Compuerta AND, funcionalidad y ejemplos

La compuerta AND, compuerta Y o lógica en serie, es una compuerta lógica que a grandes rasgos obtiene una salida positiva si y solo sí todas las entradas son positivas.

En la siguiente imagen se muestra la tabla de verdad de la compuerta AND de dos entradas.

Tabla de verdad de la compuerta and

Esta compuerta es básica para el desarrollo de cualquier tipo de lógica, desde las áreas obvias como programación en C, Lógica de Relees, Studio 5000, hasta otras no tanto como la escritura o el derecho.

El desarrollo de una buena lógica siempre te proporciona la confianza de poder desarrollarte en un amplio espectro de áreas del conocimiento y las compuertas de la lógica booleana son bases indispensables.

Como siempre lo he dicho, no hay mejor manera de entender algo que con un ejemplo, así que a continuación te muestro la funcionalidad de esta compuerta mediante algunos ejemplos de sistemas controlados por una compuerta AND.

Compuerta AND en Neumática

Hay dos maneras principales para utilizar la compuerta AND en sistemas neumáticos; pulsadores en serie y válvula de simultaneidad.

En la primera opción utilizaremos dos válvulas 3/2 en serie, de tal manera que para lograr una salida de aire al final del circuito, deberán estar activas ambas válvulas.

A continuación se muestra el circuito diseñado en FluidSim.

Funcion and con dos pulsadores en neumatica

Para la segunda opción utilizaremos la válvula de simultaneidad también llamada válvula AND para lograr la misma funcionalidad.

Valvula de simultaneidad o and

A simple vista pareciera que no conviene agregar una válvula de simultaneidad puesto que con dos pulsadores 3/2 sería suficiente para lograr el objetivo.

Sin embargo la válvula AND es muy útil a la hora del desarrollo de sistemas neumáticos complejos, al grado de convertirse en la base de la programación en sistemas neumaticos.

Compuerta AND en un circuito eléctrico

La forma en que se configura la compuerta lógica AND en un circuito eléctrico es muy similar al neumático.

Se utiliza un circuito en serie de dos pulsadores para bloquear, en este caso, el flujo de la corriente eléctrica.

A continuación un ejemplo con dos pulsadores y una lampara.

compurta and con dos pulsadores y una lampara

Compuerta AND en un programa de PLC

Si bien la compuerta AND se encuentra representado de alguna manera en todos los lenguajes de programación, a veces su equivalente en cada uno de ellos no es muy obvio.

Por ello a continuación te muestro un ejemplo de los cuatro lenguajes de programación más utilizados en PLC.

Diagrama de Bloques o Function Block Diagram

En este tipo de programación, se busca hacer una programación muy gráfica a través de una serie de funciones en forma de bloques.

Cada uno de los bloques tiene una función especifica y el flujo de la lógica muestra cierta libertad para que cada programador lo desarrolle a su manera.

A continuación un ejemplo de la función AND en diagrama de bloques.

Compueta and en diagrama de bloques

Como se observa en la imagen anterior, los elementos A y B representan entradas del PLC que bien podrían ser dos pulsadores.

La señal de estos dos pulsadores pasa a través de la compuerta AND y da como resultado una salida C.

Diagrama Escalera o Ladder Diagram

La programación en escalera es el tipo de programación más utilizado y aceptado a nivel mundial para la programación de PLC.

Este tipo de programación busca simular un circuito eléctrico con lógica de reles.

A continuación el ejemplo de la compuerta AND en diagrama escalera.

compuerta and en diagrama escalera

Como se muestra en la imagen, al activar las entradas A y B al mismo tiempo se ejecutará la salida C.

Funciones Secuenciales o Sequencial Function Chart

Las funciones secuenciales son un tipo de programación muy peculiar, ya que se enfocan a la programación secuencial en vez de la programación en paralelo como las anteriores.

Este tipo de programación consta de una serie de pasos y condiciones para cada uno de ellos.

En la siguiente imagen se muestra un ejemplo de un programa con funciones secuenciales para la compuerta AND.

Sequencial Function Chart

Según este programa tenemos dos pasos, el primero es simplemente el de inicio, mientras que en el segundo se muestra la función AND mediante una instrucción if-else.

Según esta instrucción, cuando tengamos valores verdaderos en A y B, la tag C se activara, pero si no (else), se convertira en 0.

Texto Estructurado o Structured Text

El texto estructurado utiliza comandos escritos para la programación de estructuras de código muy parecidas a las del del lenguaje de alto nivel C.

La principal desventaja es lo abstracto de su programación, sin embargo tiene la capacidad de hacer estructuras lógicas más potentes y complejas que los demás lenguajes.

A continuación te muestro un programa escrito en texto estructurado para la compuerta AND.

Texto Estructurado o Structured Text

Como podrás observar se utiliza la misma estructura if-else que usamos en las funciones secuenciales.

Vídeo Tutorial

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Conclusiones

Como habrás podido notar la compuerta AND cuenta con marcadas diferencias dependiendo del tipo de programación o sistema a desarrollar.

Sin embargo la funcionalidad no cambia y siempre deberás obtener un 1 como resultado si y solo si todas las entradas también sean un 1.

Esta estructura lógica es una de las más básicas de la lógica booleana, a través de las cuales se forman programas muy complejos.

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Espero este articulo te haya sido de gran utilidad.

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