Cuándo usar
Al dibujar o revisar un esquema de mando antes de que vaya al armado del tablero: arranque directo con autorretención, inversor de giro con enclavamiento eléctrico, parada de emergencia de dos canales con relé de seguridad y realimentación de los contactores, o enclavamiento de proceso con bypass de mantenimiento. Sirve también de banco didáctico, para ver clic a clic qué hace cada pulsador.
Un esquema de mando es lógica booleana con memoria
En un circuito de mando con contactores, los contactos en serie forman un Y, los contactos en paralelo forman un O, y el contacto NC niega el estado de quien lo acciona. Lo que hace la lógica de relés más difícil que una tabla de verdad es la bobina: cuando su propio contacto la realimenta, el circuito empieza a recordar. La herramienta modela eso literalmente. Los dispositivos tienen terminales con nombre, los hilos van de terminal a terminal, y toda combinación de señales es un bloque serie o paralelo explícito. Relé, relé de seguridad y dispositivo de salida retienen estado; el bloque no. La misma autorretención escrita en peldaños de PLC es la versión en lógica Ladder de este circuito — dos notaciones para la misma lógica booleana.
Los circuitos verificados aquí son el lado de mando de los arrancadores que viven en un centro de control de motores: cajones de arranque directo y de inversor de giro, cuyo lado de potencia se dimensiona en el dimensionamiento de CCM y cajones.
Qué devuelve el análisis
Para cada bobina la herramienta escribe la ecuación que lee del dibujo, como
K1 = (S1 + K1) · ¬S0 · ¬EMG-01. Luego barre todas las combinaciones de entrada
(hasta 12 entradas), resuelve las bobinas por iteración síncrona de punto fijo y
marca las combinaciones en que el resultado depende del historial. De ese barrido
salen los señalamientos: salida siempre activa, salida nunca accionada, entrada
sin efecto, combinación con dos estados estables (carrera) o ninguno (oscilación).
También lista el efecto de accionar cada entrada por separado, desde el reposo.
Parada de emergencia, bypass y relé de seguridad
La parada de emergencia tiene que actuar por terminales NC; cableada por NA es error. Una llave declarada como bypass en paralelo con la emergencia es error por la ISO 13850 §4.1.1 — la función no puede anularse. En relé de seguridad o PLC de seguridad la herramienta verifica que cada canal de entrada esté cableado, que el Reset esté cableado y que los contactos NC de los contactores accionados vuelvan al Feedback. Un dispositivo en el camino de salida pero fuera del lazo se señala, porque un contacto soldado en él pasaría inadvertido en el rearme.
El banco
Además del veredicto, el diagrama funciona como banco de pruebas: haga clic en un pulsador y el circuito se energiza desde el estado en que está, hilo a hilo. El pulsador de pulso cierra y vuelve; el dispositivo retentivo alterna. Es la forma más rápida de ver que soltar la parada de emergencia no vuelve a arrancar el motor.
Lo que esta herramienta no cubre
No hay tiempo en el modelo: sin temporizadores, sin retardo a la desconexión, sin tiempo de transferencia de contactos. Un inversor de giro enclavado puede pasar aquí y aun así tener solapamiento real. La herramienta no determina Performance Level (ISO 13849-1) ni SIL (IEC 62061), y “sin señalamientos” significa que ninguna de las verificaciones implementadas se disparó — no que el circuito haya sido probado correcto. Tampoco dimensiona contactores ni cables: los arrancadores y sus interruptores de alimentación van al dimensionamiento de tablero de distribución y al cálculo del CCM, los cables de mando y de potencia entran en la lista de cables, y un circuito de mando en 24 Vcc alimentado por una fuente con batería verifica su caída de tensión en el dimensionamiento de cables CC. Para programas de PLC con temporizadores y contadores, use el simulador de lógica Ladder. Cuando los arrancadores se comandan por bus de campo en lugar de pulsadores cableados, la red se dimensiona en el dimensionamiento de red DeviceNet o en el dimensionamiento de red PROFIBUS DP.
Fórmulas y fundamentos
SERIE = A · B · C · D | PARALELO = A + B + C + D Combinar señales es siempre explícito: el bloque serie (2 a 4 entradas) es Y, el bloque paralelo es O. Un terminal de entrada acepta un único hilo — dos hilos en el mismo terminal es error, no un Y implícito.
