Ladder logic

À propos des diagrammes Ladder logic

Le ladder logic (logique à contacts) est le langage de programmation graphique utilisé pour décrire les programmes de contrôle dans les automates programmables industriels (API) — les ordinateurs industriels qui pilotent l'automatisation d'usine, les systèmes CVC, les lignes de convoyeurs et les équipements de process dans le monde entier. Le nom vient de l'apparence du diagramme : deux rails d'alimentation verticaux connectés par des barreaux horizontaux, chaque barreau exprimant une règle condition-action. Les électriciens et les ingénieurs en automatisme l'ont adopté parce qu'il reflète les schémas de contacts à relais qu'ils connaissaient déjà.

Schematex suit la norme IEC 61131-3:2013, le standard international pour les langages de programmation d'API, avec les conventions de nommage d'adresses de tag Allen-Bradley (Rockwell) courantes dans la pratique industrielle nord-américaine. Cette page documente ce que le parseur accepte aujourd'hui.

1. Votre premier diagramme ladder

Le programme ladder minimal utile : un barreau, deux contacts, une bobine.

Quatre règles couvrent 80 % des usages :

1. Commencer par ladder, suivi optionnellement d'un titre entre guillemets.
2. Chaque barreau commence par rung N "commentaire optionnel": sur sa propre ligne. Le deux-points en fin de ligne est optionnel.
3. Les éléments sont listés un par ligne, indentés sous le barreau — de gauche à droite signifie série (logique ET).
4. Un bloc parallel: / branch: introduit la logique OU. Chaque branche contient sa propre liste d'éléments.

Les commentaires peuvent commencer par #, // ou le style Mermaid %% sur leur propre ligne.

2. Contacts

Les contacts représentent des conditions d'entrée — ils laissent passer le courant lorsque le bit associé correspond au type de contact.

Syntaxe :

XIC(tag)
XIC(tag, "address")
XIC(tag, "address", name="Description")
XIC(tag, address="address", name="Description")

• tag — obligatoire. Le nom de tag API (affiché sous le symbole de contact).
• "address" — deuxième argument positionnel optionnel. L'adresse E/S (ex. "IN 1.0", "BIT 3.1").
• name="…" — argument clé-valeur optionnel. Description lisible par l'homme (affichée au-dessus du symbole).

3. Bobines

Les bobines représentent des actions de sortie — elles agissent sur un bit de tag lorsque le barreau est alimenté.

Syntaxe : identique aux contacts — OTE(tag), OTE(tag, "address"), OTE(tag, "address", name="…").

OTL et OTU sont utilisés en paires pour construire des bascules Set/Reset. Le dernier barreau à écrire l'emporte.

4. Blocs fonctionnels

Les blocs fonctionnels effectuent des opérations de minuterie, de compteur, de mathématique et de comparaison. Ils apparaissent en ligne dans un barreau et ont des paramètres nommés après l'argument de tag obligatoire.

4.1 Minuteries

TON(timer_tag, PT=5000)

Le tag de minuterie stocke le temps écoulé. Le bit Q de la minuterie (sortie terminée) est accessible par nom de tag dans les contacts en aval.

4.2 Compteurs

CTU(cycle_counter, PV=100)

4.3 Mathématiques

ADD(result_tag, IN1=setpoint, IN2=offset)
MOV(dest_tag, IN1=source_tag)

4.4 Comparaisons

EQU(compare_tag, IN1=speed_actual, IN2=speed_setpoint)

5. Branches parallèles

Un bloc parallel: introduit la logique OU — le barreau est alimenté si au moins une branche conduit. Chaque branche est un sous-bloc branch: avec ses éléments indentés en dessous.

parallel:
  branch:
    XIC(LOCAL_START)
  branch:
    XIC(REMOTE_START)

Les branches dans un parallel: sont évaluées simultanément. Le bloc se ferme quand l'indentation revient au niveau précédant le parallel:.

Règles :

• parallel: doit apparaître à l'intérieur d'un barreau.
• branch: doit apparaître à l'intérieur d'un parallel: — l'utiliser seul génère une LadderParseError.
• Chaque branche contient un ou plusieurs éléments.
• Les éléments après le bloc parallel: sont en série avec lui (logique ET).

6. Labels et commentaires

• Titre : ladder "Motor Control" — première ligne uniquement, chaîne entre guillemets.
• Numéro de barreau : entier obligatoire après rung.
• Commentaire de barreau : chaîne entre guillemets optionnelle après le numéro de barreau, avant le deux-points optionnel : rung 3 "Run indicator": ou rung 3 "Run indicator".
• Tag : premier argument entre parenthèses — affiché sous le symbole.
• Adresse : deuxième argument positionnel (entre guillemets) : XIC(START_PB, "IN 1.0").
• Nom : argument nommé name="…" — description lisible par l'homme affichée au-dessus du symbole.
• Commentaires de ligne : #, // ou %% au début d'une ligne (après les espaces initiaux). Les mêmes marqueurs démarrent également des commentaires en fin de ligne.

7. Mots réservés et échappement

Réservés en début de ligne (insensibles à la casse) : ladder, rung, parallel:, branch:.

Noms d'éléments en ASCII majuscules : XIC, XIO, ONS, OSF, OTE, OTL, OTU, OTN, TON, TOFF, TP, CTU, CTD, CTUD, ADD, SUB, MUL, DIV, MOV, EQU, NEQ, GRT, LES, GEQ, LEQ.

