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Cómo simular un sensor analógico de 0 a 10V en un PLC industrial

23 de mayo de 2026

Nivel: Básico–IntermedioTiempo de lectura: ~10 minElectricistas / Estudiantes de automatización

Un divisor de tensión con un potenciómetro y una resistencia fija. Sencillo en apariencia, con varios matices que marcan la diferencia entre un circuito que funciona bien y uno que falla. Vamos al grano.

01 —El problema: ¿por qué necesitamos esto?

Cuando estamos poniendo en marcha un PLC industrial o probando un programa, a menudo necesitamos simular la señal de un sensor analógico sin tener el sensor real conectado. Los sensores de temperatura, presión, caudal… muchos de ellos trabajan con una señal de 0 a 10V.

La solución más sencilla y barata: un potenciómetro (resistencia variable) conectado como divisor de tensión. Giramos el mando y variamos la tensión de salida. El PLC lo leerá exactamente igual que si fuera un sensor real.

Concepto clave

Un divisor de tensión es un circuito que toma una tensión de entrada (en nuestro caso 24Vcc) y la divide en una fracción proporcional a los valores de dos resistencias en serie. La clave está en saber dónde pinchar para sacar la tensión que queremos.

02 —El esquema del circuito

El circuito consta de tres elementos: la fuente de 24Vcc del cuadro eléctrico, una resistencia fija R1 en serie, y el potenciómetro R2. La señal al PLC se toma del cursor del potenciómetro, que es la patilla central de las tres que tiene.

Ojo con la nomenclatura

En instalaciones industriales con 24Vcc, el punto de referencia se llama 0V, no «GND» ni «tierra». La tierra (PE) es el conductor verde-amarillo que va al chasis y a la toma de tierra física — eso es protección eléctrica, no referencia de señal. Son cosas distintas.

¿Por qué el cursor del potenciómetro?

El potenciómetro tiene tres terminales: T1 (extremo superior), T2 (cursor, patilla central) y T3 (extremo inferior). Al conectar T1 al nodo entre R1 y la fuente, y T3 a 0V, el cursor T2 barre físicamente entre 0V y la tensión de T1. Esto es mucho más robusto que usar el potenciómetro como simple reóstato con dos terminales, porque el cursor siempre interpola entre dos tensiones fijas y no hay riesgo de que la señal suba de golpe si hay un mal contacto.

03 —La fórmula del divisor de tensión

La tensión que vemos en la salida del divisor se calcula así:

Fórmula del divisor de tensión

Esta ecuación nos dice que la tensión de salida es proporcional a R2. Cuando el potenciómetro está al mínimo (R2 = 0Ω), la salida es 0V. Cuando está al máximo (R2 = 10kΩ), la salida alcanza su valor máximo. Lo que tenemos que calcular es: ¿qué valor de R1 necesitamos para que ese máximo sea exactamente 10V?

Calculando R1: queremos 10V de salida máxima

Imponemos la condición: cuando R2 = 10kΩ (potenciómetro al máximo), V_salida = 10V. Sustituimos en la fórmula:

Paso a paso — despejando R1

Truco práctico

14kΩ no es un valor estándar de la serie E24. En la práctica puedes usar 15kΩ (que sí es estándar), asumiendo que la tensión máxima será ligeramente inferior a 10V. Para pruebas, es más que suficiente.

04 —El efecto de la impedancia del PLC

Aquí viene el matiz que muchos libros de texto omiten y que en la práctica marca una diferencia real. La entrada analógica del PLC no es un circuito abierto: tiene una impedancia de entrada finita. En el caso del PLC de Industrial Shields que usamos en este ejemplo, la especificación indica:

Especificación del fabricante

Entrada analógica 0–10Vdc · Impedancia de entrada: 39 kΩ · Resolución: 11 bits

¿Qué implica esto? Que cuando conectamos el PLC, sus 39kΩ quedan en paralelo con R2 (el potenciómetro). Dos resistencias en paralelo siempre dan un valor menor que la menor de las dos. El circuito ya no es el mismo que calculamos antes.

