Diagrama de escalera (Ladder Logic)

Acerca de los diagramas de ladder logic

Ladder logic es el lenguaje de programación gráfico utilizado para describir programas de control en Controladores Lógicos Programables (PLCs) — las computadoras industriales que controlan la automatización de fábricas, sistemas HVAC, líneas de transporte y equipos de proceso en todo el mundo. El nombre proviene del aspecto del diagrama: dos rieles de alimentación verticales conectados por peldaños horizontales, donde cada peldaño expresa una regla de condición a acción. Los electricistas e ingenieros de control lo adoptaron porque refleja los esquemáticos de contactos de relés que ya conocían.

Schematex sigue IEC 61131-3:2013, el estándar internacional para lenguajes de programación de PLCs, con las convenciones de nomenclatura de dirección-nombre de etiqueta Allen-Bradley (Rockwell) comunes en la práctica industrial norteamericana. Esta página documenta lo que el analizador acepta actualmente.

1. Tu primer diagrama ladder

El programa ladder más pequeño y útil: un peldaño, dos contactos, una bobina.

Cuatro reglas cubren el 80% del uso:

1. Comienza con ladder, seguido opcionalmente de un título entre comillas.
2. Cada peldaño comienza con rung N "comentario opcional": en su propia línea. Los dos puntos al final son opcionales.
3. Los elementos se listan uno por línea, indentados bajo el peldaño — de izquierda a derecha significa serie (lógica AND).
4. Un bloque parallel: / branch: introduce lógica OR. Cada rama contiene su propia lista de elementos.

Los comentarios pueden comenzar con #, //, o al estilo Mermaid %% en su propia línea.

2. Contactos

Los contactos representan condiciones de entrada — pasan corriente cuando el bit asociado coincide con el tipo de contacto.

Sintaxis:

XIC(tag)
XIC(tag, "address")
XIC(tag, "address", name="Description")
XIC(tag, address="address", name="Description")

• tag — requerido. El nombre de la etiqueta PLC (mostrado debajo del símbolo del contacto).
• "address" — segundo argumento posicional opcional. La dirección de E/S (ej. "IN 1.0", "BIT 3.1").
• name="…" — argumento clave-valor opcional. Descripción legible por humanos (mostrada encima del símbolo).

3. Bobinas

Las bobinas representan acciones de salida — actúan sobre un bit de etiqueta cuando el peldaño tiene flujo de corriente.

Sintaxis: idéntica a los contactos — OTE(tag), OTE(tag, "address"), OTE(tag, "address", name="…").

OTL y OTU se usan en pares para construir flip-flops Set/Reset. El último peldaño en escribir gana.

4. Bloques de función

Los bloques de función realizan operaciones de temporizador, contador, matemáticas y comparación. Aparecen en línea dentro de un peldaño y tienen parámetros de palabra clave después del argumento de etiqueta obligatorio.

4.1 Temporizadores

TON(timer_tag, PT=5000)

La etiqueta del temporizador almacena el tiempo transcurrido. El bit Q del temporizador (salida de listo) se accede por nombre de etiqueta en los contactos posteriores.

4.2 Contadores

CTU(cycle_counter, PV=100)

4.3 Matemáticas

ADD(result_tag, IN1=setpoint, IN2=offset)
MOV(dest_tag, IN1=source_tag)

4.4 Comparaciones

EQU(compare_tag, IN1=speed_actual, IN2=speed_setpoint)

5. Ramas paralelas

Un bloque parallel: introduce lógica OR — el peldaño tiene corriente si cualquier rama conduce. Cada rama es un sub-bloque branch: con sus elementos indentados debajo.

parallel:
  branch:
    XIC(LOCAL_START)
  branch:
    XIC(REMOTE_START)

Las ramas en un parallel: se evalúan simultáneamente. El bloque se cierra cuando la indentación regresa al nivel anterior al parallel:.

Reglas:

• parallel: debe aparecer dentro de un peldaño.
• branch: debe aparecer dentro de un parallel: — usarlo solo lanza LadderParseError.
• Cada rama contiene uno o más elementos.
• Los elementos después del bloque parallel: están en serie con él (lógica AND).

6. Etiquetas y comentarios

• Título: ladder "Motor Control" — solo en la primera línea, cadena entre comillas.
• Número de peldaño: entero requerido después de rung.
• Comentario de peldaño: cadena entre comillas opcional después del número de peldaño, antes del colon opcional: rung 3 "Run indicator": o rung 3 "Run indicator".
• Etiqueta: primer argumento dentro de los paréntesis — mostrado debajo del símbolo.
• Dirección: segundo argumento posicional (entre comillas): XIC(START_PB, "IN 1.0").
• Nombre: argumento de palabra clave name="…" — descripción legible por humanos mostrada encima del símbolo.
• Comentarios de línea: #, //, o %% al inicio de una línea (después del espacio en blanco inicial). Los mismos marcadores también inician comentarios al final de línea.

7. Palabras reservadas y escape

Reservadas al inicio de línea (insensibles a mayúsculas/minúsculas): ladder, rung, parallel:, branch:.

Los nombres de elementos son todos ASCII en mayúsculas: XIC, XIO, ONS, OSF, OTE, OTL, OTU, OTN, TON, TOFF, TP, CTU, CTD, CTUD, ADD, SUB, MUL, DIV, MOV, EQU, NEQ, GRT, LES, GEQ, LEQ.

