Montaje y energización de un PLC 24 Vcc CPU + DI / DO / AI (diagrama genérico)

1. Elementos que vamos a considerar

Red: 230 Vca monofásico.
Fuente: 230 Vca → 24 Vcc (ej. 4–5 A).
PLC:
- CPU con alimentación a 24 Vcc (L+ y M).
- Módulo de entradas digitales (DI) a 24 Vcc.
- Módulo de salidas digitales (DO) a 24 Vcc (transistor o relé).
- Módulo de entradas analógicas (AI) para 4–20 mA.
Campo:
- Pulsadores/sensores a 24 Vcc para DI.
- Lámparas / relés pequeños a 24 Vcc para DO.
- 1 transmisor 4–20 mA de 2 hilos para AI.

2. Diagrama simplificado de conexión

Voy a usar un esquema textual, como si fuera el interior de un tablero visto de frente.


    RED 230 Vca                          TABLERO 24 Vcc + PLC
    -------------                        --------------------------------------
              (QF1)                ┌───────────────────────────────┐
   L ────────[ INTERRUPTOR ]──────▶│  FUENTE 230 Vac / 24 Vcc      │
   N ─────────────────────────────▶│  +24V   0V (M)                │
                                   └─────┬─────┬───────────────────┘
                                         │     │
                                         │     │
                                      +24V    0V  (común DC)
                                         │     │
               ┌─────────────────────────┘     └─────────────────────────────┐
               │                                                            │
               │                                                            │
         ┌──────────────┐     BUS / BORNERAS COMUNES                 ┌──────────────┐
         │   PLC CPU    │                                           │   AI (4–20)  │
         │              │                                           │   MÓDULO     │
 Aliment.│ L+      M    │                                           │ AI+    AI-   │
  24 Vcc │ │      │     │                                           │ │      │     │
   +24V──┘ │      └─────────────0V COMÚN─────────────────────────────┘ │      │
          ┌─┴─┐                                                      ┌─┴─┐
          │DI │                                                      │TX │
          │MÓD│ Entradas digitales 24 Vcc                            │4-20│ TRANSMISOR
          │   │ I0.0 I0.1 I0.2 ...                                   │mA  │ 2 HILOS
          └─┬─┘  │    │    │                                        └─┬──┘
            │    │    │                                              │
    +24V ---┴─┐  │    │                                          +24V│
              │  │    │                                              │
          [PULS S1]  [FINAL F1]   ...                               (+) TX
              │  │    │                                              │
             0V 0V   0V                                              │
              │  │    │                                              │
              └──┴────┴───────────0V COMÚN───────────────────────────┴──→ AI+ (vía TX -)
                                                                      AI- → 0V

         ┌──────────────┐
         │   DO MÓDULO  │  Salidas digitales 24 Vcc (sourcing)
         │ Q0.0 Q0.1... │
         └─┬────┬───────┘
           │    │
         +24V  +24V  (vienen desde bornera +24V a COM de salidas, según marca)
           │    │
         [Fus] [Fus]  Fusibles individuales de carga
           │    │
         (LÁMPARA H1)   (BOBINA RELÉ K1, etc.)
           │    │
          0V    0V  ────────────────0V COMÚN

Lectura del diagrama (punto por punto)

