シーケンス基本回路~論理回路など~

リレーシーケンス

1.論理回路

論理回路というのは「0」「1」や「真」「偽」または「ON」「OFF」の2値を組み合わせ論理演算を実行することで出力を制御する回路のことです。現在はコンピューター内部でかなり複雑に組み込まれ更に記憶媒体と組合わさり利用されています。

しかしこれ、実はシーケンス制御でも基礎として扱われています。入力部でスイッチやリレー接点を同じように組み合わせ出力を制御できます。

リレーシーケンスの話から少し後退するように感じますが、自己保持回路と組み合わせることで制御の幅がグンと広がりますので是非基礎部分だけでも理解したいところです。

では、その基礎部分を具体的にシーケンス回路としてスイッチを使ってみていきましょう。ちなみに、今から解説する上でスイッチのON,OFFがでてきますが、これについては「ON=スイッチが押されている」,「OFF=スイッチが押されていない」と考えてください※ここはとても重要です

1)AND回路

a接点のスイッチ1(SW1)とスイッチ2(SW2)のどちらもON(「1」たは「真」)のときのみに出力される(ランプなら光る)という回路です。

どちらもONである必要がありどちらが欠けても出力はされないことから乗算(掛け算)で表現されます。

2)OR回路

a接点のSW1かSW2のどちらかがON(「1」たは「真」)のとき出力される回路です。

出力するためにはどちらもONである必要は無く、かといってどちらもONでもよい回路です。和算(足し算)で表現されます。

3)NOT回路

SW1がON(ここでは入力としては「0」または「偽」となります)で出力がOFF、SW1がOFF(ここでは入力としては「1」または「真」となります)で出力がONになる逆転回路です。

先のAND回路やOR回路の概念と組み合わさることで条件幅が広がります。後述のNAND回路やNOR回路で解説します。

4)NAND回路

AND回路とNOT回路の組み合わせです。b接点のSW1とSW2がいずれもON(入力としては「0」または「偽」)のときのみ出力がOFFになる回路です。

シーケンス回路上での配線接続がANDと違うことに注意が必要です。

5)NOR回路

OR回路とNOT回路の組み合わせです。b接点のSW1とSW2のいずれかがON(入力としては「0」または「偽」)のとき出力がOFFとなる回路です。

これもNAND同様シーケンス回路上での配線接続がORと違うことに注意が必要です。

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2.タイマー回路

タイマーとはその名のとおり時間計測をするものです。その表現は設定時間の経過後、接点にて出力をするというものです。リレーに時間計測機能が付加されたものと考えてください。

タイマー回路はある信号が入力され時間を計測した後、出力をしたり別の入力をするシーケンス回路のひとつです。制御を構築するうえでこの考え方は避けて通れないものとなっています。明確な時間計測の他、チャタリングという意図しないON,OFFの連続入力の防止の他、信号入力タイミングや短時間保持による制御上のバグ(意図しない動作不具合)解消にも役立っています。

以下の図で使用しているタイマーはそれに対する電源入力が同時にカウントダウンスタートとなり、電源を断つとリセットとなるタイプのものですが、ものによっては電源とは別にカウントダウンのスタート信号を要求するものやリセット信号を要求するものもあります。

1)オンディレイ回路

オンディレイ回路とはある信号が入力されてから指定の時間が経過したのちに出力する回路のことをいいます。ディレイとは遅延動作の意味です。

自己保持回路と組み合わせない場合は長押し動作(保持無)、組み合わせる場合は単純遅延動作(保持有)になります。

2)オフディレイ回路

オフディレイ回路とはある信号が入力されてから指定の時間が経過したのちに出力が断たれる回路のことをいいます。必ず自己保持回路との組み合わせを必要としオンディレイ回路より少しだけ複雑な構成になります。上図は時限停止の回路ですがこの回路のタイマー接点(b接点)を利用し、別の自己保持回路のリセット条件とすることで本当の意味でのオフディレイ回路を実現できます。

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3.カウンター回路

 

カウンターもその名のとおりカウントをするものということです。ある信号入力が何回あったか、指定回数に達しているかいないかで出力の有無を決定する回路となります。

一般的には計器としてカウンターを挿入し、その計器に回数を指定し入力カウントをさせたうえで出力を決定します。

図中で使用しているカウンターはカウントパルス入力に無電圧接点(ドライ接点)を使っています。筆者は普段、有電圧でも無電圧でも1カウントを認識してくれる計器において、そのうえで電圧の無い信号をカウント用として使用する設計をしています。

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