gc2S4;SRLOj' - Nikkan

機械装置を制御するコントローラとしてPLC(PrograrruTlable Logic Controller,別名シーケンサま

たはプログラマブルコントローラ)が利用されています｡ pLCは特に順序制御を行う生産設備機械

のメインコントローラとして非常に高い頻度で導入されています｡

pLCで使われる言語はラダー国と呼ばれる､リレー制御回路をソフトウエアで構成できるように

したプログラム言語です｡

pLCの入力ユニットには制御に使うスイッチやセンサなどの入力機器から出される信号を接続

し､ pLCの出力ユニットにはランプや電磁リレー､ソレノイドバルブなどの出力機器を接続します｡

どんな入力が入ったときにどの出力を動作させるかといった制御部分は､ PLCのメモリに書き込

むプログラムによって自由につくることができます｡

たとえば､入力スイッチをpLCの入力Ⅹ01番につないでランプをpLCの出力番号yO2番につなぎ､

図1のようなプログラムをつくって実行すると､入力スイッチをoNしたときにランプが点灯する

ようになります｡

図1　ラダー図

このプログラムはラダー図と呼ばれ､ pLCの入出力をリレー回路の考え方を使って制御できるよ

うにしたものです｡

PLCは､もともとリレー回路をソフトウエアで置き替えることを目的に開発された制御機器です

から､ラダー図上でも表1の3つのリレー回路のシンボルがそのまま使えるようにできています｡

表1リレー回路のシンボル

名称 ��ﾘ鳧､ｩ�ｩ5��常時閉接点 �8ｨ8ﾈ�ｸ5(488ｲ�(a接点) 中)�ｩ5��(励磁すると接点の状態が切り換わる)

シンボル 俶�6r�ヰト 綴8�ｲ�

PLCには､このラダー図でつくったプログラムをメモリ上に記憶して実行する機能があります｡

プログラムに関しては､各pLCメーカーから提供されているプログラム作成用のソフトウエアを

使ってラダー図をつくってPLCメモリに転送できるので､ラダー図を描くことができるようにな

れば､ pLCのプログラミングができることになります｡

2　　第1章　知っておきたいシーケンス制御プログラムの基礎知識

萄DC電

声a接点 剳¥示灯 (sL1)

b接点 汚

SWISW2 � Ro; LijLiJ Ro RoDC24V ノ-SL十

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(電気回路図｣lS系列2)

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(電気回路図｣lS系列1)

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pLCは､マイクロコンピュータ応用機器で､内部構造はマイクロコンピュータに準じていると考

えてよいでしょうOpLCには､機械制御に適したpLC基本ソフトウエアがシステムメモリに書き込

まれpLC独特の演算を行うようになっています○図1はPLCの構造を模式的に示したものですo

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図1PLCの構造の模式図

PLCの基本ソフトウエアが実行されると､Ⅰ/oエリアのデータを読み込み､ユーザプログラムメ

モリのプログラムを順次演算して､演算結果に従ってメモリの内容を書き替えたり､Ⅰ/0の状態を

変化させます○写真1にPLCの実物の例を示します○

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写真1 PLCの一例(三菱電機製Aシリーズ)

