LAD (Ladder Diagram) – co to?

LAD (Ladder Diagram) to graficzny język programowania sterowników PLC, którego schemat wizualnie przypomina drabinkę: po lewej i prawej stronie biegną pionowe “szyny”, a między nimi rozmieszczone są poziome “szczeble” zawierające warunki logiczne i akcje. Używa się go głównie w automatyce przemysłowej do sterowania maszynami, przekaźnikami, silnikami oraz sygnałami wejść i wyjść.

LAD jest jednym z pięciu oficjalnych języków PLC zdefiniowanych w normie IEC 61131-3 i jednocześnie najczęściej stosowanym językiem w polskim i europejskim przemyśle.

Jak działa LAD – zasada działania

Każdy “szczebel” drabinki (ang. rung) to jeden warunek logiczny połączony z akcją wyjściową. PLC skanuje drabinkę od lewej do prawej, od góry do dołu, i dla każdego szczebla sprawdza, czy warunek jest spełniony:

• Styk NO (Normally Open) – warunek jest spełniony, gdy sygnał wejściowy wynosi 1 (logika cewki przekaźnikowej: styk domyślnie otwarty)
• Styk NC (Normally Closed) – warunek jest spełniony, gdy sygnał wejściowy wynosi 0 (styk domyślnie zamknięty)
• Cewka wyjściowa – jeśli cały szczebel jest “przewodzący” (warunek spełniony), PLC ustawia przypisane wyjście na 1

Jeśli choć jeden element w szeregu przerywa przepływ logiczny, cewka na tym szczeblu nie zostaje aktywowana.

Uproszczony przykład:

|—[START]—[/STOP]—( SILNIK )—-|

Znaczenie: jeśli przycisk START jest naciśnięty ORAZ przycisk STOP nie jest naciśnięty, załącz wyjście SILNIK.

Najważniejsze cechy LAD

• Graficzna reprezentacja logiki – czytelna bez znajomości języków tekstowych
• Bezpośrednie odwzorowanie schematów przekaźnikowych stosowanych przed erą PLC
• Obsługa styków NO/NC, cewek, timerów, liczników i bloków funkcyjnych
• Pełna zgodność z normą IEC 61131-3
• Natychmiastowy podgląd stanu w trybie online (monitoring przepływu sygnału w czasie rzeczywistym)

Dlaczego LAD jest tak popularny?

LAD powstał jako odpowiedź na potrzeby elektryków i automatyków, którzy wcześniej projektowali układy sterowania na schematach przekaźnikowych. Dla nich przejście na PLC było intuicyjne – te same styki, te same cewki, ta sama logika, tylko zapisana cyfrowo zamiast w okablowaniu.

Dlatego LAD dominuje szczególnie tam, gdzie:

• Logika sterowania jest sekwencyjna i dyskretna (włącz/wyłącz, tak/nie)
• Zespół techniczny wywodzi się z elektrotechniki, a nie programowania
• Wymagany jest szybki odczyt i diagnoza programu podczas awarii
• Pracuje się z maszynami starszej generacji z zachowaną dokumentacją w postaci schematów przekaźnikowych

LAD a inne języki PLC

LAD jest optymalnym wyborem dla układów binarnych (I/O cyfrowe). Jeśli program wymaga obliczeń matematycznych lub złożonych algorytmów, często łączy się go z ST lub FBD w obrębie jednego projektu w TIA Portal.

Przykłady zastosowań LAD w przemyśle

• Sterowanie linią transportową: taśmociąg uruchamia się po naciśnięciu START i zatrzymuje po wykryciu przez czujnik końca partii
• Blokada bezpieczeństwa: silnik nie może się uruchomić, jeśli osłona maszyny jest otwarta (sygnał NC z czujnika)
• Układ samopodtrzymania (self-holding): przycisk START uruchamia silnik, który utrzymuje się w ruchu do czasu naciśnięcia STOP
• Sekwencja startowa: pompa chłodnicza musi być aktywna przed uruchomieniem sprężarki
• Sterowanie zaworem z timerami: zawór otwiera się na 5 sekund, a potem automatycznie się zamyka

Naucz się programować PLC w LAD

Akademia dla Przemysłu prowadzi kursy programowania sterowników Siemens SIMATIC S7-1200 w środowisku TIA Portal, gdzie LAD jest podstawowym językiem nauczania.

• Kurs PLC poziom 1 – Siemens S7-1200 w TIA Portal
• Kurs PLC poziom 2 – zaawansowane programowanie
• Wszystkie kursy z kategorii PLC