Comprendre les langages de programmation d’automate
Pour programmer un automate programmable industriel (API), il faut comprendre son cycle de fonctionnement. L’API lit les entrées (capteurs, interrupteurs), exécute le programme, puis met à jour les sorties (actionneurs, moteurs). Ce processus se répète en boucle.
Les langages automates sont standardisés par la norme CEI 61131-3. Cette norme définit deux grandes catégories de langages :
- Les langages textuels, comme la liste d’instructions (IL) et le texte structuré (ST). Ils ressemblent aux langages de programmation classiques, chaque instruction étant écrite ligne par ligne.
- Les langages graphiques, comme le Ladder Diagram (LD) et les blocs fonctionnels (FBD). Ils permettent de représenter visuellement les opérations sous forme de schémas ou de blocs logiques.
Le choix du langage dépend du type d’application et de la manière dont tu conçois tes programmes.
Avant de rentrer dans le vif du sujet peu importe quel langage tu décide de choisir : Commente ton code pour qu’il puisse être repris par un autre automaticien derrière sinon on va te maudire (Et ca vaux deux fois plus pour les langages textuels)
Langage automate graphique : les plus visuels
Les langages automate graphiques sont des langages de programmation visuels qui permettent de représenter les opérations sous forme de schémas ou de blocs. Leur principal avantage est qu’ils sont facilement lisible : ils facilitent la compréhension du programme, surtout pour les techniciens et ingénieurs habitués aux systèmes électriques ou aux processus industriels.
- Ladder Diagram (LD) : Ce langage est très apprécié des électriciens et des techniciens car il ressemble à des schémas de câblage électrique. Il représente visuellement des circuits, avec les entrées (comme des boutons poussoirs) représentées par des lignes parallèles, et les sorties sous forme de symboles comme des parenthèses.
- Function Block Diagram (FBD) : Langage graphique basé sur des blocs logiques reliés entre eux pour modéliser des fonctions de contrôle. Chaque bloc a des valeurs d’entrées et de sorties et à l’intérieur un code en ST par exemple qui actualise les sortie en fonction des entrées
- Sequential Function Chart (SFC) ou Grafcet : Ce langage est utilisé pour organiser un programme en séquences d’étapes. Chaque étape est suivie d’une transition conditionnelle qui détermine si l’on passe à l’étape suivante. Il est particulièrement adapté pour décomposer des processus complexes en étapes successives. Ce type de programmation permet une bonne visualisation de la progression.
| Langage | Utilisation | Avantages | Limites |
|---|---|---|---|
| Ladder Diagram (LD) | Logique booléenne (contacts, relais) | Facile pour les techniciens habitués aux circuits électriques. | Moins adapté aux systèmes complexes. |
| Function Block Diagram (FBD) | Contrôle continu (procédés, régulation PID) | Visuel, intuitif pour des systèmes complexes. | Peut devenir lourd pour des programmes simples. |
| Sequential Function Chart (SFC) | Processus séquentiels (systèmes à étapes) | Vue claire de chaque étape du processus. | Moins flexible pour des applications non séquentielles. |
langage automate textuel : les plus flexibles
Contrairement aux langages graphiques, les langages textuels reposent sur une syntaxe écrite, proche des langages de programmation classiques. Ils permettent de structurer le code avec des instructions précises et des commandes complexes. Leur principal avantage est la flexibilité : ils sont particulièrement adaptés aux calculs avancés, aux traitements de données et aux logiques plus complexes
- Liste d’instructions (IL) :Langage bas niveau, proche de l’assembleur, où chaque instruction est écrite ligne par ligne.Il est simple mais demande une bonne connaissance du code et de la syntaxe. Les instructions sont évaluées ligne par ligne, et le programme vérifie en boucle les conditions (par exemple, si un bouton est appuyé ou non) pour déclencher des actions. C’est un langage qui a longtemps été utilisé dans l’industrie, mais beaucoup moins maintenant.
- Texte structuré (ST) – : Langage de programmation de haut niveau, similaire aux langages de programmation classique comme le C. Il est de plus en plus utilisé dans l’industrie parce que c’est le plus flexible. Il est très utile pour des systèmes complexes où la logique ne peut pas être représentée par de manière séquentielle.
| Langage | Utilisation | Avantages | Inconvénients |
|---|---|---|---|
| Liste d’instructions (IL) | Logiques simples, algèbre booléenne, opérations répétitives basiques. | Très précis et identifiable ligne par ligne. Adapté aux tâches simples. | Moins lisible, peu flexible pour des systèmes complexes. |
| Literal structuré (ST) | Automates nécessitant des boucles, calculs, conditions complexes. | Flexible, idéal pour des calculs et logiques avancés. Permet des structures conditionnelles élaborées. | Nécessite une bonne connaissance de la programmation textuelle. Peut devenir difficile à lire sans une bonne structure. |
Interopérabilité entre langages automates
Quand tu programmes un automate, tu n’es pas obligé de choisir un seul langage. Les plateformes comme TIA Portal (Siemens), Studio 5000 (Rockwell) ou Codesys te permettent de combiner plusieurs langages dans le même projet. Par exemple, tu peux :
- Gérer la logique booléenne avec du Ladder pour avoir une vue claire des contacts et relais.
- Utiliser du Texte structuré (ST) pour les parties plus complexes, comme des boucles, des calculs mathématiques ou des conditions imbriquées.
- Créer un bloc fonctionnel ou tu personnalise la fonction du bloc en codant en ST et en déclarant des variables d’entrée et de sortie
Cette approche te permet d’adapter le langage au besoin spécifique de chaque partie du programme.
Normes et plateformes logicielles
Le choix du langage peut aussi être influencé par l’environnement de développement que tu utilises. Si tu travailles avec un API Siemens, tu vas probablement utiliser TIA Portal. Pareil avec Rockwell Automation et son Studio 5000.
Certaines plateformes sont aussi plus optimisées pour certains langages. Par exemple, si tu travailles principalement en Ladder, tu auras peut-être une meilleure prise en charge sur Studio 5000. À l’inverse, TIA Portal pourrait être plus pratique si tu utilises beaucoup de Texte structuré. Avant de démarrer un projet, pense à vérifier quelles options sont disponibles pour ton automate et choisis la plateforme qui te simplifiera la vie.
Quel langage automate choisir pour son projet
Choisir le bon langage pour programmer un automate dépend vraiment de ton projet et de ton niveau. Le Ladder marche bien pour la logique booléenne, surtout si tu es habitué aux schémas électriques de commande, tu comprendra très vite la logique. Le FBD est top pour les systèmes complexes, notamment avec des régulations comme les boucles PID et te permet de standardisé des blocs fonctions. Si tu bosses sur des processus séquentiels, le SFC ou le GRAFCET (même s’il est un peu dépassé aujourd’hui) peuvent être pratiques.
Côté langages textuels, la Liste d’instructions fait le boulot pour des tâches simples, mais pour des choses plus avancées, le Texte structuré est beaucoup plus flexible et puissant. Il te permet de gérer des calculs et des conditions complexes.
En résumé, le bon choix dépend de tes besoins. L’important, c’est de connaître ton langage et de structurer ton programme pour qu’il soit efficace et facile à modifier.
