Clase #43 - Escena Filling Tank en Factory I/O: Temporizadores TON/TOF en Ladder (Proyecto Descargable)

Escena Filling Tank en Factory I/O: Temporizadores TON/TOF en Ladder (Proyecto Descargable)

💡 Antes de ver el video: Mira las capturas de pantalla abajo para entender la estructura visual. El video te mostrará cómo esta lógica se comporta en tiempo real dentro de Factory I/O. ¡Al final encontrarás el enlace de descarga!

👋 Introducción: De Eventos Discretos a Procesos Continuos

Bienvenido a la Clase #43. Ya dominaste transporte discreto con Set/Reset (Clase #42). Ahora enfrentas un desafío diferente: controlar variables físicas que cambian en el tiempo.

En un tanque de llenado, no hay "pieza A llega". Hay flujo continuo, válvulas con retardo mecánico y bombas que pueden dañarse si operan sin líquido. Los temporizadores TON y TOF dejan de ser ejercicios abstractos y se convierten en herramientas de seguridad física.

Este ejercicio integra TON para estabilización, TOF para compensación mecánica y Set/Reset para estados de proceso. Pero la teoría no basta; necesitas ver cómo se estructura esto visualmente en Ladder.

🖼️ Vista Previa de la Solución Profesional

Antes de sumergirnos en la teoría, observa cómo luce una implementación robusta en TIA Portal. Esta es la arquitectura que encontrarás en el proyecto descargable:

1. Estructura de Redes en TIA Portal

La clave no es qué bloques usas, sino cómo los organizas. Nota la separación estricta entre validación, lógica temporal y salidas físicas:

Figura 1: Arquitectura de 5 redes independientes. Nota cómo cada red tiene un propósito único y comentarios descriptivos en la parte superior.

Lo que aprenderás en esta sesión (100% Ladder)

1. Arquitectura Temporal Defensiva: Separar lógica de nivel, temporización y actuadores en redes independientes (ver Fig. 1).
2. TOF para Compensación Mecánica: Mantener válvula abierta X segundos tras señal de cierre (ver Fig. 2).
3. TON para Estabilización de Nivel: Confirmar que nivel bajo es real antes de arrancar bomba.
4. Gestión de Estados de Proceso: Marcas auxiliares para "Llenando", "Detenido", "Alarma".
5. Análisis del Proyecto Resuelto Descargable: Comparar tu solución con la estructura mostrada arriba.

⚙️ Conceptos Clave (Resumen Técnico Ladder)

1. El Patrón Temporal Defensivo para Llenado

Como se ve en la Figura 1, NUNCA conectes sensor de nivel directo a válvula. Usa este patrón de redes separadas:

1. Red 1: Validación de Nivel Bajo Estable (TON) |--[Sensor_NivelBajo]--[NOT M_Llenando]--(TON_Validacion.PT:=T#2s)--| |--[TON_Validacion.Q]--(S M_Permiso_Arranque)--| Red 2: Arranque de Llenado |--[M_Permiso_Arranque]--[NOT Sensor_NivelAlto]--[NOT M_Alarma]--(S M_Llenando)--| Red 3: Parada + Compensación TOF (CRÍTICO) |--[Sensor_NivelAlto.P]--(R M_Llenando)--| |--[M_Llenando]--[TOF_Cierre.PT:=T#3s]--(M_Valvula_Activa)--| Red 4: Protección Anti-Desbordamiento |--[Sensor_NivelAlto]--[TON_Desborde.PT:=T#10s]--(S M_Alarma_Desborde)--| Red 5: Salida Física Segura |--[M_Valvula_Activa]--[NOT M_Alarma]--(MOVE(IN:=TRUE, OUT:=Valvula_Q))--|

⚠️ Regla de Oro en Ladder: En procesos con inercia física, los sensores digitales NO representan el estado real instantáneo del actuador. TOF/TOn son la capa de compensación entre el mundo digital del PLC y el mundo analógico de la planta. Sin ellos, tu lógica es teóricamente correcta pero físicamente peligrosa.

2. Por Qué TOF Es No Negociable en Válvulas Neumáticas

En Factory I/O (ver Figura 3), las válvulas neumáticas tienen tiempo de respuesta de 1-5s. Si usas solo contacto normal:

• Sensor Nivel Alto → R M_Llenando → M_Valvula_Activa = FALSE inmediatamente
• Pero la válvula física tarda 3s en cerrar completamente
• Líquido sigue entrando durante esos 3s → desbordamiento garantizado

Con TOF_Cierre.PT=T#3s:

• M_Llenando = FALSE → TOF comienza cuenta regresiva
• M_Valvula_Activa permanece TRUE durante 3s
• Válvula tiene tiempo físico real de cerrar antes de cortar señal

Nivel se mantiene exacto, sin desbordamiento

3. Análisis del Proyecto Resuelto Descargable

El proyecto que puedes descargar implementa exactamente lo mostrado en las figuras anteriores, plus:

UDT_ProcesoLlenado: Estructura reutilizable con todos los campos necesarios

Nomenclatura ISA-5.1 Adaptada: Tags descriptivos y consistentes

Comentarios Físicos: Cada red explica la razón física, no solo la lógica

Tabla de Observación Pre-configurada: Lista Tanque1_* lista para monitoreo inmediato

Versión Alternativa con Histéresis: Bonus para comparar enfoques

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4. Aplicaciones Industriales Reales

Esta lógica es la base de dosificación por lotes, lavado CIP industrial, mezcla de ingredientes y tratamiento de aguas. El patrón de compensación TOF aplica a cualquier actuador con retardo mecánico: válvulas, dampers, compuertas y posicionadores.

✅ Checklist de Implementación Filling Tank

Antes de considerar la solución completa:

• TON usado para validar nivel bajo estable (no arranque inmediato)
• TOF usado para compensar retardo de cierre de válvula (ver Fig. 2)
• Protección anti-desbordamiento con TON independiente y alarma
• Marcas auxiliares separan lógica temporal de salidas físicas (ver Fig. 1)
• Flancos (.P) usados para detección de cruce de umbrales de nivel
• Proyecto descargable revisado y comparado con solución propia
• Comentada cada red explicando la razón física del temporizador

🛑 Errores Comunes en Control de Llenado en Ladder

Sin TOF en Válvula: El error #1. Desbordamiento acumulado por ciclo debido a retardo mecánico ignorado.

Arranque Inmediato de Bomba: Sensor nivel bajo → bomba arranca instantáneamente. Burbuja/transitorio causa ciclo corto → daño mecánico.

Sin Protección Anti-Desbordamiento: Asumir que válvula siempre cierra. Si se atasca, tanque desborda sin alarma.

Contacto Normal en Lugar de Flanco para Nivel Alto: [Sensor_NivelAlto] mantiene R activo mientras nivel sea alto. Impide reinicio automático. Usar [Sensor_NivelAlto.P].

Salida Directa %Q desde Lógica Temporal: Imposible depurar estados TON/TOF sin afectar válvula real.

👉 VER EN VIDEO: COMPARACIÓN LADO A LADO SIN TOF VS. CON TOF EN FACTORY I/O

¿Tu tanque se desborda ligeramente cada ciclo o la bomba arranca erráticamente?

Descarga el proyecto resuelto, compara la configuración de TOF/Ton línea por línea con las capturas de pantalla arriba, y déjame un comentario en YouTube describiendo qué diferencia encontraste. ¡La maestría en procesos continuos viene de entender la física detrás del código!

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