Les automates ont explosé sur le marché des contrôles et sont utilisés dans le monde entier. Au fil du temps, ils ont progressé pour devenir plus conviviaux, efficaces, plus petits et moins chers. Différents types de langages de programmation ont également été développés pour les automates, mais le plus fréquemment utilisé reste la logique en échelle.

Les Origines de la Logique à relais – Relais Logique

Imaginez une seconde que c’est de 1980., Vous naviguez dans votre toute nouvelle Ford Pinto sur le chemin de votre travail à L’usine Rubik’s Cube locale. Vous avez une journée bien remplie à venir puisque l’usine est en cours de refonte pour le nouveau modèle Rubik’s Revenge qui doit sortir l’année prochaine. Les panneaux de relais sur lesquels vous travaillez doivent être recâblés pour s’adapter au changement de taille de production, de la taille 3x3x3 d’origine au nouveau modèle 4x4x4.

Ces panneaux de relais sont constitués de nombreux relais électromécaniques qui sont câblés ensemble pour remplir une certaine fonction dans l’usine., L’ouverture et la fermeture simples des contacts de relais sur le panneau donnent au système le contrôle Marche/Arrêt dont il a besoin dans le processus de fabrication. Par exemple, lorsque le moule du cube est en position, un interrupteur se ferme. Cet interrupteur alimente une bobine de relais, qui à son tour ferme le contact normalement ouvert pour la pompe d’injection. La pompe remplit le moule avec du plastique fondu et le cube commence à prendre forme.

L’utilisation de cette combinaison de commutateurs, relais, bobines et contacts est appelée logique de relais. La logique de relais est une méthode de contrôle fiable encore en usage limité aujourd’hui., Mais le coût qui y est associé en termes de changements logiques chronophages, de défaillances mécaniques au fil du temps et d’exigences étendues en matière de câblage et d’espace a forcé de nombreuses industries à reconsidérer leurs besoins en matière de contrôle. Ce qu’ils ont découvert, c’est le PLC.

la Structure de Ladder Logic/Comment lire Ladder Logic

la structure derrière ladder logic est basée sur les diagrammes d’échelle électrique qui ont été utilisés avec relay logic., Ces diagrammes ont documenté comment les connexions entre les appareils ont été faites sur des panneaux de relais; ils sont appelés diagrammes « échelle” parce qu’ils sont construits d’une manière qui ressemble à une échelle avec deux rails verticaux et des échelons entre eux. Le rail d’alimentation positif (à gauche) circule vers le rail d’alimentation négatif (à droite) à travers les dispositifs physiques connectés sur l’échelon. L’exemple ci-dessous montre un schéma en échelle avec des boutons-poussoirs (PB), des relais de commande (CR), un moteur (M) et une lumière (L).,

similitudes avec les diagrammes D’échelle

la logique D’échelle a été conçue pour avoir le même aspect et la même sensation que les diagrammes d’échelle électriques, mais avec la logique d’échelle, les contacts physiques et les bobines sont remplacés par des bits de mémoire. Jetons un coup d’oeil.

pour ce programme, le diagramme d’échelle de la logique de relais est dupliqué avec la logique d’échelle; plus de logique câblée, mais des emplacements de mémoire à la place. Certains de ces emplacements de mémoire sont utilisés en interne et d’autres sont utilisés avec des entrées et sorties externes., Pour surveiller et contrôler les appareils du monde réel, ils devront être câblés à des modules d’e/s.

pour ce PLC particulier, ces entrées et sorties sont assignées aux adresses mémoire X et Y comme le X001 vu avec PB1. L’état de ce contact normalement ouvert est lu à partir de l’entrée du module d’E/S où le bouton-poussoir physique est connecté. D’autre part, chaque bit Y aura un périphérique de sortie câblé comme on le voit avec la lumière contrôlée par Y001. Tous les autres emplacements sont affectés à des bits internes que nous pouvons utiliser au besoin.,