Recalculando la corriente y la tensión real

Ahora el circuito tiene R1 = 14kΩ en serie con Rp = 7,95kΩ. La corriente que circula y la tensión real en la entrada del PLC son:

Conclusión importante

Con R1 = 14kΩ y el potenciómetro al máximo, la tensión real que llega al PLC no es 10V sino 8,66V. Esto se debe a la carga que introduce la propia entrada del PLC. Para pruebas, es perfectamente válido. Si necesitamos llegar exactamente a 10V, habría que reducir el valor de R1 para compensar.

05 —El ADC de 11 bits: resolución y pasos

La entrada analógica del PLC convierte la tensión eléctrica en un número digital mediante un convertidor analógico-digital (ADC). Con 11 bits de resolución, el número que genera va de 0 a 2047, es decir, tiene 2048 pasos posibles.

Pero como sabemos que la tensión máxima real es 8,66V (no 10V), el número máximo que leeremos en el registro del PLC no será 2047 sino:

Como vemos, al girar el potenciómetro al máximo solo llegamos al 86,6% de la escala del PLC. Para pruebas esto es completamente aceptable. Si queremos que el software muestre 10V cuando el potenciómetro está al tope, necesitamos hacer un mapeo por software.

06 —Implementación en Arduino / Industrial Shields

Este proceso se ha realizado con un PLC industrial de la marca Industrial Shields, y se programa la entrada analógica I0.12 corresponde internamente al chip ADC ADS1115 con dirección I2C 0x48, canal 0.

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Lectura directa (sin mapeo)

Devuelve un valor entre 0 y 2047, donde 1773 corresponde al máximo de nuestro potenciómetro (8,66V):

void setup() {
  Serial.begin(9600);
}

void loop() {
  int valor = analogRead(I0_12);  // 0 a 1773 en nuestro circuito
  Serial.println(valor);
  delay(500);
}

Con mapeo a voltios reales

Convierte el valor ADC a la tensión real en el pin. Útil si queremos mostrar el valor en una pantalla HMI o hacer un log:

void loop() {
  int valor = analogRead(I0_12);

  // Conversión a tensión real (0 a 8,66V)
  float voltaje_real = (valor / 2047.0) * 10.0;

  Serial.print("Voltaje real: ");
  Serial.print(voltaje_real, 2);
  Serial.println(" V");
  delay(500);
}

Con mapeo corregido (0–10V por software)

Si queremos que el potenciómetro al máximo muestre 10V en consola, hacemos el reescalado usando los 1773 pasos reales como referencia de fondo de escala:

void loop() {
  int valor = analogRead(I0_12);

  // Mapeo corregido: 1773 pasos = 10V (compensa carga del PLC)
  float voltaje = (valor / 1773.0) * 10.0;

  Serial.print("Señal simulada: ");
  Serial.print(voltaje, 2);
  Serial.println(" V");
  delay(500);
}

Como recordatorio:

El mapeo por software es una corrección matemática, no física. La tensión real en el pin sigue siendo 8,66V como máximo. Lo que hacemos es estirar la escala digital para que 1773 se interprete como si fuera 2048. Perfectamente válido para pruebas y simulaciones.

07 —Resumen final

Estos son todos los valores del circuito con los cálculos precisos que incluyen la carga real de la entrada analógica del PLC:

Si este artículo te ha ayudado a entender cómo calcular un divisor de tensión para señales analógicas en PLC, compártelo con tus compañeros de taller. El circuito es sencillo, pero los detalles —la impedancia de carga, la nomenclatura correcta, el mapeo por software— marcan la diferencia entre un montaje que funciona y uno que da quebraderos de cabeza.

También tengo un video en youtube con esta explicación en DIVISOR DE TENSIÓN para entradas analógicas 0-10V en PLC | plc32control

A continuación muestro un resumen del circuito representando todos los valores y el esquema eléctrico resumidos en un solo vistazo: