1/170ページ
カタログの表紙 カタログの表紙 カタログの表紙
カタログの表紙

このカタログをダウンロードして
すべてを見る

ダウンロード(6.1Mb)

制御機器の基礎知識 プログラマブルコントローラ(PLC) 総集編

ハンドブック

プログラマブルコントローラ(PLC) 総集編

電気制御機器を正しく理解してご利用していただくための導入書として制御機器の基礎知識シリーズを発行しております。

2023年4月に第6版を発行しましたので、ダウンロードしご活用ください。

≪目次≫
1.プログラマブルコントローラ(PLC)とは
2.PLCシステム設計
3.プログラミング
4.据付け、配線と試運転段階
5.保守と保管
6.トラブル事例


※規格に関しては、必ず現行規格のご確認をお願いいたします。


※本コンテンツの商用目的、営利目的での利用、また無断転載を禁じます。
(本コンテンツは、一般社団法人 日本電気制御機器工業会及び第三者が有する著作権により保護されております。)
※本コンテンツを利用に関して生じたいかなるトラブル、直接・間接の損害に対し、日本電気制御機器工業会及び発行者はいかなる責任も負いません。

このカタログについて

ドキュメント名 制御機器の基礎知識 プログラマブルコントローラ(PLC) 総集編
ドキュメント種別 ハンドブック
ファイルサイズ 6.1Mb
取り扱い企業 一般社団法人日本電気制御機器工業会 (この企業の取り扱いカタログ一覧)

この企業の関連カタログ

この企業の関連カタログの表紙
安全ガイドブック  第7版
ハンドブック

一般社団法人日本電気制御機器工業会

この企業の関連カタログの表紙
10分でわかる機械安全
ハンドブック

一般社団法人日本電気制御機器工業会

この企業の関連カタログの表紙
制御機器の基礎知識 スイッチ・表示灯 総集編
ハンドブック

一般社団法人日本電気制御機器工業会

このカタログの内容

Page1

総 集 編 プログラマブルコントローラ(PLC)編
Page2

制御機器の基礎知識 【PLC】 目次 1. プログラマブルコントローラ(PLC)とは ................................................................................................................ 3 1.1 PLCの発展 ..................................................................................................................................................................................................................................................................................... 3 1.2 PLCの特徴 ..................................................................................................................................................................................................................................................................................... 8 1.3 PLCを正しく使用していただくために ..................................................................................................................................................................................................................... 10 1.4 PLCを安全にお使いいただくために........................................................................................................................................................................................................................... 11 2. PLCシステム設計 ....................................................................................................................................................... 18 2.1 PLCシステムの設計フロー ............................................................................................................................................................................................................................................... 18 2.2 PLCの機能仕様の決定 ......................................................................................................................................................................................................................................................... 18 2.3 PLCシステムの選定 .............................................................................................................................................................................................................................................................. 19 2.4 PLCの機種選定 ........................................................................................................................................................................................................................................................................ 22 2.5 周辺回路設計 ............................................................................................................................................................................................................................................................................. 34 3. プログラミング ............................................................................................................................................................ 53 3.1 PLCのプログラミング言語 ............................................................................................................................................................................................................................................... 53 3.2 プログラミングの手順......................................................................................................................................................................................................................................................... 56 3.3 プログラミングの実例......................................................................................................................................................................................................................................................... 65 4. 据付け、配線と試運転段階 ......................................................................................................................................... 82 4.1 据付け、配線から試運転までのフロー ..................................................................................................................................................................................................................... 82 4.2 据付け ............................................................................................................................................................................................................................................................................................ 82 4.3 配線 ................................................................................................................................................................................................................................................................................................. 86 4.4 ノイズ対策 .................................................................................................................................................................................................................................................................................. 95 4.5 デバッグ ..................................................................................................................................................................................................................................................................................... 100 4.6 試運転 .......................................................................................................................................................................................................................................................................................... 103 5. 保守と保管 .................................................................................................................................................................. 108 5.1 保守範囲 ..................................................................................................................................................................................................................................................................................... 109 5.2 保守体制 ..................................................................................................................................................................................................................................................................................... 111 5.3 予防保守 ..................................................................................................................................................................................................................................................................................... 113 5.4 事後保守 ..................................................................................................................................................................................................................................................................................... 118 5.5 予備品 .......................................................................................................................................................................................................................................................................................... 124 5.6 廃棄時の注意 ........................................................................................................................................................................................................................................................................... 127 6. トラブル事例 .............................................................................................................................................................. 130 6.1 電源 ............................................................................................................................................................................................................................................................................................... 130 6.2 プログラム ................................................................................................................................................................................................................................................................................ 136 6.3 モジュール ................................................................................................................................................................................................................................................................................ 133 6.4 モジュール ................................................................................................................................................................................................................................................................................ 141 6.5 環 境 .......................................................................................................................................................................................................................................................................................... 151 6.6 操 作 .......................................................................................................................................................................................................................................................................................... 152 6.7 CPU ............................................................................................................................................................................................................................................................................................... 154 6.8 通信 ............................................................................................................................................................................................................................................................................................... 155 6.9 安全 ............................................................................................................................................................................................................................................................................................... 156 1 Copyright NECA All right reserved
Page3

