Tutorial: puerta de garaje automática

Una aplicación típica y recurrente por la facilidad que representa su resolución es la automatización de una puerta de garaje y es que, además de ser una excelente forma para revisar el funcionamiento de las distintas instrucciones que maneja el lenguaje de escalera (ladder) dentro de un PLC, también resulta ser una aplicación muy recurrente en el día a día de muchas personas.

Tan solo imagina un día con lluvia, llegando cansado después de un largo día y teniendo en mente estar cómodo en casa o siendo ya de noche y viviendo en una zona no muy segura y, en otros casos, por simple comodidad; deseas cualquier cosa excepto salir de tu auto, buscar la llave correcta, regresar a mover el auto y salir nuevamente a cerrar el portón. Es un proceso largo y tedioso que, como mencionamos anteriormente, la automatización trata de reducir o, de ser posible, eliminar.

Actualmente existen una infinidad de proveedores con distintas soluciones para este problema, aquí presentaré dos soluciones más, la primera en lenguaje ladder que puede ser implementado en un PLC o en relevadores inteligentes (y que sería un excelente complemento a la automatización de un tinaco que describí anteriormente) y, la segunda forma, implementada en lenguaje SFC (gráfica de funciones secuenciales) para demostrar el funcionamiento de la lógica secuencial.

Descripción

Fig. 1: Sistema de puerta automática de garaje.

Partimos de la segmentación del problema pues esto nos permite definir las entradas y salidas de sistema, además de su direccionamiento de acuerdo con la nomenclatura utilizadas en los controladores de Rockwell Automation, esto con fines de poder realizar su implementación en LogixPro y explicar su funcionamiento paso a paso.

Entadas		Salidas
Botón abrir	I:1/0	Motor abrir	O:1/0
Botón cerrar	I:1/1	Motor cerrar	O:1/1
Botón detener	I:1/2	Luz A/C	O:1/2
Sensor abierto	I:1/3	Luz abierto	O:1/3
Sensor cerrado	I:1/4	Luz cerrado	O:1/4

Programación

Fig. 2: Activación de apertura de la puerta.

En esta primera etapa realizamos un enclavamiento prioritario a reset donde la puerta comienza su apertura al presionar el botón “abrir” y se detiene antes ciertas condiciones que son: al presionar el botón de paro, al cambiar el estado del sensor de apertura y en caso de que se active la condición de cierre, esto último teniendo como propósito que el motor no sufra una descompostura por sobrecarga.

Fig. 3: Activación del cierre de la puerta.

De una manera homóloga a la apertura, la secuencia de cierre empieza al presionar el botón correspondiente y se interrumpe cuando se presiona el botón de paro, el cambio de estado del sensor de cerrado y que no se encuentre activa la condición de apertura. Nuevamente hay un enclavamiento prioritario al reset.

Fig. 4: Encendido de indicador de puerta abierta.

Las etapas anteriores terminan el objetivo de este pequeño tutorial, sin embargo, es común (e incluso necesario) el uso de un panel para que el sistema se comunique con el usuario, de modo que éste sepa lo que ocurre en todo momento por cuestiones de seguridad. Aquí observamos que la luz indicadora de que la puerta está abierta se activa únicamente cuando el sensor correspondiente cambia de estado

Fig. 5: Encendido de indicador de puerta cerrada.

Nuevamente, de una forma homologa a la anterior, el indicador de puerta cerrada depende del estado de su respectivo sensor. Es importante mencionar que, internamente, no están conectados directamente entre sí, sino que cada uno se encuentra en su respectivo módulo (para más información consulta este artículo).

Fig. 6: Encendido de indicador de transición de estados.

Este último indicador representa la fase intermedia cuando la puerta está abriéndose o cerrándose de tal forma que su activación es “opuesta” a las dos anteriores respecto al estado de los sensores del sistema.

Finalmente, en el siguiente vídeo podemos observar el sistema funcionando correctamente, permitiendo la interrupción en la apertura y continuando con la operación deseada.

Vid. 1: Sistema de puerta de garaje.

Otra solución

Como mencioné al principio, es posible desarrollar la solución a este problema en lenguaje SFC por las cualidades secuenciales que tiene

Fig. 7: Programa en SFC.

Con este tipo de programación podemos observar claramente cada una de las etapas que componen a nuestro proceso, las condiciones que se tienen que cumplir para avanzar entre ellas, además de las condiciones para que ocurra una interrupción en nuestro proceso ocasionado al presionar el botón de paro.

Conclusiones

Al realizar esta solución podría parecer un tanto rebuscada para aplicarse en una casa típica por la “necesidad” de un PLC, sin embargo, la naturaleza robusta de los mismos nos permitiría llevarlo a una aplicación de grado industrial donde no sea la puerta de un garaje, sino una bodega o un estacionamiento y no solo una, probablemente se realizaría la puesta en marcha de una gran cantidad de ellas.

-AHN