La máquina
El ejemplo es una cortadora de barra metálica con cuatro cilindros de doble efecto. El ciclo es corto y se explica en una frase por actuador:
| Cilindro | Qué hace |
|---|---|
| A | Sujeta la barra |
| B | Alimenta el material y arrastra a A en su recorrido |
| C | Fija la barra contra el tope fijo |
| D | Cizalla — corta |
Y la secuencia completa, en la notación de siempre —signo más para el vástago que sale, menos para el que vuelve:
A+ B+ C+ D+ D− C− A− B−
Dónde está la trampa
El impulso natural es cablear directo: el final de carrera que confirma A+ pide B+, el que confirma B+ pide C+, y así. Con esa lógica el circuito funciona… hasta el paso cinco.
Mírese el cilindro D. En el paso cuatro sale, y su final de carrera de vástago fuera es el que ordena el paso cinco, que es D−. Pero ese mismo final de carrera fue el que ordenó el movimiento anterior, y sigue accionado en el instante en que llega la orden contraria. Resultado: la válvula biestable de D recibe señal en sus dos pilotos a la vez.
No conmuta. Una válvula biestable de 5/2 con ambas señales presentes se queda donde estaba, y como no se mueve, tampoco se libera el final de carrera que causaba el conflicto. La máquina queda parada indefinidamente, sin fallo eléctrico, sin alarma y sin nada roto.
Eso es una señal contrapuesta —también llamada señal bloqueante o permanente. Y lo importante es que se puede detectar antes de tocar un solo componente, con una regla de lectura:
Recorre la secuencia y busca una letra que aparezca dos veces sin que su final de carrera se libere entre medias. Si la encuentras, ahí hay conflicto. En A+ B+ C+ D+ D− C− A− B− ocurre con las cuatro letras: cada cilindro sale y vuelve dentro del mismo ciclo.
Método cascada: partir la secuencia en grupos
La idea es sencilla y potente: si el problema es que una señal sobrevive más allá de su turno, hay que quitarle el aire cuando deje de hacer falta. Para eso se divide la secuencia en grupos y se alimenta un solo grupo a la vez.
La división se hace con una regla mecánica: se recorre la secuencia desde el principio y se corta justo antes de que una letra se repita.
| Grupo | Movimientos | Letras que intervienen |
|---|---|---|
| I | A+ B+ C+ D+ | A, B, C, D — ninguna repetida |
| II | D− C− A− B− | D, C, A, B — ninguna repetida |
Dos grupos. Y de ahí sale directamente el hardware que hace falta: con n grupos se necesitan n − 1 válvulas de memoria, así que aquí basta con una válvula biestable que conmute entre la línea del grupo I y la del grupo II.
El resto se ordena solo. Dentro de un grupo, cada movimiento se pide desde la línea de ese grupo. El último movimiento del grupo I es el que conmuta la memoria y pasa el aire al grupo II; al hacerlo, la línea del grupo I se queda sin presión y todas sus señales desaparecen a la vez. El conflicto no se resuelve: se hace imposible.
Lo que hay que revisar igualmente
- Que la conmutación de grupo la ordene el último movimiento del grupo, no uno intermedio.
- Que en el arranque haya una condición inicial definida: qué grupo está alimentado con la máquina en reposo.
- Que los finales de carrera estén en la línea del grupo correcto — un final cableado a la línea equivocada reproduce el problema original.
Cadena paso a paso: un módulo por movimiento
La alternativa reparte la lógica de otra manera. En lugar de agrupar, se monta un módulo por paso, y cada módulo hace tres cosas: se activa cuando el anterior está activo y llega la condición, ordena su movimiento, y borra al módulo anterior.
Cuesta más componentes que la cascada. A cambio da dos ventajas que en planta pesan mucho:
- Diagnóstico inmediato. Como cada paso tiene su propio elemento, se ve físicamente en cuál se detuvo la máquina. No hay que deducirlo de la posición de los vástagos.
- Arranque intermedio. Se puede forzar el ciclo desde un paso concreto, que es justo lo que hace falta para probar una parte de la máquina o para recuperar el ciclo después de un paro.
La regla de decisión es práctica: cascada cuando salen pocos grupos y el presupuesto manda; paso a paso cuando la secuencia es larga, cuando hay que diagnosticar en planta o cuando el operador va a necesitar arrancar por la mitad.
Cuando la secuencia pasa a PLC
La duda razonable a estas alturas es si todo esto sigue sirviendo cuando la lógica se lleva a un autómata, donde no hay líneas de aire ni válvulas de memoria. La respuesta es que sirve igual, porque el problema no era neumático: era de secuencia.
La división en grupos se traduce en etapas de GRAFCET o SFC: cada etapa activa sus acciones, la transición se cumple con el final de carrera correspondiente y, al avanzar, la etapa anterior se desactiva. Ese «se desactiva» es exactamente lo que hacía quedarse sin aire la línea del grupo anterior.
Y aparece un problema nuevo que en neumática no existía: el flanco. En un PLC hay que distinguir «el final de carrera está accionado» de «el final de carrera acaba de accionarse», porque el programa se ejecuta cíclicamente y una condición permanente vuelve a cumplirse en cada barrido. Es la versión digital de la misma trampa.
En el proyecto de referencia la misma secuencia está resuelta las tres veces —cadena paso a paso, cascada electroneumática y PLC— precisamente porque lo que se transfiere de una máquina a la siguiente es el método, no el esquema.
Simular antes de montar
Un circuito neumático se puede recorrer mentalmente, pero a partir de tres cilindros el ojo empieza a perdonar errores. La verificación en dos pasos cuesta poco y evita el diagnóstico en caliente:
- En simulador —FluidSim o equivalente—: se monta el esquema completo y se ejecuta el ciclo. Un conflicto de señales se ve inmediatamente, porque la simulación se queda parada en el mismo sitio en que se quedaría la máquina.
- En banco: sobre equipo real, con las válvulas y los finales que van a ir a la máquina. Aquí aparecen los tiempos, los rebotes y las fugas, que el simulador no cuenta.
Sólo después se monta en la máquina. La secuencia de esta nota pasó por los dos filtros antes de existir en hierro, y por eso el conflicto del cilindro D nunca llegó a ser un problema de puesta en marcha: fue una línea vertical en un diagrama.
¿Tienes una máquina que se traba?
Revisamos la secuencia, localizamos el conflicto y devolvemos el circuito resuelto por grupos —o la secuencia traducida a PLC—, simulada antes de tocar la máquina.
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