Remarque: les processeurs PLC d’aujourd’hui offrent de nombreux types de fonctions, pas seulement de simples contacts et bobines. Mathématiques, registres à décalage, séquenceurs de batterie, etc. sont disponibles pour faciliter la programmation.

exécution de la logique D’échelle

généralement, avant de commencer à exécuter la logique, la CPU lit les entrées physiques liées aux modules d’E / S pour mettre à jour leur état dans la table de mémoire de la CPU. Ensuite, en commençant en haut à gauche du programme, le processeur se fraye un chemin le long du rail en exécutant chaque échelon ou sous-échelon de gauche à droite. Donc, si PB1 est enfoncé, le CPU allumera CR1., Puisque CR1 a changé d’état, dans l’Échelon 3, le CPU activera CR3. L’état normalement fermé de CR3 est utilisé dans rung 4, de sorte que le CPU désactivera alors L1.

même si nous faisons toujours référence aux bobines et aux contacts dans ladder logic, rappelez-vous qu’il s’agit de représentations de mémoire, pas de périphériques réels. Une fois que le processeur atteint le dernier échelon, il mettra à jour les sorties du monde réel, puis fera une boucle et l’exécutera à nouveau. Ce processus se poursuivra tant que le processeur est alimenté et en mode D’exécution.

le temps qu’il faut à la CPU pour exécuter une passe et revenir en boucle au début est connu sous le nom de temps de balayage., Le temps de numérisation peut être important pour les applications où le timing est critique. Des sous-Programmes et des modules d’E/S spéciaux peuvent être utilisés pour réduire le temps d’analyse si nécessaire.

La Logique Derrière L’Échelle

Jusqu’à ce que la logique peut ladder effectuer réellement? Avec la demande croissante de fonctionnalités et de facilité d’utilisation, de nombreux automates d’aujourd’hui intègrent des blocs de fonction avec une logique d’échelle. La structure du programme est toujours en échelle, les instructions les plus complexes étant des blocs de fonction. Donc, pour répondre à la question, examinons quelques exemples:

• 1., Logique booléenne: L’algèbre ON/OFF, TRUE/FALSE des systèmes binaires, dont les bases sont des opérateurs AND, OR ET NOT. Pour le dire simplement, l’échelon 5 de notre code a besoin de CR1 (C1) et CR2(C2) pour allumer le moteur M1 (Y002).
• 2. Synchronisation: les instructions de minuterie sont disponibles pour tenir compte des événements sur-retardés ou hors-retardés. Une fois déclenchée, la minuterie allumera sa sortie associée (on-delay) ou OFF (off-delay) une fois le temps défini écoulé.
• 3. Counting: les fonctions Count-up et count-down augmentent ou diminuent la valeur du compteur à chaque transition de l’entrée.
• 4., Comparaisons: des instructions de comparaison sont disponibles pour déterminer si les valeurs sont inférieures, égales ou supérieures les unes aux autres.
• 5. Mathématiques: ces instructions permettent non seulement l’addition et la soustraction simples, mais aussi pour des opérations plus complexes comme les tangentes, les racines carrées, etc.
• 6. Fonctions spéciales: il s’agit notamment des boucles PID, des instructions de communication, des registres à décalage, des séquenceurs de tambour, des générateurs de rampe, etc.

essayez un exercice

Si vous souhaitez essayer un exercice en logique d’échelle, AutomationDirect a créé un exercice de programmation pour débutants., Cet exercice a été créé pour les Boy Scouts of America pour aider à enseigner la logique d’échelle aux futurs programmeurs de PLC. Il utilise le simulateur inclus avec le logiciel de programmation Do-more Designer pour notre série Do-more PLC.

le logiciel est gratuit et vous n’avez pas besoin de matériel, alors essayez-le. Télécharger le logiciel ici et regardez la vidéo ci-dessous.