IDs de tag — doivent correspondre à [A-Z][A-Z0-9_]* (le parseur fait correspondre [A-Z][A-Z0-9_]* pour le préfixe du nom d'élément). Les tags en minuscules sont acceptés à l'intérieur des parenthèses.

Chaînes entre guillemets dans les arguments d'adresse ou de nom doivent utiliser des guillemets doubles "…".

8. Erreurs courantes

9. Grammaire (EBNF)

document      = header NEWLINE rung+

header        = "ladder" ( WS quoted-string )? NEWLINE
quoted-string = '"' any-char-but-quote* '"'

rung          = "rung" WS integer ( WS quoted-string )? ":"? NEWLINE
                  element+

element       = contact-line
              | coil-line
              | fb-line
              | parallel-block

contact-line  = contact-type "(" tag ( "," arg )* ")" NEWLINE
contact-type  = "XIC" | "XIO" | "ONS" | "OSF"

coil-line     = coil-type "(" tag ( "," arg )* ")" NEWLINE
coil-type     = "OTE" | "OTL" | "OTU" | "OTN" | "RES"

fb-line       = fb-type "(" tag ( "," arg )* ")" NEWLINE
fb-type       = "TON" | "TOFF" | "TP"
              | "CTU" | "CTD" | "CTUD"
              | "ADD" | "SUB" | "MUL" | "DIV" | "MOV"
              | "EQU" | "NEQ" | "GRT" | "LES" | "GEQ" | "LEQ"

arg           = quoted-string             // positional (address)
              | key "=" quoted-string     // keyword (e.g. name="…")
              | key "=" number            // keyword (e.g. PT=5000)

parallel-block = INDENT≥2 "parallel:" NEWLINE
                   ( INDENT branch-block )+

branch-block   = "branch:" NEWLINE
                   ( INDENT element )+

tag           = [A-Za-z][A-Za-z0-9_]*
key           = [A-Za-z][A-Za-z0-9_]*
integer       = [0-9]+
number        = [0-9]+ ( "." [0-9]+ )?
comment       = ( "#" | "//" | "%%" ) any NEWLINE

Source faisant autorité : src/diagrams/ladder/parser.ts. En cas de divergence avec le parseur, le parseur prévaut — veuillez ouvrir un ticket.

10. Conformité aux normes

La logique ladder Schematex suit la norme IEC 61131-3:2013 partie 3 pour le langage Ladder Diagram et utilise les conventions de nommage tag-adresse Allen-Bradley (Rockwell) courantes dans la pratique API nord-américaine.

Ce qui est implémenté aujourd'hui :

• ✅ Quatre types de contacts : XIC (NO), XIO (NC), ONS (front montant), OSF (front descendant)
• ✅ Cinq types de bobines : OTE (sortie), OTL (verrouillage/set), OTU (déverrouillage/reset), OTN (négation), RES (remise à zéro compteur/minuterie)
• ✅ Trois blocs fonctionnels de minuterie : TON, TOFF, TP avec paramètre PT= en millisecondes
• ✅ Trois blocs fonctionnels de compteur : CTU, CTD, CTUD avec paramètre entier PV=
• ✅ Blocs fonctionnels mathématiques : ADD, SUB, MUL, DIV, MOV
• ✅ Blocs fonctionnels de comparaison : EQU, NEQ, GRT, LES, GEQ, LEQ
• ✅ Blocs parallèles / de branche pour la logique OU
• ✅ Annotations de tag, d'adresse et de nom selon les conventions Allen-Bradley Studio 5000
• ⏳ Minuterie à mémorisation (RTO) — dans la norme ; pas encore dans le parseur
• ⏳ Instructions Jump (JMP) / Label (LBL)
• ⏳ Zone de contrôle maître reset (MCR)
• ⏳ Instructions E/S immédiates (IIN, IOT)
• ⏳ Éléments de texte structuré ou de diagramme bloc fonctionnel intégrés dans les barreaux

Références :

• IEC 61131-3:2013 — Programmable controllers, Part 3: Programming languages
• NEMA ICS 1-2009 — General Standards for Industrial Control and Systems
• Rockwell Automation Studio 5000 Logix Designer — Ladder Diagram Programming Manual

11. Exemples connexes

12. Feuille de route

Prévu — pas encore analysable. Ne pas utiliser dans un DSL généré aujourd'hui ; le parseur les rejettera ou les ignorera.

• Retentive Timer On (RTO) — minuterie qui conserve le temps écoulé en cas de coupure d'alimentation ; nécessite un contact de remise à zéro séparé.
• Jump (JMP) / Label (LBL) — branchement vers un barreau étiqueté pour ignorer de la logique conditionnellement ; utilisé dans les grands programmes pour les performances.
• Zone de contrôle maître reset (MCR) — zone délimitée qui désactive toutes les sorties non mémorisées quand l'entrée MCR est fausse.
• Texte structuré dans les barreaux — évaluation d'expression en ligne (ex., CALC(result = a * b + c)).
• E/S immédiates (IIN / IOT) — forcer le scan E/S en milieu de programme pour le contrôle à temps critique.

Suivre dans les tickets GitHub si vous avez besoin de l'un de ces éléments plus tôt.