2 Copyright NECA All right reserved
Page4

1 .1 プログラマブルコントローラ(PLC)とは 1.1 PLCの発展 プログラマブルコントローラ(以下PLC)とは、JIS B 3501に以下のように定義されている。 「ディジタル又はアナログ入出力を介し,種々の機械及びプロセスを制御するために,論理,順序,計時,計数及び算術 演算のような特有機能を実行し,使用者が使う命令を内部に記憶するためにプログラマブルメモリを使用し,工業環境下で 使用するために設計されたディジタル演算電子システム。PLC及び関連周辺装置は,容易に工業制御システムに統合でき, 容易にそれらの意図した機能すべて を利用できるように設計されている。 有接点リレーシーケンス制御 無接点リレーシーケンス制御 言い換えるとPLCとは、 フォン・ノイマンによる a) 工業環境用に開発したプログラマ ストアードプログラムの コンピュータ ブルな電子制御装置。 IC技術 b) 使用者のアプリケーションシステ 1968年 ムに合致した制御を実行するため GMの要求仕様 に、使用者が提供された PLC 専用 ①プログラミング及びプログラムの変更が容易 ②保守修理が容易 の命令(ラダー図言語など)を使用 ③リレー制御システムより信頼性が高い ④リレー制御システムより小形 してプログラムができる装置。 ⑤上位コンピュータと結合できる c) 入出力(アナログ量/ディジタル ⑥リレー制御システムより経済的 ⑦AC115 Vまでの入力 量など)を備えた電子制御装置。 ⑧AC115 V,2 Aの出力 ⑨基本システムを容易に拡張 であるといえる。 ⑩4K語までの拡張可能なメモリ 以下、PLC はどのような背景から出 1969年 米国 現し、発展したのか振り返ってみる。 Bedford Associates社が世界初のPLCとしてMODICON 084を開発 1.1.1 PLCの誕生と発展 シーケンスの制御には古くから、メカ 1970年 日本 ニカルなカムシャフト方式やドラム式 制御機器メーカを中心に国産第1号PLCを開発 などあるが、いずれも単純な制御の域を コンピュータ技術(とくにマイクロ 出なかった。その後、電磁リレーが出現 コンピュータ)、各種 IC技術 し、リレーと配線を組み合わせることで IC実装技術 発展 比較的簡単なシーケンス制御を実行で 小形・低価格・高機能 きるリレー制御システムが使用される ようになった。 光技術,通信技術,LSI技術 FA システム化 シーケンス制御は時代の要求にとも 多様化,高層化,標準化,グローバル化 ない、ライン制御から集中制御、統括制 御、さらには分散制御へと発展した。こ れらの制御をリレー制御システムで実 現するためには、リレー配置と配線の再 図 1.1-PLCの発展過程 設計、再調整による仕様変更や拡張のた めの多大の労力と時間を必要とするようになったため、リレー制御でこれらの要求に応えていくことに限界が迫っていた。 3 Copyright NECA All right reserved
Page5