NA = estado | NC = ¬estado En pulsador, selector o contacto de campo, "estado" es accionado/no accionado. En relé, relé de seguridad o dispositivo de salida, es el estado de la bobina. La parada de emergencia solo tiene terminales NC (1 a 4).
K = (MARCHA + K) · ¬PARO La bobina vuelve por su propio contacto NA. La herramienta señala "retención por sello": la misma combinación de entradas admite dos estados estables, y la salida pasa a depender del historial.
K1 = (S1 + K1) · ¬S0 · ¬K2 | K2 = (S2 + K2) · ¬S0 · ¬K1 Cada bobina queda bloqueada por el contacto NC de la otra. Con S1 y S2 pulsados a la vez existen dos estados de bobina que se sostienen, y gana el orden de conmutación de los contactos — la herramienta señala carrera (alerta), no aprobación.
KS = In1 · In2 · (KS + Reset · Feedback) Los canales de entrada se combinan en Y, el dispositivo se arma con Reset y se mantiene internamente. El lazo de realimentación se verifica en el instante del rearme, no de forma continua: un contacto de contactor soldado mantiene el lazo abierto e impide el rearme. La realimentación tiene que venir de contactos NC.
s(n+1) = f(entradas, s(n)); estable ⇔ s(n+1) = s(n) Todas las bobinas leen el mismo estado anterior en cada paso (hasta 64 iteraciones). Una combinación tiene "memoria" cuando resolver desde todas las bobinas apagadas y desde todas encendidas da resultados distintos. Si la iteración no converge, la herramienta busca algún estado que se sostenga: si existe, es carrera; si no existe, es oscilación (error).
Normas y métodos
- ISO 13850 §4.1.1 — la función de parada de emergencia no puede anularse (bypass en paralelo con la emergencia es error)
- ISO 13849-1 — Performance Level no determinado (fuera del alcance declarado)
- IEC 62061 — SIL no determinado (fuera del alcance declarado)
Valores típicos de referencia
| Magnitud | Rango típico | Observación |
|---|---|---|
| Barrido exhaustivo de combinaciones de entrada | hasta 12 entradas (4096 combinaciones) | por encima no hay afirmación sobre salida siempre activa, inalcanzable o entrada sin efecto |
| Filas emitidas en la tabla de estados | hasta 8 entradas (256 filas) | — |
| Iteraciones del punto fijo | 64 | — |
| Clasificación carrera × oscilación | hasta 10 bobinas, primeras 128 combinaciones no convergentes | — |
| Contactos de relé | 0–4 NA + 0–4 NC (por defecto 1 + 1) | — |
| Terminales de la parada de emergencia | 1–4 NC (por defecto 2) | — |
| Relé de seguridad / PLC de seguridad | 1–4 canales de entrada + Feedback + Reset; 0–4 salidas NA y 0–4 NC | — |
| Límites del diagrama | 200 dispositivos · 400 hilos | — |
Ejemplo resuelto
Arranque directo con autorretención y parada de emergencia
Datos de entrada
- S1 — pulsador de marcha (pulso)
- NA en PAR-1 con K1 NA 1
- S0 — pulsador de paro (pulso)
- NC en serie en SER-1
- EMG-01 — parada de emergencia (retentiva)
- NC en serie en SER-1
- K1 — contactor
- 2 NA autorretención + motor M-01
- Secuencia en el banco
- S1 → EMG-01 → S1 → suelta EMG-01 → S1 → S0 —
Resultados
- Ecuación de la bobina
- K1 = (S1 + K1) · ¬S0 · ¬EMG-01 M-01 = K1
- Combinaciones barridas
- 8 2³, las 8 estables, 0 carreras, 0 oscilaciones
- Combinaciones con memoria
- 1 todo suelto — K1 = 0 o K1 = 1
- Tras el pulso en S1
- K1 = 1, M-01 = 1 enclavado
- EMG-01 accionada, luego S1
- K1 = 0, M-01 = 0 arranque bloqueado
- EMG-01 suelta
- M-01 = 0 sin rearranque automático
- Veredicto
- OK 2 informaciones, 0 alertas, 0 errores
La única combinación con memoria es la de todos los pulsadores sueltos — esa fila es la autorretención, y por eso un circuito de relés no cabe en una tabla de verdad simple. Accionar EMG-01 abre SER-1, la bobina cae y se pierde el enclavamiento; soltar EMG-01 no vuelve a arrancar el motor, porque ya no hay enclavamiento que devuelva la bobina — hace falta un nuevo pulso en S1. Los dos señalamientos son informativos: "K1: retención por sello" y "EMG-01: emergencia en NC".
