Le langage ladder (ou ladder logic) est un langage de programmation graphique utilisé principalement pour programmer des automates programmables industriels (API/PLC). Il est très populaire dans l’automatisation industrielle en raison de sa similitude avec les schémas électriques de relais, ce qui le rend facilement compréhensible par les électriciens et les ingénieurs. Ce guide détaille la structure du langage ladder, les éléments fondamentaux qui le composent, et comment les utiliser pour construire un programme.
Le langage ladder est représenté graphiquement sous la forme d’une “échelle” avec des lignes verticales et horizontales. L’échelle est constituée de deux barres verticales, appelées rails, et d’une série d’instructions qui se trouvent entre ces rails, symbolisant des connexions électriques logiques. Chaque instruction dans le programme ladder se trouve sur un “échelon” entre les deux rails.
Les échelons sont exécutés de haut en bas, et chaque échelon est évalué de gauche à droite. Si une condition est vraie sur un échelon, elle permet au “courant logique” de passer d’un côté à l’autre et d’activer ou de désactiver une sortie.
Le langage ladder se compose de plusieurs éléments de base. Voici les principaux :
Les contacts représentent des entrées dans le programme. Ils simulent le comportement des interrupteurs ou des boutons poussoirs, et ils peuvent être soit normalement ouverts (NO) ou normalement fermés (NC).
|----[ ]----| → Passe le courant lorsque la condition est vraie
|----[ / ]----| → Passe le courant lorsque la condition est fausse
Les bobines représentent des sorties dans le programme ladder. Elles sont activées ou désactivées selon les conditions des contacts sur le même échelon.
|----( )----| → Active une sortie
|----( / )----| → Désactive une sortie
Les temporisateurs sont utilisés pour introduire un délai dans l’activation ou la désactivation d’une sortie.
|----[ TON ]----| → Temporisateur à activation
|----[ TOF ]----| → Temporisateur à désactivation
Les compteurs sont utilisés pour compter le nombre d’occurrences d’un événement (comme le passage d’un produit devant un capteur).
|----[ CTU ]----| → Compte vers le haut
|----[ CTD ]----| → Compte vers le bas
Le langage ladder permet également d’utiliser des instructions logiques telles que les opérations ET, OU, et NON, de manière implicite dans la manière dont les contacts sont disposés.
|----[ NO ]----[ NO ]----( OUTPUT )----| → Les deux conditions doivent être vraies pour activer la sortie.
|----[ NO ]----------------( OUTPUT )----|
|----[ NO ]-------------------------------|
Un programme ladder est constitué d’une série d’échelons. Chaque échelon peut être comparé à une ligne d’instructions. Voici comment construire un programme ladder simple :
Objectif : Créer un programme pour allumer une lampe lorsqu’un bouton poussoir est pressé.
Entrées/Sorties :
PB
) – NOLAMP
) – SortieLogique :
PB
est normalement ouvert (NO).|----[ PB ]-----------------( LAMP )----|
Explication :
PB
est pressé, le contact est fermé et la bobine LAMP
est activée, allumant ainsi la lampe.Objectif : Activer une alarme 5 secondes après l’activation d’un capteur.
Entrées/Sorties :
SENSOR
) – NOALARM
) – SortieTIMER
) – 5 secondesLogique :
|----[ SENSOR ]----------------[ TON, 5s ]-----( ALARM )----|
Explication :
SENSOR
est activé, le temporisateur (TON
) commence à compter. Après 5 secondes, la bobine ALARM
est activée.Objectif : Le moteur doit démarrer quand un bouton est pressé et s’arrêter si le capteur détecte une surcharge ou si un bouton d’arrêt d’urgence est activé.
Entrées/Sorties :
START
) – NOOVERLOAD_SENSOR
) – NOEMERGENCY_STOP
) – NOMOTOR
) – Sortie|----[ START ]----[ NOT OVERLOAD_SENSOR ]----[ NOT EMERGENCY_STOP ]----( MOTOR )----|
Explication :
MOTOR
démarre lorsque le bouton START
est pressé, à condition qu’il n’y ait pas de surcharge (OVERLOAD_SENSOR
) et que le bouton d’arrêt d’urgence (EMERGENCY_STOP
) ne soit pas activé.Objectif : Un compteur compte les produits passant devant un capteur, et se réinitialise après avoir atteint un total de 10.
