1．シーケンス制御の頻出回路
プログラミング言語でも頻出のお決まり記述があるようにシーケンス制御の回路においても頻出のお決まり回路があります。これらの動きを理解し応用することで実現可能となる制御動作の幅がぐんと広がります。
ひとつひとつゆっくり理解していきましょう。
1）一致回路
一致回路とは2点の入力の内容が同じときのみ出力をする回路のことです。入力が「0」(OFF)であっても「1」(ON)であっても一致さえしていれば出力されるというものです。
実はこの回路、皆さんの身の周りでもチラホラ登場しています。「3路スイッチ」がそうです。階段の上と下で照明をON/OFFできる回路のことで、図のようにリレーを使用してはいませんが立派な一致回路の利用です。
2）不一致回路
一致回路とは逆に2点の入力に相違がある場合に出力される回路のことです。つまり、スイッチAが「1」でスイッチBが「0」のとき、またはスイッチAが「0」でスイッチBが「1」のときに出力されます。
これは入力内容に整合性が無いときにエラーとしてブザーとランプを動作させるような回路などに用いられます。
たとえば、自動バルブなどのゲートに「OPENしなさい」という命令を出したがゲート側から「OPENしました」という返答が無い場合にエラーとして認識するような使い方です。
逆に「OPENしなさい」という命令を出してもいないのに「OPENしました」という返答があったらこれも誤動作ですのでエラーとして認識します。
プログラミング言語風にいうと不一致条件適合で「エラーを返す」といったところでしょうか。
3）優先回路
優先回路とは、ある回路における出力がない限りその後の出力は成立しないように組まれたものです。
図の「優先回路1」と「優先回路2」ではR-Bコイルに対するR-Aの接点の挿入のしかたが違いますが、これによりリセット方法が変わります。「優先回路1」ではRS-A(リセットスイッチA)のみでオールリセットがかかりますが、「優先回路2」ではRS-AとRS-Bで各々をリセットする必要があります。
実際の機器ではこうした優先はいくつもの動作に対して与えられているので、必然的に順序という概念が生まれます。その場合この回路は「順序回路」とよばれます。
4）インターロック回路
先の優先回路とよく似ています。しかし、順番の概念は無く、条件が揃えば出力する回路として組まれています。そしてその使われ方としては「正逆転制限」回路，「始動条件」回路，「緊急停止」回路などです。
5）ビット反転回路(オルタネート回路)
ビット反転回路は別名「オルタネート回路」とよばれています。
ひとつのスイッチを複数回押すことで出力の有無を交互に制御する回路のことになります。イメージが湧きにくい場合はボールペンの芯の出し入れを思い描いてください。ペンの上部のボタンを1回ノックするとペン先に芯が出てきて、その状態でもう一度ノックするとペン先の芯が引っ込む様子をイメージしてもらえればピンときますでしょうか。
制御への実用としてはモードの変更に使用されます。
この回路、切替式のスイッチで組み込んでしまえばこんな複雑な電気配線は不要になりますが、利用するにおいてなにか利点があるのでしょうか。
もちろんあります。条件を付与して不意のまたは意図せぬ切替ができないように制限することが可能となり、安全性能を向上させることができます。
例えば、自動モードで運転中は手動モードには切り替えられず、自動での動作を終わらせる必要がある、とかですね。
6）パルス発信回路
パルスとは電気の分野では、一度ONした後にOFFする矩形の電気信号のことをいいます。スイッチのON/OFFもパルスで数えられることがあります。
元々パルス発信はトランジスタやICチップが得意とするところのようですが、あくまでリレーシーケンスで考えていきたいと思います。
今回図の中で単なるスイッチのON/OFFをパルス発信の説明に用いなかった理由は、スイッチなどの接点は人間の微妙な指の動きや機械機構による接点の入り方などで細かくバウンドしてしまう場合があります。パルス発信ではこのようなスイッチの挙動も「1パルス」と判断するときがあり、これが回路上で反映され思うような動作を妨げてしまうからです。しかし上図のようにスイッチ入力を短い時間設定のタイマで区切ることにより接点の微妙な動きやバウンドを無視することができます。
この回路は計測などによく使われます。積算量を計上するときに条件に合わせパルスを打たせることで随時加算していきます。
7）フリッカー回路
先のパルス回路は条件で発信する回路でしたが、こちらは一定時間おきに1パルスを発信する回路になります。1秒ごとに1パルスを発信する場合「1秒クロックパルス」とよばれます。
上の図では1秒おきにONとOFFを繰り返すフリッカー回路となっています。
カウントダウンやランプ点滅の回路に組み込まれます。
２．回路のパターンを組み合わせる
ここであげた回路はリレーシーケンス制御に関わる場合、どれもよく目にするものとなります。説明にあげたままで出てくることもあれば一部を利用した形であったり追加の接点が含まれていたりと形こそ様々ではありますがこれからもよく目にするかと思われます。
ですが、これらのパターンをいくつか覚えておいたり理解しておけば設備制御設計や設備保全の助けになるのはいうまでもありません。また、完全に覚えていなくとも「自己保持回路」をきっちり理解していれば、時間がかかっても必要に応じて上記のような回路がおのずと導かれることがあります。少々表現がおおざっぱになってしまいますが、リレーシーケンスは自己保持回路の組合せともいえるところがあると考えます。もちろんタイマーやカウンターその他調節計が絡むことで自己保持回路のみでは理解が追いつかない場合もありますが、そのときは各個別々にタイマーなど制御器の理解を深めていけばよいことです。
まずは焦らず基本から！「急いては事を仕損じる」ともいいます。筆者は、何事も腰を据えて落ち着いて取組むと活路が見いだせると考えています。ゆっくりでいいと思います。大事なのは確実に前に進むことだと思います！
世界最軽量はFMV！
サイトの中ではシーケンス制御を学んでいくためにおそらくは非常に有効であろう手段について記事をまとめています。少し自己投資が必要になります。ですのであくまで判断決断は皆さんにお任せしますが、これ以上実務に近い学習方法と学習がそのまま自身の資産になる方法は無いのではないかと筆者は確信しています。興味のある方は以下からどうぞ。