Red 230 Vac → Fuente
- L y N entran al interruptor QF1.
- De QF1 alimentas la fuente 230/24.
- La fuente entrega +24 Vdc y 0 Vdc (M).
Alimentación del PLC (CPU + módulos)
- Conectas +24 Vdc de la fuente al borne L+ de la CPU.
- Conectas 0 Vdc de la fuente al borne M de la CPU.
- Todos los módulos (DI/DO/AI) comparten ese mismo 0 V y, según la marca, su propio L+/M si lo tienen.
Entradas digitales (DI) – ejemplo PNP clásico a 24 Vcc
- Usas una bornera de +24 Vcc para alimentar pulsadores y sensores.
- Cada pulsador/sensor cierra el circuito llevando +24 V a la entrada correspondiente (I0.0, I0.1, etc.).
- El otro lado del pulsador/sensor va a la entrada DI (la referencia común de la tarjeta es el 0 V).
- 0 V de la fuente se conecta al COM de las entradas (si la tarjeta lo pide) y al retorno de los dispositivos.
Resultado: cuando S1 cierra, I0.0 ve +24 V y el PLC la interpreta como “1 lógico”.
Salidas digitales (DO) – cargas a 24 Vcc
- Desde la fuente, llevas +24 V a una hilera de fusibles individuales.
- De cada fusible vas a un borne o directo a la salida (según topología: COM de salidas o carga).
- La salida del módulo DO conmuta ese +24 V hacia la carga (lámpara, relé, piloto).
- El otro lado de la carga siempre vuelve al 0 V común.
Si son salidas relé, la lógica es similar pero usando el contacto seco del módulo DO con +24V y la carga hacia 0V.
Entrada analógica 4–20 mA (2 hilos)
- Muchos transmisores de 2 hilos se cablean así:
  - Fuente +24 Vdc → (+) del transmisor.
  - (–) del transmisor → AI+ (entrada de corriente del módulo analógico).
  - AI– del módulo → 0 V de la fuente.
- Así el lazo de 4–20 mA se cierra pasando por fuente → transmisor → AI+ → AI– → 0 V.
En el PLC escalas ese canal (ej. 4–20 mA = 0–10 bar, 0–100 % etc.).

3. Pasos mínimos para montar y energizar con seguridad

Desenergizado total
- Montar rail DIN, colocar fuente, PLC y borneras sin tensión.
- Verificar pares de apriete y crimpar todas las punteras.
Cableado de potencia baja (230 Vac)
- Hacer solo el tramo necesario hacia la fuente.
- Protecciones claras y etiquetadas (QF1, etc.).
Cableado 24 Vcc
- Crear barra de +24 V y barra de 0 V en bornera.
- De allí derivar a CPU, módulos y campo.
Verificación antes de energizar
- Medir continuidad de PE.
- Revisar que ningún +24 esté accidentalmente a tierra metálica.
- Confirmar polaridades en CPU/módulos (L+, M; COM de DI/DO; AI+/AI–).
Energizar fuente
- Conectar 230 Vac, medir que salgan 24 Vcc.
- Luego alimentar PLC (CPU primero, luego módulos si aplica).
- Verificar LEDs de “RUN/POWER” sin fallos de I/O.
Prueba de I/O

Accionar un pulsador y verificar que la entrada cambie en el software.
Activar una salida desde el programa y ver encender la carga.
Simular señal 4–20 mA (o usar transmisor real) y verificar lectura.

Montar y energizar un CompactLogix 24 Vcc
Ejemplo típico: CPU + DI + DO + AI (Allen-Bradley)

Voy a usar una arquitectura muy común:

CPU CompactLogix alimentada a 24 Vcc (por ejemplo familia 1769-LER con fuente 24 V externa).
Módulo DI 24 Vcc.
Módulo DO 24 Vcc.
Módulo AI 4–20 mA.

No me amarro a un modelo exacto, pero la lógica y bornes típicos son:

Alimentación lógica: +24V DC y DC- (0 V).
Módulos 1769 o 5069 tienen bornes de V+ / V- / COM para DI/DO/AI similares.

1. Elementos de la instalación

Red: 230 Vac monofásica.
Fuente: 230 Vac → 24 Vcc (mínimo 4–5 A para CPU + módulos + cargas pequeñas de prueba).
CompactLogix:
- CPU 24 Vcc (ej. 1769-L24ER, L30ER, etc.)
- Módulo DI 24 Vcc (ej. 1769-IB16 / 5069-IB16F)
- Módulo DO 24 Vcc (ej. 1769-OB16 / 5069-OB16F)
- Módulo AI 4–20 mA (ej. 1769-IF4 / 5069-IF8)
Campo:
- Pulsadores/sensores PNP a 24 Vcc.
- Lámparas / relés de 24 Vcc como cargas de salidas.
- Un transmisor 4–20 mA de 2 hilos.

2. Diagrama textual de conexiones (tipo esquema de tablero)

2.1. De la red a la fuente y de la fuente al PLC


RED 230 Vac
───────────────
        (QF1)
 L ───[ INTERRUPTOR ]───────▶ FUENTE 230Vac / 24Vdc
 N ─────────────────────────▶

FUENTE 24Vcc
────────────
 +24V  ──────────────────────▶ Barra +24Vdc (borneras)
 0V    ──────────────────────▶ Barra 0Vdc (borneras, “DC-”)

CompactLogix CPU
────────────────
 Bornes de alimentación lógica:
   DC+ / V+ / 24Vdc  ◀──────── Barra +24Vdc
   DC- / V- / 0V     ◀──────── Barra 0Vdc

 (El chassis / módulos DI/DO/AI toman la alimentación lógica desde la CPU o desde bornes de alimentación según modelo).

Idea clave:
Toda la familia CompactLogix 24 Vdc comparte el mismo 0 V (DC-) en CPU y módulos.
Ese 0 V es el común de DI, DO y AI.

2.2. Entradas digitales (ej. módulo 1769-IB16 o 5069-IB16F)

Supongamos:

DI son 24 Vdc sinking (lo típico en AB para IBxx):
- La entrada “ve” 24 V cuando el dispositivo PNP le entrega +24 V.
- El común de la tarjeta es 0 V (DC-).

Textualmente:


Barra +24Vdc ──▶ Pulsadores / Sensores PNP ──▶ Entradas DI
Barra 0Vdc  ──▶ COM de tarjeta DI y retorno de dispositivos

Ejemplo de cableado:


BARRA +24Vdc
    │
    ├───▶ PULSADOR START S1 (contacto NA) ──▶ DI_0 (I:1/0)
    ├───▶ PULSADOR STOP S2  (NA cableado en lógica adecuada) ──▶ DI_1 (I:1/1)
    └───▶ SENSOR_1 (salida PNP) ──▶ DI_2 (I:1/2)

Todos los retornos de bobinas / sensores a 0 Vdc:
PULSADOR S1 lado fijo 2 ──▶ 0Vdc (si aplica según montaje)
SENSOR_1 borne 0V ───────▶ Barra 0Vdc

Tarjeta DI:
  COM_DI ────────────────▶ Barra 0Vdc
  IN0, IN1, IN2... ─────▶ Vienen de los pulsadores / sensores (lado de señal +24V conmutada)

En resumen:
cuando el pulsador/sensor aplica +24 V a un canal de entrada, esa DI se ve como “1” en el PLC.

2.3. Salidas digitales (ej. módulo 1769-OB16 / 5069-OB16F)

Supongamos salidas PNP (sourcing) a 24 Vcc:

Cada canal entrega +24 Vdc hacia la carga cuando está activo.
El otro lado de la carga va a 0 Vdc.


Barra +24Vdc → (internamente al COM/VS+ de la tarjeta DO)
Canal Q0.x → carga → 0Vdc

Diagrama textual:


FUENTE 24Vdc
 +24Vdc ──▶ Fusible general DO ──▶ COM_DO (V+ módulo de salidas)

Módulo DO CompactLogix
  Q0.0 ──────────────▶ LÁMPARA H1 (+)
  Q0.1 ──────────────▶ BOBINA RELÉ K1 (+)
  Q0.2 ──────────────▶ Otra carga...

Lado negativo de cargas:
  H1 (–) ────────────▶ Barra 0Vdc
  K1 (–) ────────────▶ Barra 0Vdc

Barra 0Vdc ──────────▶ COM común del sistema (DC-)

Si las salidas son de relé (en algunos modelos):

Usas el contacto seco:
- COM de contacto → +24 Vdc (protegido por fusible).
- NO → salida hacia la carga.
- Carga → 0 Vdc.

Función final es la misma: entregar +24V conmutado a la carga.

2.4. Entrada analógica 4–20 mA (ej. módulo 1769-IF4 / 5069-IF8)

Caso más típico con transmisor 4–20 mA de 2 hilos:


FUENTE 24Vdc
 +24Vdc ───────────▶ (+) TX_PRESION 4–20mA
 0Vdc  ────────────▶ AI- común / referencia módulo analógico

Transmisor 4–20 mA 2 hilos:
  (+) TX ──────────▶ desde +24Vdc
  (–) TX ──────────▶ AI_CH0+ del módulo (entrada de corriente)

Módulo AI:
  CH0+ ────────────▶ (–) TX (corriente entra al módulo)
  CH0- ────────────▶ 0Vdc (si el módulo usa referencia común)

El lazo es:

+24 Vdc → Transmisor → AI_CH0+ → AI_CH0- (0Vdc)

En Studio 5000:

Configuras el canal AI_CH0 como Current 4–20 mA.
Escalas el valor bruto (p.e. 0–32767) a unidades de ingeniería (0–10 bar, 0–100 %, etc.).

3. Pasos prácticos de montaje y pruebas

3.1. Montaje en riel DIN

Fijar riel DIN en el tablero.
Montar CPU CompactLogix y enganchar módulos DI/DO/AI a su derecha (si son 1769) o en chasis 5069.
Conectar módulo de alimentación si el modelo lo requiere.
Instalar borneras para:
- +24 Vdc
- 0 Vdc
- PE (tierra de protección)

3.2. Cableado de alimentación

Conectar la red 230 Vac a la fuente 24 Vdc via interruptor QF1.
Sacar de la fuente:
- +24 Vdc → barra +24Vdc en bornera.
- 0 Vdc → barra 0Vdc.
De esas barras alimentar:
- CPU (DC+ y DC-).
- Módulos que tengan bornes de alimentación dedicados.

Verificar que la tierra de protección (PE) esté conectada al chasis del tablero y a la estructura metálica necesaria.

3.3. Cableado de DI, DO, AI

DI:
- Llevar +24Vdc a pulsadores y sensores PNP.
- Lado conmutado a bornes INx de módulo DI.
- COM de la tarjeta a 0Vdc.
DO:
- +24Vdc (via fusible) a COM/V+ de módulo DO.
- Qx.x a cargas.
- Lado negativo de cargas a 0Vdc.
AI:
- +24Vdc a (+) del transmisor.
- (–) TX a CH+ de canal analógico.
- CH- a 0Vdc (si aplica, según hoja de datos del módulo AI).

3.4. Energización y pruebas

Energizar sólo la fuente 24 Vdc:
- Medir 24 Vdc entre barras +24Vdc y 0Vdc.
Energizar CPU CompactLogix:
- Ver que el LED de POWER esté verde.
- Ver que no haya fallos de I/O iniciales.
Desde Studio 5000:
- Conectarte al CompactLogix.
- Forzar (momentáneamente) una salida DO → comprobar que la lámpara/relé se activa.
- Accionar un pulsador → verificar que el bit de DI en el programa cambia de 0 a 1.
- Ver la lectura del AI (aun sin presión, debería dar un valor ~4 mA con transmisor en cero).
Verificar que el 0 Vdc es común:
- Entre 0Vdc de fuente, COM de DI, COM de DO, AI- debe haber continuidad eléctrica.

4. Resumen rápido de “receta CompactLogix 24 Vcc”

Fuente 24 Vdc dedicada y bien dimensionada.
CPU CompactLogix alimentada con esa fuente (DC+ y DC-).
DI:
- PNP a 24 Vdc → +24 V desde barra, retorno a la entrada.
- COM de DI → 0 Vdc.
DO:
- +24Vdc (via fusible) a COM/V+ del módulo.
- Salidas → cargas → 0 Vdc.
AI 4–20 mA:
- Lazo de corriente: +24Vdc → transmisor → AI+.
- AI- → 0 Vdc (común).
Todo el 0 Vdc debe ser un solo común bien distribuido.

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