Entrées/Sorties :
PRODUCT_SENSOR
) – NOCOUNTER
)RESET_BUTTON
) – NO|----[ PRODUCT_SENSOR ]----------------[ CTU, COUNTER ]----|
|----[ RESET_BUTTON ]------------------( COUNTER_RESET )---|
Explication :
PRODUCT_SENSOR
, le compteur (COUNTER
) est incrémenté. Quand RESET_BUTTON
est pressé, le compteur est réinitialisé.START_BUTTON
, MOTOR_ON
, etc., pour faciliter la lecture du programme.Ce guide fournit une base solide pour comprendre la structure du langage ladder et ses composants. Avec de la pratique, vous pourrez aborder des projets plus complexes dans le domaine de l’automatisation industrielle.
Cette fiche pratique explique comment structurer un programme complexe en langage ladder pour des applications industrielles. Elle couvre les concepts clés, les étapes pour structurer un programme, et fournit des exemples pratiques de modularité et de gestion de séquences dans le contrôle des automates programmables industriels (API/PLC).
Structurer un programme ladder en modules offre plusieurs avantages :
Décomposez le système en plusieurs fonctions logiques. Par exemple, dans un système de pompage, les fonctions pourraient inclure :
Pour chaque fonction, identifiez les entrées (capteurs, boutons, conditions) et sorties (moteurs, pompes, alarmes). Assurez-vous d’avoir une liste claire avant de commencer la programmation.
Programmez chaque fonction comme un module séparé. Par exemple :
Utilisez des temporisateurs et des compteurs pour gérer les séquences ou les étapes spécifiques. Dans un système de production, la machine 2 peut démarrer seulement après un délai suivant le démarrage de la machine 1.
Objectif : Structurer un programme ladder pour une chaîne de production. Chaque station démarre de manière séquentielle après une temporisation définie, avec arrêt automatique après un certain nombre de produits.
START_BUTTON
)EMERGENCY_STOP
)PART_SENSOR
)STATION_1_ON
)STATION_2_ON
)STATION_3_ON
)MAINTENANCE_SIGNAL
) |----[ START_BUTTON ]--------------------( SYSTEM_START )-------|
|----[ EMERGENCY_STOP ]------------------( SYSTEM_STOP )--------|
SYSTEM_START
active le système lorsque le bouton de démarrage est pressé.SYSTEM_STOP
arrête immédiatement tout le système si le bouton d’arrêt d’urgence est activé.SYSTEM_START
. |----[ SYSTEM_START ]-------------------( STATION_1_ON )---------|
|----[ STATION_1_ON ]--[ TON1, 10s ]----( STATION_2_ON )---------|
|----[ STATION_2_ON ]--[ TON2, 5s ]-----( STATION_3_ON )---------|
|----[ PART_SENSOR ]------------------[ CTU, COUNTER ]-----------|
|----[ COUNTER >= 200 ]---------------( MAINTENANCE_SIGNAL )-----|
PART_SENSOR
incrémente le compteur chaque fois qu’un produit passe.COUNTER
atteint 200, MAINTENANCE_SIGNAL
est activé, signalant l’arrêt du système pour maintenance.|----[ Démarrage et Arrêt d'Urgence ]--------------------------------------------------|
| |----[ START_BUTTON ]--------------------( SYSTEM_START )---------------------------|
| |----[ EMERGENCY_STOP ]------------------( SYSTEM_STOP )----------------------------|
|----[ Séquence des Stations ]---------------------------------------------------------|
| |----[ SYSTEM_START ]-------------------( STATION_1_ON )----------------------------|
| |----[ STATION_1_ON ]----[ TON1, 10s ]----( STATION_2_ON )--------------------------|
| |----[ STATION_2_ON ]----[ TON2, 5s ]-----( STATION_3_ON )--------------------------|
|----[ Comptage et Signal de Maintenance ]---------------------------------------------|
| |----[ PART_SENSOR ]------------------[ CTU, COUNTER ]------------------------------|
| |----[ COUNTER >= 200 ]---------------( MAINTENANCE_SIGNAL )------------------------|
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