Exercices Corrigés Logique Combinatoire Ladder
La logique combinatoire représente l’un des fondements majeurs de l’automatisme industriel moderne. Dans les automates programmables industriels (API), le langage Ladder permet de traduire des opérations logiques sous forme de schémas proches des circuits électriques traditionnels.
Avant même d’aborder les automatismes complexes, les automaticiens doivent maîtriser les fonctions combinatoires essentielles : ET, OU, NON, NAND, NOR, XOR, ainsi que les associations de contacts et de bobines dans des circuits industriels réels.
Les exercices corrigés en logique combinatoire Ladder constituent donc une étape incontournable dans l’apprentissage :
- de la programmation API,
- des systèmes automatisés,
- du langage Ladder industriel,
- des automatismes Siemens, Schneider ou Allen-Bradley,
- des tests techniques d’embauche en automatisme.
Dans l’environnement industriel, cette logique intervient partout :
- démarrage moteur,
- autorisation machine,
- sécurité process,
- verrouillage électrique,
- tri automatisé,
- convoyeurs industriels,
- systèmes pneumatiques,
- lignes de production automatisées.
Les bases essentielles du Ladder combinatoire
Fonction logique ET
La sortie s’active uniquement lorsque toutes les conditions deviennent vraies.
Y=A+B
Exemple industriel
Une machine démarre uniquement si :
- le bouton Marche est activé,
- la sécurité porte est fermée.
Schéma Ladder simplifié
|----[ Marche ]----[ Sécurité ]----------------( Moteur )----|
Fonction logique OU
La sortie s’active lorsqu’au moins une condition devient vraie.
Y=A+B
Exemple industriel
Une alarme sonore peut être déclenchée :
- par une surchauffe,
- ou par une surpression.
|----[ Surchauffe ]----------------------------( Alarme )----|
| |
|----[ Surpression ]-----------------------------------------|
Fonction logique NON
La sortie s’active lorsque la condition devient fausse.
Exemple
Le moteur fonctionne tant que le bouton arrêt n’est pas appuyé.
|----[/ Arrêt ]--------------------------------( Moteur )----|
Exercice Corrigé 1 — Démarrage sécurisé d’un moteur
Énoncé
Un moteur doit démarrer uniquement lorsque :
- le bouton Marche est appuyé,
- le capot de sécurité est fermé,
- l’arrêt d’urgence reste inactif.
Analyse logique
Conditions :
- Marche = 1
- Sécurité = 1
- Arrêt urgence = 0
Équation logique
Solution Ladder
|----[ Marche ]----[ Sécurité ]----[/ AU ]----( Moteur )----|
Explication détaillée
Le contact AU est normalement fermé.
Lorsque l’arrêt d’urgence est activé, le circuit logique s’ouvre immédiatement et coupe le moteur.
Ce type de logique apparaît très fréquemment dans :
- les convoyeurs,
- les presses industrielles,
- les machines-outils,
- les lignes de conditionnement.
Exercice Corrigé 2 — Système d’éclairage industriel
Énoncé
Un éclairage industriel doit s’activer :
- si le détecteur de mouvement détecte une présence,
- ou si l’interrupteur manuel est activé.
Équation logique
L=D+I
Programme Ladder
|----[ Détecteur ]-----------------------------( Lampe )----|
| |
|----[ Interrupteur ]---------------------------------------|
Correction
Les deux branches parallèles traduisent une fonction logique OU.
Ainsi :
- la lampe peut s’allumer automatiquement,
- ou manuellement.
Exercice Corrigé 3 — Double validation opérateur
Énoncé
Une presse hydraulique doit fonctionner uniquement lorsque :
- les deux boutons poussoirs sont appuyés simultanément.
Objectif sécurité
Empêcher l’opérateur de garder une main dans la zone dangereuse.
Équation
P=B1⋅B2
Ladder
|----[ BP1 ]----[ BP2 ]------------------------( Presse )----|
Analyse
Ce montage constitue un grand classique de sécurité industrielle.
On le retrouve dans :
- les presses,
- les cisailles,
- les machines de découpe,
- les systèmes hydrauliques puissants.
Exercice Corrigé 4 — Alarme de défaut machine
Énoncé
Une alarme doit s’activer si :
- le moteur surchauffe,
- ou la pression chute,
- ou le capteur détecte un défaut.
