Temporizadores

Un temporizador es un relé en el cual sus contactos no conmutan inmediatamente después que su bobina es energizada; antes bien, hay un lapso de tiempo programable entre uno y otro evento llamado retardo.

Este retardo puede ser:

1. A la conexión. Los contactos se hallan desactivados (abiertos) y después de ser energizada la bobina transcurre el retardo y los contactos se cierran. Cuando la bobina es desenergizada los contactos vuelven nuevamente a su posición de reposo pero de manera inmediata.
2. A la desconexión. En este caso, los contactos se hallan desactivados (abiertos), pero al energizar la bobina se cierran inmediatamente; al terminar el retardo se abren nuevamente. Al desenergizar la bobina no ocurre nada en los contactos puesto que ya se han desenergizado.

En realidad no hay tal bobina en este tipo de dispositivos, dado que se construyen hoy en día con dispositivos electrónicos. Más bien se trata de las terminales A1 y A2 que internamente proporcionan la alimentación a la circuitería y se les denomina de ese modo para no perder la compatibilidad con los relés comunes en los diagramas de escalera.

Temporizador electromecánico antigüo

Anteriormente al desarrollo de la circuitería electrónica integrada, se empleaban pequeños motores sincrónicos de 110V ó 22o V cuya velocidad era reducida mediante un juego de engranajes y la conmutación de los contactos era efectuada mediante una leva. Algo muy parecido a los relojes de las lavadoras automáticas con perilla de programación.

Temporizador electrónico moderno

Los relés temporizadores son empleados actualmente en muchos procesos, ya que se les puede encontrar en la industria, pero también en otros ámbitos como el automotriz y el hogar. Por ejemplo, el temporizador que permite espaciar las oscilaciones de los limpiabrisas durante una lluvia ligera, ya que después de las primeras pasadas las plumas frotarían sobre un cristal prácticamente seco, rayándolo. La temporización de este evento alarga la vida del parabrisas y del motor que impulsa los limpiadores.


Por otra parte, en el hogar se aplican para gobernar el encendido de las luces del jardín programando intervalos apagado-encendido automáticos. El aporte beneficioso en un proceso así se traduce en un consecuente ahorro de energía eléctrica y una extensión del tiempo de vida de las luminarias.


Baste citar otro ejemplo de las ventajas de la temporización y ese sería la función SLEEP contenida en muchísimos aparatos electrónicos del hogar como televisores, radiorreceptores y reproductores de audio. En todos los casos se busca minimizar el desperdicio de energía y alargar la vida útil de los aparatos.


En cada caso serán temporizadores que pueden ser con retardo a la conexión o a la desconexión, según se trate. Por ejemplo, la programación del reloj de tiempo real del televisor para que se encienda a determinada hora sería un temporizador con retardo a la conexión, mientras que el apagado de las luces interiores de un vehículo a posteriori al cierre de sus puertas, revela la aplicación de un temporizador con retardo a la desconexión.


En la industria, estos ciclos de tiempo a la conexión o desconexión permiten controlar espacios de retardos adecuados para ciertos procesos. Por ejemplo, cuando una pieza es pintada se emplea un tiempo para lograr el secado completo de la pintura, o bien, si se controla el flujo de líquido a través de una boquilla que llena unas botellas, se puede especificar el tiempo preciso que necesita para que cada botella sea llenada, aunque en este último ejemplo sea más adecuado utilizar sensores que detecten cuando la botella se llene, dado que cualquier cambio significativo en la densidad del líquido haría que algunas botellas se desbordaran y otras quedaran con un nivel inferior al deseado.


La temporización pues, forma parte de casi cualquier proceso industrial. En toda aquella actividad fabril siempre habrá tiempos qué medir para permitir el proceso subsecuente (o terminar el anterior).
Podríamos decir que toda nuestra vida se rige por tiempos: tenemos un horario para cada una de nuestras actividades y ese horario es regido de manera voluntaria por nuestro reloj y nuestra conciencia. Por otro lado existe un reloj biológico que es el que involuntariamente nos sugiere "que ya hace hambre" o que necesitamos descansar.
Luego entonces no podemos despegarnos del concepto "tiempo" en casi ningún aspecto práctico al estar inmersos en esta dinámica de eventos que es la vida, ya sea personal o colectiva, doméstica o industrial. Siempre necesitaremos de esos temporizadores para apoyarnos y lograr la consecución de los objetivos dentro de un proceso determinado.


TEMPORIZADORES EN EL PLC SIEMENS
Dentro del PLC que nos ocupa, el Siemens S7-224, existen tres tipos de temporizadores:

• TON.- Retardo a la conexión
• TOF.- Retardo a la desconexión
• TONR.- Retardo a la conexión con memoria.

Hablemos de cada uno de ellos


Temporizador TON
Temporizador con retardo a la conexión. Cuenta el tiempo desde cero al activar la entrada de habilitación. Si la cuenta es mayor o igual al valor de preselección (PT), se activa el bit de temporización (T).
El valor actual de temporización se borra al desactivar la entrada de habilitación.
Si el bit de entrada (habilitación) permanece activo más allá del valor de preselección, la cuenta se detiene al llegar al máximo valor de 32,767.


Temporizador TOF
La operación Temporizador como retardo a la desconexión (TOF) se utiliza para retardar la puesta a 0 (OFF) de una salida durante un período determinado tras haberse desactivado (OFF) una entrada. Cuando la entrada de habilitación se activa (ON), el bit de temporización se activa (ON) inmediatamente y el valor actual se pone a 0. Cuando la entrada se desactiva (OFF), el temporizador cuenta hasta que el tiempo transcurrido alcanza el valor de preselección. Una vez alcanzado éste, el bit de temporización se desactiva (OFF) y el valor actual detiene el contaje. Si la entrada está desactivada (OFF) durante un tiempo inferior al valor de preselección, el bit de temporización permanece activado (ON). Para que la operación TOF comience a contar se debe producir un cambio de ON a OFF.


Temporizador TONR
La operación Temporizador como retardo a la conexión con memoria (TONR) cuenta el tiempo al estar activada (ON) la entrada de habilitación. Si el valor actual (Txxx) es mayor o igual al valor de preselección (PT), se activará el bit de temporización (bit T). El valor actual del temporizador como retardo a la conexión con memoria se mantiene cuando la entrada está desactivada (OFF). El temporizador como retardo a la conexión con memoria sirve para acumular varios perí­odos de tiempo de la entrada en ON. Para borrar el valor actual del temporizador como retardo a la conexión con memoria se utiliza la operación Poner a 0 (R). El temporizador continúa contando tras haber alcanzado el valor de preselección y para de contar cuando alcanza el valor máximo de 32767.


Notas:
No se pueden compartir números iguales para los temporizadores TOF y TON. Por ejemplo, no puede haber tanto un TON T32 como un TOF T32.
Los temporizadores como retardo a la desconexión se utilizan para prolongar el tiempo después de un cambio a OFF (por ejemplo, para enfriar un motor tras haber sido desconectado).
La operación Poner a 0 (R) se puede utilizar para inicializar cualquier temporizador. Esta operación arroja los siguientes resultados:
bit de temporización = OFF y valor actual = 0
Tras inicializarse un temporizador TOF, la entrada de habilitación debe cambiar de ON a OFF para poder rearrancar el temporizador.


TABLA DE RESOLUCIONES PARA LOS TON, TOF Y TONR
Temporizado Resolución Valor máximo Nº de temporizador

TONR 1 ms 32,767 s T0, T64
10 ms 327,67 T1-T4, T65-T68
100 ms 3276,7 s T5-T31, T69-T95
TON, TOF 1 ms 32,767 s T32, T96
10 ms 327,67 s T33-T36, T97-T100
100 ms 3276,7 s T37-T63, T101-T255

Pasemos al planteamiento de nuestra primera práctica con temporizadores.


Tenemos un botón de arranque y uno de paro, desde luego. Al pulsar el botón de arranque, transcurren 15 segundos y se enciende la lámpara L1. Pasan otros 15 segundos y se apaga dicha lámpara.
Elaborar:

• El diagrama de estados
• El diagrama de escalera
• Programar el PLC y probar el circuito
• Elaborar el reporte y entregarlo a más tardar una semana.

La segunda práctica con temporizadores:
Supón un juego de semáforos en un cruce de calles de un solo sentido cada una. Cada calle tiene su semáforo y una de ellas va de norte a sur; la otra de este a oeste. Las luces se rotulan de la siguiente manera:

• Luces roja, ámbar y verde de la calle que va de norte a sur: LRN, LAN y LVN
• Luces roja, ámbar y verde de la calle que va de este a oeste: LRE, LAE y LVE

Comienzan encendidas LRN y LVE (circulan los autos de este a oeste; autos de norte a sur detenidos). Al cabo de treinta segundos, LVE se apaga, y se enciende LAE. A los tres segundos se apaga LAE y se enciende LRE. En ese momento LRN se apaga y se enciende LVN (autos de este a oeste se detienen; autos de norte a sur comienzan a circular). Se repite un ciclo similar al anterior, es decir, LVN dura 30 seg encendida, luego se apaga y se enciende LAN tres segundos, se apaga esta y se enciende LRN. En este momento se apaga LRE y se enciende LVE con lo que se reinicia el ciclo.
Elaborar:

• El diagrama de estados
• El diagrama de escalera
• Programar el PLC y probar el circuito
• Elaborar el reporte y entregarlo a más tardar una semana.