シピケンス制御プログラムのため

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｡
SWISW2
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
Ro; LijLiJ Ro RoDC24V ノ-SL十
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､
萄DC電
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｡
一
(電気回路図｣lS系列2)
声a接点 剳¥示灯 (sL1)
㌔..､三m妻′
･､駕喜戎×■≡
b
gc2S4;SRLOj':
㌔
(電気回路図｣lS系列1)
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
(a接点) 中)
シンボル 俶
常時閉接点
ｨ8ﾈ
ｸ5(488ｲ
ｩ5
(励磁すると接点の状態が切り換わる)
r
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
♂
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來r
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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PLC入力
ユニット
骨冬 惹深蛙週.藁轟顕
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
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リレー×0のコイルがON状
態になります｡
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すると､プロクラム中に×0
ﾈ
の接点johがあると､こ
れが導通状態になります｡
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･+∴..1/0エリアにjl+タをCPUからせつ
図1 入力ユニットと仮想入力リレー
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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｡
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○
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｡
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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｡
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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
ｲﾙfﾒｲ
図2 入力機器の接続方法
5
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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
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図1 人カユニットと出力ユニット
図1 接点タイプの出力ユニットの例
(1)入力リレーは入力リレーコイルでイ
メージする
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
スイッチと電源を入力ユニットの入力端子に接
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
続すると､ pLC内部の入力リレーをON/OFFで
リレー番号がかわらないので同じリレーを意味します｡
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
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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
㊨ 劔
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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
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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
劔
劔劔 劔
ノレ-の動作イメージを図2に示します｡
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
(
劔;二言;=㌫…㌫;…喜…､賢さ,㌔ 汚S…u`照:〉緊03…:;禦0㍍GO…汚星…■絹恭賀喜ポpa,発､莞≡⊆.､､竪据描
ｩ[ﾉx(ｫ
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
"YOO
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..潔++..←七一澤∴∴ 劔相:這読書だ賀寿ne.室ヨ≡9.㍍,;宗…3宍8㍍…岩3､､■〉…S.…9WoZZ&端M､… 剋].き岩､…2…∈群彬.､§≒0.2…./a,ミe….9㍍Wi日誌莞fjR次.託湖浩3薮描
状態になります｡
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
t
?
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
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
(
図2 人カリレーの動作
(ⅩoとⅩ00は同じリレーをさしています｡)
ア
8v8弴ｮﾕ
}ｶ
(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
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
して､図1(e)のように､その
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
リレーコイルの接点(._.Led-)
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
の片側がPLC出力ユニットの
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
出力端子に､反対側がCOM
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｡
端子に接続されているとしま
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
す｡
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
このリレーコイル(⑳)と
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
同じ番号の出力リレーYIOが
で自由に使うことができます｡
図3①のようなpLCのラダー
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
プログラムでONの状態にな
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｡
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｡
図3 出力リレーの動作
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｡
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
9
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｢｢｢
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
io X1 X.2 X3
劔刳O部機器
ﾈ6ｨ6(6y>
刄C 7 傚X
DC24V 評榊
ﾒ
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H*ｸ
(ｩl
燃
劍
￨ﾘ8h6ｨ6(6y>
YH
р
出力端子
辻 6ﾙuｲﾒ 4x485 984騏ｸ xｨ- gﾂ Y十o+ Yll- Y1-2 Y13
剪やﾒ
ﾒ
DC24V I- 巨)..拓き
7H4h485 ｸ ﾘ6ﾓH ﾂ 8 (傚lｸ,ﾉ'
(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
ー . - . ｢ . r . ノ ー ー ー . J 和 汀 l J J 1 1 1 ー 計 叩 汀 " 塵 洲 弧 凱
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
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
TO芝 3.Oseぐ 簸
(1)割付図(2)ラタ一国
蕪
db
とTO2‡十 千.乱作 T3of291淫紀もいrl
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｡
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
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
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
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｡
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 タイマ回路の別の記述例
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
ll