4　　第1章　知っておきたいシーケンス制御プログラムの基礎知識

pLC入力ユニットの入力端子に外部機器の接点を接続すると､その信号がPLCに取り込まれてプ

ログラム中の入力リレーの状態が変化します｡

PLC入力

ユニットプロクラム内で使う

仮想入力リレー

SWoがONすると仮想入力

リレー×0のコイルがON状

態になります｡

すると､プロクラム中に×0

の接点johがあると､こ

れが導通状態になります｡

図1　入力ユニットと仮想入力リレー

入力リレーの状態の変化は､図1のように入力端子に仮想的に入力リレーコイルが接続されてい

ると考えるとわかり易くなります｡この人カリレーは､人力端子に取り付けたスイッチがON/′

oFFするとそれに同期してコイルがON/OFFするので､スイッチの動作がそのまま仮想入力リレーの動作に置き換わることになります｡

したがって､プログラム中のioLという接点はスイッチSW｡と同じ動作をすると考えればよい

ことになります｡

本書では､入力リレーにはリレー番号に頭文字のⅩを付けて表現します｡表記方法によっては

ⅩooをⅩ0､ Ⅹ01をⅩ1などと書くことがありますが､数がかわらなければ同じリレーを意味します｡

入力ユニットの入力端子の特性と､入力機器の出力段回路によって接続の方法が異なります｡図2

にDC入力タイプのいくつかの接続例を示します｡

5

図2　入力機器の接続方法

図1の例にあるように, PLC出力ユニットの出力端子にはランプやリレー,アクチュエータなど

を接続します｡出力ユニットの端子番号と同じ番号の出力リレーコイルが､プログラム上で操作で

きるようになっています｡このコイルがON状態になると､同じ番号の出力端子とcoM間が導通

状態になります｡

図1　接点タイプの出力ユニットの例

出力ユニットの出力端子の特性によって､その端子で制御できる電圧や電流,極性などが変わっ

てきます｡図2に示すように出力端子には､リレー接点タイプ､トランジスタタイプなどいくつか

のタイプがあります｡本書では出力リレーには､リレー番号に頭文字のYをつけて表現します｡表

記方法によってはylOとyOIO､あるいはylとyolのように数字の桁数が異なるものがありますが

リレー番号がかわらないので同じリレーを意味します｡

"YOO 劔 �� 葡�����:BﾚH��ｩ�ﾒ�兩{汝､. ��YO COM 劔0■.~､..浴:≡ 剪�Too:㌔-3包､′.渉∴､`

㊨ COM㌔ 劔僂O 刧�.2≡…黛 M- 劍繒� 劔偖ﾈv��h��x��

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図2　出力機器のの接続方法

6　　第1章　知っておきたいシーケンス制御プログラムの基礎知識

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図1　人カユニットと出力ユニット

(1)入力リレーは入力リレーコイルでイ

メージするスイッチと電源を入力ユニットの入力端子に接

続すると､ pLC内部の入力リレーをON/OFFで

きるようになります｡

これは入力ユニットの入力端子のなかには､仮

想的に入力リレーのリレーコイルが図1(C)のよう

に接続されていると考えるとよいでしょう｡入力

端子番号Ⅹ00には､ Ⅹ00という名称のリレーコイ

ルがあるとすると､図1(b)のように配線して入力

スイッチ1を押したときにⅩ00のリレーコイルが

励起されることになります｡すると､プログラム

のなかで使われているそのリレーコイルの接

点胤は入力スイッチ1が押されたときに閉じ

ることになります｡

このように入力リレーコイルは接続されている

外部入力機器の状態によってON/OFFするもの

プログラムではON/OFFできません｡入力

ノレ-の動作イメージを図2に示します｡

(ⅩoとⅩ00は同じリレーをさしています｡)

図2　人カリレーの動作

ア

(2)出力端子はリレー接

点でイメージするpLCの出力端子の動作を説

明するために､まずプログラ

ム中で使う出力リレーと同じ

番号のリレーコイル(例⑳)

があると仮定しましょう｡そ

して､図1(e)のように､その

リレーコイルの接点(._.Led-)

の片側がPLC出力ユニットの

出力端子に､反対側がCOM

端子に接続されているとしま

す｡

このリレーコイル(⑳)と

同じ番号の出力リレーYIOが

図3①のようなpLCのラダー

プログラムでONの状態にな

ると､ ⑳のリレーコイルが

励起してその接点(一札)

が閉じるような仕組みになっ

ています｡このようにして

pLCの出力端子に接続されて

いる出力機器をプログラムで

制御できるようになっていま

す｡

したがって､図1(d)の例で

は､ YIOがONすると､ラン

プ1が点灯することになりま

す｡

写真1には実物のPLCの例

を示します｡

図3　出力リレーの動作

写真1 PLCの一例(oMRON製Cシリーズ)

β　第1章　知っておきたいシーケンス制御プログラムの基礎知識

pLCのプログラムで使用するリレーは入力リレーと出力リレーだけでなく､複雑なプログラム構

造に対応するために､補助的に利用できるリレーが用意されています｡この補助的なリレーは､入

出力リレーのような外部機器との接続をするためのものではなく､プログラムのなかだけで使用さ

れるもので､ PLC内部に仮想的につくられているリレーという意味で､補助リレーとか仮想リレー

あるいは内部リレーと呼ばれています｡ここでは内部リレーと呼ぶことにします｡

内部リレーを表わす番号として､本書ではリレーの頭文字にMをつけたもので表現します｡リレー番号はMOO､ MOl､ MO2､ MO3(MO､ Ml､ M2､ M3と記述してもかまいません｡添字の番号が同

