Diagrammes « Ladder »

Les schémas à contacts sont des schémas spécialisés couramment utilisés pour documenter les systèmes de logique de commande industrielle.

On les appelle schémas en « échelle » car ils ressemblent à une échelle, avec deux rails verticaux (alimentation électrique) et autant de « barreaux » (lignes horizontales) qu'il y a de circuits de commande à représenter.

Si nous voulions dessiner un schéma à contacts simple montrant une lampe contrôlée par un interrupteur manuel, cela ressemblerait à ceci :

Le "L₁ » et « L₂ Les désignations ” se réfèrent aux deux pôles d'une alimentation 120 VAC, sauf indication contraire. L₁ est le conducteur « chaud », et L₂ est le conducteur mis à la terre (« neutre »).

Ces désignations n'ont rien à voir avec les inducteurs, juste pour rendre les choses confuses. Le transformateur ou le générateur alimentant ce circuit est omis par souci de simplicité. En réalité, le circuit ressemble à ceci :

Généralement dans les circuits logiques de relais industriels, mais pas toujours, la tension de fonctionnement des contacts de commutation et des bobines de relais sera de 120 volts CA.

Les systèmes CA à basse tension et même CC sont parfois construits et documentés selon des schémas en « échelle » :

Tant que les contacts de commutation et les bobines de relais sont tous correctement évalués, le niveau de tension choisi pour le système n'a pas vraiment d'importance.

Importance des numéros d'équipotentielles dans un circuit

Notez le numéro « 1 » sur le fil entre l'interrupteur et la lampe. Dans le monde réel, ce fil serait étiqueté avec ce numéro, à l'aide d'étiquettes thermorétractables ou adhésives, partout où il serait pratique de l'identifier.

Les fils menant au commutateur seraient étiquetés « L₁ » et « 1 », respectivement. Les fils menant à la lampe seraient étiquetés « 1 » et « L₂ ”, respectivement.

Ces numéros d'équipotentielles facilitent le montage et la maintenance. Chaque conducteur a son propre numéro de fil unique pour le système de contrôle dans lequel il est utilisé.

Les numéros d'équipotentielles ne changent à aucune jonction ou nœud, même si la taille, la couleur ou la longueur des fils entrent ou sortent d'un point de connexion.

Bien sûr, il est préférable de conserver des couleurs de fil cohérentes, mais ce n'est pas toujours pratique. Ce qui compte, c'est que n'importe quel point électriquement continu d'un circuit de commande possède le même numéro d'équipotentielle.

Prenez cette section de circuit, par exemple, avec le fil n° 25 en tant qu'enfilage de point unique et électriquement continu vers de nombreux appareils différents :

Emplacement approprié des éléments dans un schéma à contacts

Dans les schémas à contacts, le dispositif de charge (lampe, bobine de relais, bobine de solénoïde, etc.) est presque toujours dessiné à droite de l'échelon.

Bien qu'il n'y ait pas d'importance électrique où se trouve la bobine de relais dans l'échelon, il importe de savoir quelle extrémité de l'alimentation électrique de l'échelle est mise à la terre, pour un fonctionnement fiable.

Prenons par exemple ce circuit :

Ici, la lampe (charge) est située sur le côté droit de l'échelon, de même que la connexion à la terre pour la source d'alimentation.

Ce n'est pas un accident ou une coïncidence; il s'agit plutôt d'un élément utile des bonnes pratiques de conception.

Supposons que le fil n° 1 entre accidentellement en contact avec la terre, l'isolation de ce fil ayant été frottée de sorte que le conducteur nu entre en contact avec un conduit métallique mis à la terre.

Notre circuit fonctionnerait maintenant comme ceci :

Avec les deux côtés de la lampe connectés à la terre, la lampe sera "court-circuitée" et incapable de recevoir de l'énergie pour s'allumer.

Si l'interrupteur se fermait, il y aurait un court-circuit, faisant immédiatement sauter le fusible.

Cependant, considérez ce qui arriverait au circuit avec le même défaut (fil #1 entrant en contact avec la terre), sauf que cette fois nous allons échanger les positions de l'interrupteur et du fusible (L₂ est toujours mis à la terre) :

Cette fois, la mise à la terre accidentelle du fil n°1 forcera l'alimentation de la lampe tandis que l'interrupteur n'aura aucun effet.

Il est beaucoup plus sûr d'avoir un système qui fait sauter un fusible en cas de défaut à la terre que d'avoir un système qui alimente de manière incontrôlable des lampes, des relais ou des solénoïdes en cas de même défaut.

Pour cette raison, la ou les charges doivent toujours être situées le plus près du conducteur d'alimentation mis à la terre dans le schéma à contacts.

AVIS :

• Les schémas à contacts (parfois appelés « logique à contacts ») sont un type de notation et de symbologie électriques fréquemment utilisés pour illustrer la manière dont les commutateurs et les relais électromécaniques sont interconnectés.
• Les deux lignes verticales sont appelées « rails » et se fixent aux pôles opposés d'une alimentation électrique, généralement 120 volts CA. L₁ désigne le fil AC « chaud » et L₂ le conducteur « neutre » (mis à la terre).
• Les lignes horizontales d'un schéma à contacts sont appelées « échelons », chacune représentant une branche de circuit parallèle unique entre les pôles de l'alimentation.
• Généralement, les fils des systèmes de contrôle sont marqués de chiffres et/ou de lettres à des fins d'identification. La règle est que tous les points connectés en permanence (électriquement communs) doivent porter la même étiquette.

FICHES DE TRAVAIL CONNEXES :

• Fiche de travail sur la logique des relais électromécaniques
• Fiche de travail sur les circuits de commande de moteur à courant alternatif