Programmer en ladder

Sommaire de ce cours :

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Programmer un automate : ladder, SET RESET, tempos, GRAFCET

Les langages normalisés :

La norme IEC 61131-3 définit les langages des automates :

LD, le ladder« Échelle » : deux montants verticaux, des barreaux horizontaux ou schéma à contacts : le plus proche du schéma électrique
FBD, les blocs fonctions : les logigrammes ET, OU du cours de logique combinatoire
ST, le texte structuré : proche d'un langage informatique
SFC, les diagrammes de séquence : la traduction du GRAFCET

La liste d'instructions (IL) a été déclarée obsolète par la norme.

Pour un électricien, le ladder se lit comme un schéma de commande tourné d'un quart de tour : la phase à gauche, le neutre à droite.

Du schéma au ladder : l'auto-maintien :

C'est le montage d'auto-maintien à arrêt prioritaire du cours précédent :

I : les entrées (I0.0 Marche, I0.1 Arrêt)
Q : les sorties (Q0.0 le contacteur de la pompe)
M : les mémoires internes, des « relais virtuels »

Le repérage varie d'un constructeur à l'autre (%I0.0, I0.0, X0…), le principe reste le même.
Le contact de maintien Q0.0 ne coûte rien : dans l'automate, on peut utiliser l'état d'une sortie autant de fois qu'on le souhaite.

Le piège du bouton arrêt NF :

Le bouton arrêt est câblé en NF (sécurité positive). Au repos, il laisse passer le 24 V : l'entrée I0.1 est donc à 1.

Dans le ladder, un contact | | signifie « la variable est à 1 », quel que soit le contact câblé sur le terrain. On utilise donc un contact | | pour l'arrêt, comme sur l'illustration précédente.

Recopier un contact |/| comme sur le schéma électrique : la machine refuse de démarrer… et démarre quand on maintient Arrêt enfoncé !

Retenez : le programme teste l'état de l'entrée, pas la nature du contact câblé.

Mémoires SET et RESET :

Plutôt qu'un auto-maintien, on peut utiliser deux bobines spéciales :

(S) SET : met la variable à 1, elle y reste
(R) RESET : la remet à 0

C'est la mémoire du cours de logique séquentielle, sans câblage.

Qui est prioritaire ? :
Rappelez-vous le cycle : la dernière ligne écrite l'emporte. Placez le RESET après le SET et l'arrêt devient prioritaire ; inversez-les et c'est la marche qui gagne.

Attention : une mémoire SET conserve son état jusqu'au RESET. Selon le réglage, elle peut même survivre à une coupure de courant : vérifiez qu'une remise sous tension ne relance pas la machine toute seule.

Temporisations et compteurs :

TON : temporisation travail (retard à l'enclenchement)
TOF : temporisation repos (retard au déclenchement)
TP : impulsion de durée fixe
CTU / CTD : compteur et décompteur

Ce sont les chronogrammes du cours précédent, sans un seul relais temporisé.

Exemple sur le château d'eau :
Une TON de 2 minutes empêche la pompe de redémarrer trop vite après un arrêt : on protège le moteur des démarrages à répétition. Un compteur totalise les démarrages pour planifier la maintenance.

Le GRAFCET pour les séquences :

Dès qu'une machine enchaîne des étapes (descendre, presser, remonter…), le ladder seul devient illisible. Le GRAFCET (norme NF EN 60848) décrit la séquence :

Étapes : des carrés numérotés, chacune porte des actions
Transitions : des traits entre étapes, avec une condition à remplir (réceptivité)

Exemple d'une presse :
Étape 0 : attente → condition : bi-commande appuyée et pièce présente.
Étape 1 : descente → condition : fin de course bas.
Étape 2 : remontée → condition : fin de course haut → retour à l'étape 0.

Il se programme directement en SFC, ou en ladder avec une mémoire par étape.