じであれば､同じリレーを意味します)のようになります｡この内部リレーは､プログラムのなか

で自由に使うことができます｡

たとえば､図1の例では(1)と(2)のプログラムを実行したときの出力リレーの動作は同じになりま

す｡これは単なる置き換えの例ですが､この内部リレーを上手に使ってプログラミングすることで

わかり易く豊かな表現力をもつプログラムをつくることができるようになります｡

9

pLCの入出力ユニットの内部回路は図1にその例を示すように､複雑な構造になっています｡と

ころが本書で扱うようなごく一般的なpLCの制御プログラムをつくるときには､入出力の各ビッ

トが外部機器のどの信号に接続されているかがわかる電気回路図があれば充分です｡

･凍郭機器 峯�ﾄ8ﾅ韭笋｢｢｢�劔刳O部機器

押ボタンスイッチ ･S鮎.■表帖.去. S聯2-⊥ �?ﾉ|ﾘ8h6ｨ6(6xﾅ韭筧ｿい�冪Le/ CPU 型式..千 伜ﾒ�出力ユニット型式*** 冱L髄監町 ･Rl2.リレーRほ 入力端子 ���ﾈ6ｨ6(6y>�(ｩl�燃�劍�|ﾘ8h6ｨ6(6y>�YH��р��出力端子

io X1 X.2 X3 ��刄C 7 傚X��H*ｸ���辻�6ﾙuｲﾒ�4x485��984騏ｸ�xｨ-�ﾂ�Y十o+ Yll- Y1-2 Y13

∈無痛プ �45����7H4h485��ｸ��ﾘ6ﾓH�ﾂ�8��(傚lｸ,ﾉ'��

DC24V 評榊 �4��剪やﾒ��4��DC24V I- 巨)..拓き

(XO～X3は同じ内部回路)(YlO-Y13は同し内部回卸 劔剪�

図1　PLCの入出力ユニットの内部回路の例

そこで､ PLCの制御プログラムをつくるための電気回路図としては図2のような簡易表現をもっ

て正式な電気回路図の代用とします｡ pLCの入出力に関する電気回路は､入出力のどのビットに外

部機器が接続されているかを示す一種の割付表的な用途に使われることが多く､このような簡易表

現がよく利用されます｡この簡易的な電気回路図にPLCの型式や入出力ユニットの型式が書かれ

ていれば､図面上に特に詳細な記述をしなくても､必要に応じてカタログなどで入出力特性や配線

の方法を調べることができます｡写真1にはパッケージタイプのPLCの例を示します｡

図2　PLCの電気回路の簡易表現の例　　　　　　　写真1三菱電機製FXシリーズPLC

10　　第1車　知っておきたいシーケンス制御プログラムの基礎知識

PLCのプログラムのなかで最もよく利用されるタイマはオンデイレイ型です｡ラダー図で使用す

るタイマはTまたはTIMなどのシンボルで記述されます｡

-=xooタイマコイル I.:TO..重さ TO23.Osee Iy10 ･巨.ND//㌔ �� ��

･.XOか…､- 簸��Ddb��押して3秒以上 すぐ放す押しつづける 良計...L

とTO2‡十 千.乱作 T3of291淫紀もいrl TO芝 3.Oseぐ 簸���b�

(1)割付図(2)ラタ一国 蕪����ON

XOOの入力が3秒つつくとY10につなが?ているランプが 索灯するQ 儖FF

(3)タイミングチャート

図1　タイマを使った制御例

T02がオンデイレイタイマのとき､図1(2)のようなラダー図を実行してみます｡ Ⅹ00をoNにし

てすぐに放しても､ T02のa接点_ioLには変化はありません｡ Ⅹ00を3秒以上oNしっづけると､

はじめてT02のリレーコイルがONになり､その後､ Ⅹ00の入力がoFFになると同時にT02のリレ

ーコイルもoFFになります｡

このようにタイマのコイルに入っている入力がタイマの設定時間まで継続してONしたときには

じめてタイマコイルがoNになり､人力が切れると同時にコイルがoFFになる動作をするものがオ

ンデイレイタイマです｡

pLCの種類よってはオンデイレイタイマを図2のように表現するものもあります｡

図2　タイマ回路の別の記述例

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