Errores comunes
- Llevar dos hilos al mismo terminal de bobina esperando un Y. La herramienta lo rechaza: combinar señales exige un bloque serie o paralelo, para que el dibujo diga lo que hace.
- Cablear la parada de emergencia por un terminal NA. El mando tiene que abrir el circuito al accionarse — un hilo cortado en una emergencia NA la deja sin efecto y nada denuncia la pérdida. Es error.
- Poner una llave de bypass en paralelo con la parada de emergencia. La ISO 13850 §4.1.1 no admite anular la función: con la llave accionada, el bloque paralelo es verdadero por sí solo. Sobre la emergencia es error; sobre una condición de proceso común es alerta.
- Dejar libre el terminal Feedback del relé de seguridad, o cerrarlo con contactos NA. Sin el lazo de NC un contacto soldado pasa inadvertido y el rearme se acepta con la carga todavía energizada.
- Alimentar la bobina por su propio contacto NC. No hay estado estable — en el tablero real el contacto vibra a la frecuencia de conmutación. La herramienta señala "sin estado estable" y reprueba.
- Leer "sin señalamientos" como prueba. El análisis es estructural: recorre el diagrama, no simula el tiempo. Un inversor de giro enclavado puede pasar aquí y aun así tener solapamiento real en la transferencia de contactos.
Preguntas frecuentes
¿Qué es un contacto de autorretención (enclavamiento)?
Un contacto auxiliar NA del propio contactor, conectado en paralelo con el pulsador de marcha. Una vez energizada la bobina, el contacto la mantiene cuando se suelta el pulsador, hasta que una condición en serie (paro, emergencia, sobrecarga) abre el circuito. En forma booleana: K = (MARCHA + K) · ¬PARO.
¿Por qué la herramienta señala alerta en mi inversor de giro enclavado?
Porque con los dos pulsadores de marcha pulsados a la vez el diagrama admite dos estados estables — solo K1 o solo K2 — y gana el orden de conmutación de los contactos. El enclavamiento impide las dos bobinas a la vez, pero el dibujo no decide cuál. Si eso importa para la seguridad, agregue enclavamiento mecánico o un dispositivo temporizado.
¿Cómo verifica la herramienta la realimentación del relé de seguridad (EDM)?
Exige que los contactos NC de los contactores accionados vuelvan al terminal Feedback y verifica el lazo en el instante del rearme. Un dispositivo en el camino de salida pero fuera del lazo genera alerta; un lazo cerrado por contactos NA es error.
¿Entrega el Performance Level o el SIL del circuito?
No. Verifica lógica. El Performance Level de la ISO 13849-1 y el SIL de la IEC 62061 dependen de arquitectura, cobertura de diagnóstico, fiabilidad de los componentes y fallas de causa común, que están fuera del dibujo. La memoria de cálculo declara ese límite.
¿Cuál es la diferencia entre carrera y oscilación?
En ambas la iteración síncrona no converge. En la carrera existe al menos un estado de bobinas que se sostiene, y gana el tiempo de conmutación (alerta). En la oscilación ningún estado se sostiene — como la bobina alimentada por su propio NC — y el circuito se reprueba.
Glosario
- Autorretención
- Retención de la bobina por su propio contacto NA, en paralelo con el mando de marcha.
- Enclavamiento eléctrico
- Contacto NC de una bobina en serie con otra, para que las dos no se energicen a la vez.
- EDM
- Monitoreo de dispositivo externo — contactos NC de los contactores accionados devueltos al relé de seguridad, verificados en el rearme.
- Carrera de contactos
- Condición con más de un estado estable, decidida por el orden de conmutación y no por el dibujo.
- Lazo combinacional
- Señal que vuelve a sí misma solo por bloques, sin bobina que retenga estado; el dibujo no tiene solución.
- Netlist
- Lista de dispositivos y de hilos terminal a terminal que la herramienta evalúa.