Le langage Ladder, également connu sous le nom de diagramme à contacts, est un langage de programmation utilisé principalement pour les automates programmables industriels (API ou PLC en anglais). Ce langage graphique est largement utilisé en automatisation industrielle pour concevoir, documenter et programmer des systèmes de contrôle et des processus automatisés. Le langage Ladder tire son nom de sa ressemblance avec une échelle (ladder en anglais), où les barreaux de l’échelle représentent les différentes instructions et les montants les chemins d’alimentation électrique.
Concepts de Base du Langage Ladder
Composants du Langage Ladder
Rung (Barreau) : Chaque barreau représente une instruction ou une série d’instructions qui seront exécutées séquentiellement.
Contacts : Représentent les conditions d’entrée (normalement ouvert ou normalement fermé).
Bobines : Représentent les sorties qui peuvent être activées ou désactivées en fonction des conditions des contacts.
Timers et Compteurs : Utilisés pour des fonctions temporisées et de comptage.
Fonctions Spéciales : Incluent des opérations mathématiques, des comparateurs, des bascules, etc.
Exemple de Programme Simple
Prenons un exemple simple pour allumer une lampe (L) lorsqu’un interrupteur (S1) est activé.
|---[ S1 ]---( L )---|
Dans ce programme, S1 est un contact normalement ouvert et L est une bobine représentant la lampe. Lorsque S1 est activé, le circuit est fermé, et la lampe s’allume.
Exercice Corrigé en Langage Ladder
Exercice : Contrôle d’un Moteur avec un Bouton Start/Stop
Énoncé : Écrire un programme Ladder pour contrôler un moteur. Le moteur doit démarrer lorsque le bouton Start (S) est pressé et s’arrêter lorsque le bouton Stop (T) est pressé.
Solution et Explication
Étape 1 : Définir les Conditions
Bouton Start (S) : Contact normalement ouvert.
Bouton Stop (T) : Contact normalement fermé.
Moteur (M) : Bobine qui contrôle le moteur.
L’Étape 2 : Dessiner le Diagramme Ladder
|---[ S ]---[ T ]---( M )---|
| |
|---[ M ]---|
Étape 3 : Explication du Fonctionnement
Initialisation : Au départ, le bouton Start (S) est relâché et le bouton Stop (T) est fermé.
Activation du Moteur : Lorsque S est pressé, le contact normalement ouvert se ferme, ce qui active la bobine M et démarre le moteur.
Maintien du Moteur : Le contact auxiliaire de M (représenté par la branche parallèle en bas) se ferme, maintenant le moteur en marche même après que S est relâché.
Arrêt du Moteur : Lorsque T est pressé, le contact normalement fermé s’ouvre, coupant le courant à la bobine M, et le moteur s’arrête.
Analyse et Dépannage
Cas 1 : Le Moteur ne Démarre pas
Vérifier le Contact S : Assurez-vous que le bouton Start (S) fonctionne correctement et ferme le circuit lorsqu’il est pressé.
Vérifier le Contact T : Assurez-vous que le bouton Stop (T) est normalement fermé et ne coupe pas le circuit lorsqu’il n’est pas pressé.
Cas 2 : Le Moteur ne s’Arrête pas
Vérifier le Contact T : Assurez-vous que le bouton Stop (T) s’ouvre correctement lorsqu’il est pressé.
Vérifier le Contact Auxiliaire de M : Assurez-vous que le contact auxiliaire de M ne reste pas fermé en permanence.
Exemples Pratiques d’Utilisation du Langage Ladder
1. Contrôle de Feux de Circulation
Énoncé : Programmer un système de feux de circulation simple avec les phases suivantes :
Phase Rouge : Le feu rouge (R) est allumé pendant 10 secondes.
Phase Verte : Après 10 secondes, le feu vert (V) s’allume pendant 8 secondes.
Phase Jaune : Après 8 secondes, le feu jaune (J) s’allume pendant 2 secondes.
Cycle Continu : Le cycle se répète continuellement.
2. Contrôle d’un Système de Pompage d’Eau
Énoncé : Programmer un système de pompage d’eau avec les conditions suivantes :
La pompe doit démarrer lorsque le niveau d’eau est bas.
La pompe doit s’arrêter lorsque le niveau d’eau est haut.
Solution et Explication
Étape 1 : Définir les Composants
Niveau Bas (LB) : Capteur de niveau bas, normalement ouvert.
Niveau Haut (LH) : Capteur de niveau haut, normalement fermé.
Pompe (P) : Bobine pour contrôler la pompe.
L’Étape 2 : Dessiner le Diagramme Ladder
|---[ LB ]---[ LH ]---( P )---| // Contrôle de la Pompe
| |
|---[ P ]---| // Contact auxiliaire pour maintien
Étape 3 : Explication du Fonctionnement
Détection du Niveau Bas : Lorsque le niveau d’eau est bas, le capteur LB se ferme, activant la pompe (P).
Maintien de la Pompe : Le contact auxiliaire de la pompe maintient la pompe en marche même si LB s’ouvre.
Détection du Niveau Haut : Lorsque le niveau d’eau atteint un niveau haut, le capteur LH s’ouvre, arrêtant la pompe (P).
3. Système de Transport par Convoyeur
Énoncé : Programmer un convoyeur qui doit fonctionner selon les conditions suivantes :
Le convoyeur démarre lorsqu’un bouton Start (S) est pressé.
Le convoyeur s’arrête lorsqu’un bouton Stop (T) est pressé ou lorsqu’un capteur de fin de course (F) est activé.
Solution et Explication
Étape 1 : Définir les Composants
Bouton Start (S) : Contact normalement ouvert.
Bouton Stop (T) : Contact normalement fermé.
Capteur de Fin de Course (F) : Contact normalement fermé.
Convoyeur (C) : Bobine pour contrôler le convoyeur.
L’Étape 2 : Dessiner le Diagramme Ladder
|---[ S ]---[ T ]---[ F ]---( C )---| // Contrôle du Convoyeur
| |
|---[ C ]---| // Contact auxiliaire pour maintien
Étape 3 : Explication du Fonctionnement
Démarrage du Convoyeur : Lorsque S est pressé, le contact normalement ouvert se ferme, activant le convoyeur (C).
Maintien du Convoyeur : Le contact auxiliaire de C maintient le convoyeur en marche même après que S est relâché.
Arrêt du Convoyeur : Le convoyeur s’arrête si T est pressé ou si F est activé, ouvrant le circuit.
Conclusion
Ces exemples pratiques démontrent la flexibilité et la puissance du langage Ladder pour des applications industrielles diverses. En utilisant des contacts, des bobines, des timers et d’autres composants, les ingénieurs peuvent concevoir des systèmes de contrôle automatisés efficaces et fiables. Ces exercices montrent également comment le langage Ladder peut être utilisé pour résoudre des problèmes de contrôle réels, offrant une base solide pour des applications plus avancées.