avisa al programa que se cumplió el objetivo.

La palabra importante es eventos. Si un sensor se queda activo mientras pasa una botella, una instrucción de contador ascendente normal busca el cambio de la entrada de apagado a encendido. Ese cambio es un flanco ascendente. No suma otra botella cada vez que el PLC escanea mientras el sensor sigue activo.

La entrada tiene que apagarse y volver a encenderse para que haya otro flanco ascendente. Si dos botellas pasan sin un hueco que el sensor pueda ver, puedes obtener una cuenta en lugar de dos. La posición del sensor y el hueco físico importan tanto como el programa.

Contar seis botellas

Imagina un sensor que mira a través de una cinta transportadora. Cada botella corta el haz y lo deja libre antes de que llegue la siguiente. Quieres contar seis botellas y avisar al resto del programa cuando el paquete esté lleno.

En Siemens, la instrucción CTU tiene una entrada de conteo llamada CU, una entrada de reinicio R, una preselección PV, un valor actual CV y una salida Q. En ladder de Rockwell Logix, CTU usa una variable de contador con los miembros PRE, ACC y DN, y una instrucción RES aparte puede reiniciar el contador.

Esos nombres te dan un punto de partida para leer un programa. No son instrucciones intercambiables: declara y llama al contador correcto para el controlador y el lenguaje que usas. Decide también cuándo reiniciar. Si reinicias en cuanto llega la sexta botella, podrías borrar la señal de terminado antes de que el resto de la secuencia la use.

Prueba a contar botellas en PLC Gym. Luego mira el glosario del contador si quieres repasar los términos.

Usar temporizadores y contadores PLC juntos

Ahora junta las dos ideas. Una cinta transportadora cuenta seis botellas, se detiene dos segundos mientras se maneja el paquete y luego empieza una cuenta nueva.

1. Cada botella que llega al sensor le da un evento al contador.
2. Al llegar a seis, el contador le dice a la secuencia que el paquete está lleno.
3. La secuencia detiene la cinta y arranca un temporizador de dos segundos.
4. Cuando el temporizador termina y se cumplen las demás condiciones necesarias, la secuencia reinicia el contador y sigue adelante.

El temporizador mide la pausa. El contador cuenta las botellas. La secuencia decide cuándo debe funcionar y reiniciarse cada uno. Esa separación hace que una falla sea mucho más fácil de encontrar que si intentas que un solo temporizador lo haga todo.

Este es un ejemplo para aprender, no el programa completo de una máquina. En una línea real también tendrías que pensar en una parada segura, un sensor bloqueado, un ciclo interrumpido y qué debe pasar después de un rearranque.

¿Por qué un temporizador o un contador puede fallar?

Empieza por lo que el PLC de verdad puede ver y después revisa la instrucción.

• El temporizador nunca termina. ¿La entrada se mantiene activa durante todo el retardo? Si se cae, un retardo a la conexión normal vuelve a empezar desde cero.
• El tiempo está mal. Revisa la preselección y sus unidades. Cinco milisegundos y cinco segundos son cosas muy distintas.
• La cuenta no se mueve. Observa la entrada del sensor. Tiene que cambiar de estado para que haya un nuevo flanco ascendente, y la instrucción tiene que ejecutarse como esperas.
• La cuenta es demasiado alta o demasiado baja. Busca una señal con ruido, un sensor que ve más de una pieza o piezas que pasan sin un hueco claro.
• El contador vuelve a cero una y otra vez. Revisa qué está activando el reinicio y cuándo se ejecuta esa parte del programa.
• El PLC se pierde impulsos rápidos. Un programa normal solo puede contar los cambios que ve. Para impulsos cortos o rápidos, revisa las entradas del controlador y si tiene contadores rápidos.

Con cualquiera de las dos instrucciones, observa el valor actual y la salida de terminado mientras la máquina funciona. No mires solo la salida final para adivinar dónde empezó el problema.

Dónde practicar ahora

Si todo esto es nuevo para ti, empieza con el curso de programación de PLC y luego prueba las misiones del temporizador y de las botellas que viste arriba. Los ejercicios funcionan en el navegador, así que ves el resultado y vuelves a intentarlo sin cablear una máquina real.

PLC Gym es un simulador para aprender, no un controlador real ni un reemplazo de las pruebas en el software del fabricante. Cuando pases a equipos reales, usa el manual de tu controlador exacto y haz que un ingeniero de control competente revise la aplicación.

Fuentes

• S7 1200 programmable controller system manual, timer and counter operations, Siemens, febrero de 2019
• Timer and counter instructions for Logix controllers, Rockwell Automation
• Retentive Timer On instruction, Rockwell Automation