一方、1945年にフォン・ノイマンが開発したストアードプログラム方式のコンピュータ技術は、プログラムの再設定にハ ードウェア的な素子配列や配線の変更を必要とせず、容易にプログラムを変更できる汎用性の高さと 1968 年頃からの IC技 術の発展とともに急速に普及・発展した。 このような背景の中で1968年自動車メーカのGM(General Motors)社が、制御装置に具備すべき10項目にわたる条件(要 求仕様)をメーカに提示した(図 1.1参照)。 提示された要求仕様を上記コンピュータ技術で実現し、リレー制御システムに替わる新しい制御装置としてPLCが開発さ れた。以来 50 年を経過した今日、「PLC とは何か?」から話を始めなければならなかった時代から、PLC は FA システムの 中核として重要な制御機器に大きく成長している。図 1.2 は PLC の納入先をエンドユーザ及びセットメーカ別に調査した結 果である。PLCはFAで使用されるさまざま製造装置を出荷する機械装置メーカに納入され、PLCの持つ、機能性、柔軟性、 拡張性、保守性、信頼性の高さから、多種多様な製造装置を制御する心臓部として使用されている。エンドユーザの多様さ からも、PLCがFAシステムの中核として重要な位置を担っていることがわかる。また、IC、LSI技術の進歩に伴って、処理 速度の高速化、小形軽量化、コストの低下を促し、それが採用に拍車を掛けてきた。現在の PLC は一昔前のものに比べて、 命令実行時間で約数百倍の高速性を、単位面積当たり I/O点数で約十数倍の小形化を実現し、高機能なモジュール(例えば、 PID機能、位置決め機能、高級言語処理機能など)を使用して簡易計装、NC装置への展開も多くなされている。 エンジニアリング・システム イングレータ 非製造業・インフラ その他 その他 1.1% 1.7% 6.2% 8.9% 環境関連/上下水道・ 自動車・部品 盤メーカ ゴミ焼却 17.8% 7.1% 3.3% エネルギー/電力・ガス・ 電気・電子・精密 新エネエルギー 機械 2.2% 15.6% 窯業・ゴム 7.8% 製紙・繊維 半導体・液晶製造 機械装置 13.3% 2.2% メーカ 食品・医薬品 鉄鋼・金属・素材・ 85.0% 産業機械・工作機械 3.3% 化学 13.3% 11.1% ・エンドユーザ業種別分布 ・セットメーカ業種別分布 2020年度PLCユーザ調査報告書(JEMA発行) 図 1.2-PLCの用途拡大 また、MPUの処理も高級なデータ演算処理、ファイル処理機能、診断機能、高級言語処理機能などを充実させる方向にあ る。 さらに、FA におけるシステム指向はますます強くなり、それにともない階層化/分散化システムに対応できる PLC が要 求されている。上位は、イーサネットと接続してインターネットの活用をはかるものもある。コントローラ間では、高速で 大量のデータリンク機能を有しており、省配線効果が大きな下位通信では、種々のリモート入出力が準備されるようになっ てきている。 4 Copyright NECA All right reserved
Page6

近年、IoT、AI、ビッグデータに代表される ICT(Information and communication technology)の飛躍的向上がモノから様々な データを収集、解析することを可能とし、ネットワークによる社会インフラと産業現場の融合が急速に進んでいる。PLC は これら情報収集と解析を担うため、ネットワーク機能の強化、分析/学習による高度な判断機能の獲得を目指していくと考 えられる。 1.1.2 PLCの基本構成とその動作 図 1.3 に PLC構成の概念図を示す。基本的な構成は汎用コンピュータと同じである。汎用コンピュータとの主な違いは、 多入力、多出力をリアルタイムに処理する点、プログラム言語が異なる点である。以下、各部分の概要を説明する。 周辺装置(HMI) 通信、アプリケーション プログラミング/モニタ装置 専用モジュール 入力 出力 押しボタンSW 電磁開閉器 MPU セレクタSW 入力部 演算部 出力部 電磁バルブ リミットSW 表示灯 メモリ部 ユーザプログラムメモリ 電源部 データメモリ 図 1.3-PLCの構成概念図 a) MPU 部 MPU とは、主処理装置(Main Processing Unit)のことでアプリケーションプログラムの命令実行処理など、 PLCの基本動作を制御する中枢部にあたる。MPUは、アプリケーションプログラムに従い、外部と接続された入力スイ ッチなどの ON/OFF 状態を入力部を経由して読み込み、演算し、結果を出力部を経由してモータなどへ外部出力する。 MPU は 8 ビット処理のものから 32 ビット処理のものまで PLC の規模などにより種々使用されている。特に最近では、 専用のASIC(Application Specific LSI 特定用途:PLC向けに開発したLSI)を開発し高速高機能化を達成しているPLC も多い。 b) メモリ部 メモリは、シーケンスの手順(ユーザがアプリケーションの制御を、メーカが提供する命令語でプログラム した塊)のユーザプログラムと入出力/数値などのデータを格納するためのメモリである。メモリの容量は機種により 大きく異なる。また、ユーザプログラムメモリはメモリタイプも種々あり、これらについては第 2章を参照のこと。 c) 入力部 入力部はリミットスイッチ、押ボタンスイッチ、各種センサ(ディジタル/アナログ共に)が入力コネクタ(も しくは、端子台)を経由して接続される。接続された外部信号を、PLC で扱う内部信号レベルに変換する機能を持つ。 d) 出力部 MPU部で演算された結果は、出力部を経由して外部機器(ディジタル/アナログ共に)に接続される。その機 能は、以下のとおりである。 1) 高電圧・大電流を要求するモータ、ソレノイドなどを駆動できるようにレベル変換し増幅する。 2) PLC内部信号を外部機器と接続できるようにレベル変換する。 e) 周辺装置 代表的な周辺装置としては、PLCと親和性が高くシステム全体の動作状態をグラフィカルに表示することが 可能なプログラマブル表示器やプログラミング及びデバッグ、モニタリングなどPLCの運用をサポートするパソコン用 のアプリケーションソフトがある。 f) 電源 外部商用電源から変換して、MPU部などを動作させるための内部電源を供給する部分である。 5 Copyright NECA All right reserved
Page7