Équation logique
A=S+P+D
Ladder
|----[ Surchauffe ]----------------------------( Alarme )----|
| |
|----[ Pression basse ]--------------------------------------|
| |
|----[ Défaut capteur ]--------------------------------------|
Correction détaillée
Chaque branche parallèle représente une cause indépendante capable d’activer l’alarme.
Cette logique permet :
- une détection rapide,
- une maintenance simplifiée,
- un diagnostic immédiat.
Exercice Corrigé 5 — Convoyeur automatisé
Énoncé
Le convoyeur démarre si :
- le capteur de présence détecte un colis,
- ET le système n’est pas en défaut,
- ET l’arrêt urgence reste inactif.
Équation
Ladder
|----[ Présence ]----[/ Défaut ]----[/ AU ]----( Convoyeur )----|
Analyse technique
Cette structure apparaît très souvent dans :
- les lignes logistiques,
- les systèmes de tri,
- les chaînes de conditionnement,
- les plateformes automatisées.
Tableau des principales fonctions logiques en Ladder
| Fonction | Expression | Structure Ladder | Application industrielle |
|---|---|---|---|
| ET | A · B | Contacts en série | Sécurité machine |
| OU | A + B | Branches parallèles | Alarmes multiples |
| NON | Ā | Contact NF | Arrêt d’urgence |
| XOR | A ⊕ B | Combinaison spécifique | Commande alternative |
Pourquoi les exercices Ladder sont essentiels
La maîtrise des exercices combinatoires permet :
- de comprendre les automatismes industriels,
- d’analyser rapidement un schéma API,
- de réussir les tests techniques d’embauche,
- de programmer efficacement les automates Siemens ou Schneider,
- de réduire les erreurs de câblage logique,
- d’améliorer les diagnostics de panne.
Dans l’industrie moderne, les automaticiens capables d’interpréter rapidement une logique Ladder disposent d’un avantage considérable sur le terrain.
Exercices avancés à pratiquer ensuite
Après la logique combinatoire de base, plusieurs thématiques avancées deviennent incontournables :
- temporisateurs TON et TOF,
- mémoires SET / RESET,
- séquenceurs industriels,
- Grafcet et Ladder,
- verrouillage électrique,
- automatisation de convoyeurs,
- gestion d’alarmes,
- comptage industriel,
- programmation Siemens TIA Portal,
- simulation Factory I/O.
Exercices supplémentaires de logique combinatoire Ladder avec corrigés
Les exercices suivants permettent de renforcer la lecture des contacts, la construction des équations logiques et la traduction directe en langage Ladder. Ils conviennent parfaitement à une fiche de révision, à un support de formation en automatisme ou à un test technique pour automaticien débutant.
Exercice 6 — Autorisation de marche machine
Énoncé : une machine peut démarrer si le bouton Marche est activé, si le capteur de porte est fermé et si aucun défaut moteur n’est présent.
Équation logique :
M = Marche · Porte · /Défaut
Solution Ladder :
|----[ Marche ]----[ Porte fermée ]----[/ Défaut ]----( Machine )----|
La sortie Machine s’active seulement lorsque les trois conditions sont validées. Le contact Défaut est placé en normalement fermé afin de couper la marche dès qu’un défaut apparaît.
Exercice 7 — Alarme de niveau cuve
Énoncé : une alarme doit se déclencher si le niveau haut est atteint ou si le niveau bas est détecté.
Équation logique :
A = Niveau_Haut + Niveau_Bas
Solution Ladder :
|----[ Niveau Haut ]----------------------( Alarme )----| | | |----[ Niveau Bas ]-------------------------------------|
La logique parallèle traduit une fonction OU. Une seule condition suffit pour activer l’alarme.
Exercice 8 — Ventilation automatique
Énoncé : un ventilateur démarre si la température est élevée et si le mode automatique est sélectionné.
Équation logique :
V = Température_Haute · Auto
Solution Ladder :
|----[ Température haute ]----[ Mode Auto ]----( Ventilateur )----|
Les deux contacts en série imposent une double condition. Le ventilateur démarre uniquement si la température dépasse le seuil et si l’installation se trouve en mode automatique.
Exercice 9 — Choix manuel ou automatique
Énoncé : une pompe fonctionne si le mode manuel est activé ou si le mode automatique demande le démarrage.
Équation logique :
P = Manuel + Demande_Auto
Solution Ladder :
|----[ Mode Manuel ]-----------------------( Pompe )----| | | |----[ Demande Auto ]---------------------------------|
La pompe reçoit l’ordre de marche depuis deux chemins possibles : l’ordre manuel ou la commande automatique issue du programme.