IDs de etiqueta — deben coincidir con [A-Z][A-Z0-9_]* (el analizador coincide con [A-Z][A-Z0-9_]* para el prefijo del nombre del elemento). Las etiquetas en minúsculas se aceptan dentro de los paréntesis.

Cadenas entre comillas en argumentos de dirección o nombre deben usar comillas dobles "…".

8. Errores comunes

9. Gramática (EBNF)

document      = header NEWLINE rung+

header        = "ladder" ( WS quoted-string )? NEWLINE
quoted-string = '"' any-char-but-quote* '"'

rung          = "rung" WS integer ( WS quoted-string )? ":"? NEWLINE
                  element+

element       = contact-line
              | coil-line
              | fb-line
              | parallel-block

contact-line  = contact-type "(" tag ( "," arg )* ")" NEWLINE
contact-type  = "XIC" | "XIO" | "ONS" | "OSF"

coil-line     = coil-type "(" tag ( "," arg )* ")" NEWLINE
coil-type     = "OTE" | "OTL" | "OTU" | "OTN" | "RES"

fb-line       = fb-type "(" tag ( "," arg )* ")" NEWLINE
fb-type       = "TON" | "TOFF" | "TP"
              | "CTU" | "CTD" | "CTUD"
              | "ADD" | "SUB" | "MUL" | "DIV" | "MOV"
              | "EQU" | "NEQ" | "GRT" | "LES" | "GEQ" | "LEQ"

arg           = quoted-string             // posicional (dirección)
              | key "=" quoted-string     // palabra clave (ej. name="…")
              | key "=" number            // palabra clave (ej. PT=5000)

parallel-block = INDENT≥2 "parallel:" NEWLINE
                   ( INDENT branch-block )+

branch-block   = "branch:" NEWLINE
                   ( INDENT element )+

tag           = [A-Za-z][A-Za-z0-9_]*
key           = [A-Za-z][A-Za-z0-9_]*
integer       = [0-9]+
number        = [0-9]+ ( "." [0-9]+ )?
comment       = ( "#" | "//" | "%%" ) any NEWLINE

Fuente autoritativa: src/diagrams/ladder/parser.ts. Si esto diverge del analizador, el analizador tiene la razón — por favor abre un issue.

10. Conformidad con el estándar

El ladder logic de Schematex sigue IEC 61131-3:2013 Parte 3 para el lenguaje de Diagrama Ladder y usa las convenciones de dirección-nombre de etiqueta Allen-Bradley (Rockwell) comunes en la práctica de PLC norteamericana.

Lo que está implementado hoy:

• ✅ Cuatro tipos de contacto: XIC (NA), XIO (NC), ONS (flanco ascendente), OSF (flanco descendente)
• ✅ Cinco tipos de bobina: OTE (salida), OTL (enclavamiento/set), OTU (desenclavamiento/reset), OTN (negación), RES (reset de contador/temporizador)
• ✅ Tres bloques de función de temporizador: TON, TOFF, TP con parámetro PT= en milisegundos
• ✅ Tres bloques de función de contador: CTU, CTD, CTUD con parámetro PV= entero
• ✅ Bloques de función matemáticos: ADD, SUB, MUL, DIV, MOV
• ✅ Bloques de función de comparación: EQU, NEQ, GRT, LES, GEQ, LEQ
• ✅ Bloques paralelos / de ramas para lógica OR
• ✅ Anotaciones de etiqueta, dirección y nombre según las convenciones Allen-Bradley Studio 5000
• ⏳ Temporizador retentivo (RTO) — en el estándar; aún no en el analizador
• ⏳ Instrucciones Jump (JMP) / Label (LBL)
• ⏳ Zona Master Control Reset (MCR)
• ⏳ Instrucciones de E/S inmediata (IIN, IOT)
• ⏳ Elementos de Texto Estructurado o Diagrama de Bloques de Función embebidos en peldaños

Referencias:

• IEC 61131-3:2013 — Programmable controllers, Part 3: Programming languages
• NEMA ICS 1-2009 — General Standards for Industrial Control and Systems
• Rockwell Automation Studio 5000 Logix Designer — Ladder Diagram Programming Manual

11. Ejemplos relacionados

12. Hoja de ruta

Planificado — aún no analizable. No uses estos en DSL generado hoy; el analizador los rechazará o ignorará.

• Temporizador Retentivo On (RTO) — temporizador que retiene el tiempo transcurrido a través de pérdidas de alimentación; requiere un contacto de reset separado.
• Jump (JMP) / Label (LBL) — ramificación a un peldaño etiquetado para omitir lógica condicionalmente; usado en programas grandes para rendimiento.
• Zona Master Control Reset (MCR) — una zona entre corchetes que des-energiza todas las salidas no retentivas cuando la entrada MCR es falsa.
• Texto estructurado en peldaños — evaluación de expresiones en línea (ej., CALC(result = a * b + c)).
• E/S inmediata (IIN / IOT) — forzar el scan de E/S a mitad de programa para control crítico en tiempo.

Haz seguimiento en los issues de GitHub si necesitas alguno de estos antes.