以上が、PLCを構成する基本要素であるが、高機能なPLCでは、通信とのインタフェース、各種アプリケーション専用モ ジュール(位置決め制御、プロセス制御など)とのインタフェースも具備している。 1.1.3 PLCの動作概要 図 1.4にPLCの内部動作の概要をフロー図で示す。 PLC はフローに示す一連の処理をサイクリックに繰り返すことでリレー制御シ ステムと同様なラダー制御を実行することができる。 a) 共通処理 PLCが故障していないかを診断、及びMPUが演算処理をするため 共通処理 の種々の設定の確認を主に実行する。診断の内容は、時間の監視、ユーザメモ リのチェック、入出力(以降 I/Oと略す)のチェック、バッテリのチェックな どである。 I/Oリフレッシュ b) I/Oリフレッシュ MPUは演算処理の前に外部入力信号を入力部経由にて I/O メモリに読み込み、そのデータを用いて演算を行う。また演算後、I/O メモリ に格納されている演算結果を出力部経由して外部へ出力する機能をいう。 演算処理 (命令語実行) 注記 他の方式としてダイレクト処理方式と呼ばれ、一括で入力全点、出 力全点のリフレッシュを処理するのではなく、演算処理時に任意の 入出力点数を直接に外部入 各種サービス処理 (通信/周辺) 力を取り込んだり出力したりする信号処理を行うもの もある。 c) 演算処理 図 1.5に示すように、演算処理はユーザプログラムメモリに格納さ 図 1.4-PLCの動作概要 れた命令語を順次読出し、命令語に従った処理の実行をする。 演算の処理は、主にMPUと I/Oメモリ間で実行される。 0 番地 LD 00 00 01 10 OR 10 AND NOT 01 10 OUT 10 n 番地 END 図 1.5-ユーザプログラムメモリ d) 各種サービス 1) 通信サービス処理 上位-PLC間、PLC-PLC間、PLC-下位間などの通信からの要求に対する処理を行う。PLCの スキャンタイムに影響を与えないように通信処理用のMPU を搭載しているPLCもある。 2) ツールサービス プログラミングコンソールなど PLC サポートツールに対してのサービスを行う。ツールによって は、モニタ時、表示の応答性をより速くするため、そのインタフェースに専用のMPUを搭載しているものもある。 以上の処理は、順番に制御されるが、処理の高速化のために各処理を並行して実行するPLCもある。 1.1.4 PLCの今後の動向 1.1.1で述べたように、PLCは様々な装置を制御する心臓部として組み込まれ、多種多様な業種で利用されながら用途を拡 大し、利用される業種からの要求に基づきますます進化していくことが予想される。以下に注目すべきPLCの進化の動向を 示す。 a) システム化 PLCのネットワーク機能の強化で、製造現場のあらゆるモノがネットワークに接続されるようになり、社 6 Copyright NECA All right reserved
Page8

会インフラと生産現場の連携が可能となることで、様々な顧客要求を製品、設備などに反映できるマスカスタマイゼー ションを実現できるようになる。また、設備の詳細な情報を取得/分析することで実現する自己診断/自己補修などを 実現しようとしている。 b) 高機能化 分析/学習機能の追加により、蓄積した情報から、製造工程における自己判断が可能となり製造工程におけ る不良検出や最適化などを設備自身で獲得していくようになる。これまでは熟練工にしか判断できなかった異常検出を 実現するなど、高度な判断が可能となりつつある。 c) IPC(Industrial PC) 産業用に特化したPC。実装されるOS(オペレーティングシステム)によってはPLCと同様に リアルタイム制御を得意とするもの、汎用 OS を実装し、市販のアプリケーションプログラムを実行できるものなど、 さまざまである。 制御は主にソフトウェアが担うため、プログラミング言語のオープン化やソフトウェアによる機能追加が可能で、IoT、 AI、表示器との親和性が高い。 d) 標準化(規格化)・オープン化 PLCの規格化が IEC[International Electro-technical Commission 国際電気標準会議(国 際的な産業社会における標準規格化団体)]で進められ発行されている(IEC 61131、IEC 61010など 表 1.1参照)。 また、そのJIS化も推進されている。 上記規格に基づいたオープン化(ソフト PLC)、マルチベンダによるネットワークのオープン化も推進されている。 さらに、近年EC指令に代表される安全規制への取り組みがなされており、それに対応したPLCが市場に投入されてい る。 7 Copyright NECA All right reserved
Page9

