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シーケンス制御とは:電気設備の基礎知識2

電気設備の基礎知識

更新日:2019年1月17日(初回投稿)
著者:有限会社テクノツー 代表取締役 磯野 信雄

前回は、電気設備の役割や工場で用いられる電気設備の種類を取り上げました。電気設備の制御方法には、シーケンス制御とフィードバック制御があります。今回は、シーケンス制御や、電気図記号、シーケンス図の書き方を説明します。7種類の有接点リレー回路を確認しながら、シーケンス回路の基本機能を理解しましょう。

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1. シーケンス制御

電気設備で用いられる制御方法の一つに、シーケンス制御があります。シーケンス制御は、機械や電気設備を決められた手順に沿って動作・停止させる制御方法です。シーケンス制御の対となるフィードバック制御は、結果と目標値の差分を計測し、差分が少なくなるように機械や電気設備を動作させます。シーケンス制御は、制御装置の種類によって、有接点リレー方式、無接点リレー方式、プログラム内蔵方式の3つに分類されます。

1:有接点リレー方式

有接点リレー方式は、リレー(電気回路のON・OFFや切り替えを行う部品)やタイマの接点部が実際に動くことで、電気回路のON・OFFや電気回路を切り替える方式です。リレーシーケンスとも呼ばれます。接点にはa接点、b接点、c接点があります。押しボタンスイッチを例に説明します。

a接点
a接点の押しボタンスイッチは、押しボタンを押すと接点が閉じ、ボタンを放すと接点が開きます(図1)。メーク接点(Arbeit Contact)とも呼ばれます。

図1:a接点の押しボタンスイッチ

図1:a接点の押しボタンスイッチ

b接点
b接点の押しボタンスイッチは、押しボタンを押すと接点が開き、ボタンを放すと接点が閉じます(図2)。ブレイク接点(Break Contact)とも呼ばれます。

図2:b接点の押しボタンスイッチ

図2:b接点の押しボタンスイッチ

c接点
c接点は、a接点とb接点を組み合わせた接点のことです。NO(常開:Normally-Open)端子・NC(常閉:Normally-Close)端子と1つのCOM(共通:Common)接点を持ちます(図3)。電流を流すことでNO端子とNC端子を切り替えることができます。NO端子とCOM端子がつながるとa接点、NC端子とCOM端子がつながるとb接点になります。トランスファ接点(Changeover Contact)とも呼ばれます。

図3:c接点

図3:c接点

2:無接点リレー方式

無接点リレー方式は、リレーやタイマが物理的な接点を持たない制御方式です。トランジスタやICなどの半導体や電子部品で制御を行い、有接点リレー方式のような可動部はありません。ロジックシーケンスとも呼ばれます。

3:プログラム内蔵方式

プログラム内蔵方式は、シーケンス制御専用のマイクロコンピュータを利用した制御装置(プログラマブルコントローラ)を用いて制御する方式です。使用頻度が高く、ラダー図などによく用いられています。

2. 電気図記号とは

電気図記号は、電気回路図を書く時に使う記号で、シーケンス制御の回路を示す際にも用いられます。シーケンス制御で使用する図記号には、系列1と系列2があります。系列1は、IEC60617 電気用図記号と、JIS C 0617 電気用図記号に記されている図記号です。国際電気標準会議(IEC)は、電気工学や電子工学などの技術に関連した国際規格を開発している組織で、現在は系列1を用いることがほとんどです。系列2は旧JIS C 0301-1990 電気用図記号に記されていた記号です。JIS C 0301-1990は廃止された規格ですが、一部の回路で使用されていることがあります。図4に、シーケンス制御回路でよく用いる電気図記号をまとめました。

図4:シーケンス制御で用いる電気図記号

図4:シーケンス制御で用いる電気図記号

3. シーケンス図の書き方

代表的な有接点リレー回路を用いて、電気図記号によるシーケンス図の書き方を解説します。有接点リレー回路はシーケンス回路の中でも基本であり、シーケンス制御回路を構成するときに多く利用されています。有接点リレー回路を理解することで、回路の基本機能を理解することができます。7種類の有接点リレー回路を解説します。

なお、シーケンス図には縦書きと横書きがあります。どちらの書き方でも問題はなく、職場内で統一するなどルールを定めておきましょう。今回は、縦書きで説明します。

1:AND回路

AND回路は、複数の接点が閉じることで動作を行う回路のことです(図5)。この回路では、BS1とBS2の2つの押しボタンスイッチが直列に接続されています。どちらか一方が開いていると、リレーRは動作しません。両方が閉じることで、リレーRが動作しRaが接続して、緑ランプGLが点灯します。

図5:AND回路

図5:AND回路

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