表 1.1-PLCの規格化 IEC No. Title JIS番号 名称 IEC 61131-1 Programmable controllers – JIS B 3501 プログラマブルコントローラ ー Part 1: General information 一般情報 IEC 61131-2 Part 2: Equipment requirements and tests JIS B 3502 装置への要求事項及び試験 IEC 61131-3 Part 3: Programming languages JIS B 3503 プログラム言語 IEC/TR 61131-4 Part 4: User guidelines - - IEC 61131-5 Part 5: Communications - - IEC 61131-6 Part 6: Functional safety - - IEC 61131-7 Part 7: Fuzzy control programming - - IEC/TR 61131-8 Part 8: Guidelines for the application and - - implementation of programming languages IEC 61131-9 Part 9: Single-drop digital communication - - interface for small sensors and actuators IEC 61010-1 Safety requirements for electrical JIS C 1010-1 測定用,制御用及び試験室用電気機器 equipment for measurement, control, and の安全性 laboratory use 第1部:一般要求事項 Part 1: General requirements IEC 61010-2-201 Part 2-201: Particular requirements for JIS C 1010-2-201 第2-201部:制御装置の個別要求事項 control equipment e) プログラミング/保守環境の強化 以下の動向がある 1) JIS B 3503(IEC 61131-3)のプログラム言語対応。ソフト生産性を向上させる構造化が可能なSFC(Sequential Function Chart)に対応し、テキスト形式言語として IL(Instruction List)、ST(Structured Text)ならびに図式言語としてLD(Ladder)、 FBD(Function Block Diagram)が利用可能なプログラミングツールの提供。 2) 操作性などを向上させた、マニュアルレスツールの提供。 3) デバッグ/メンテナンスを飛躍的に向上させるモニタ機能及び、シミュレーション機能の提供。 f) セキュリティに対する要求 従来、PLCは外部のネットワークにも接続されず、パソコンのような汎用のコンピュータ ウィルスの影響も受けないため、サイバー攻撃の対象とみなされていなかったが、PLCのネットワーク機能の強化が進 むにつれ、制御システムを対象としたサイバー攻撃も増加傾向にあり、決してセキュリティ面で「安全」とはいいがた い状況になってきている。 制御システムに対する不正な攻撃や不慮の操作による、制御システムプログラムや生産情報などの機密情報の漏洩・ 改ざん・喪失といったトラブルを回避し、制御システムをより安全に運用する観点からも、制御システムに対するセキ ュリティ向上が重要な課題とて捉えられつつある。 g) 安全確保に対する要求 近年、FA 現場において安全確保に対する要求が厳しく求められている。安全 PLC は、一般の PLCとは異なり、安全規格(IEC 61508)で要求される故障監視・自己診断機能を備えている。定期的に自己診断するこ とで、安全 PLC 自体の故障(電源、CPU、I/O 回路等)を監視し、異常時にはシステム全体を安全状態で停止させる。 また、安全PLCに接続されている安全入出力機器(ライトカーテン、コンタクタ等)の故障時においても、安全状態で 停止させることができる。 1.2 PLCの特徴 表 1.2にPLC、リレー制御、マイコン制御の特長とその評価比較を示す。 表 1.2-リレー制御,マイコン制御(SBC)とPLC制御との比較 8 Copyright NECA All right reserved
Page10

方式 リレー制御 マイコン制御(SBC) PLC制御 項目 初期投資 ○ 各部品は安価に入手可能 ○ 各部品は安価に入手可能 × 製品単価は高額 リレー制御のため、複雑な制御 プログラムにより、複雑な制御 プログラムにより、複雑な制 制御機能 × ○ ○ はできない も可能 御も可能 プログラム/デバック期間が長 製造作業とプログラミング く、完成までの多くの工数がか 部品点数が多く、制御対象毎に 作業が同時に行えるため工 構築/ かる △ 回路設計、配線作業が必要で多 × ○ 数を短縮できる 運用費 製品のライフサイクルが短い くの工数がかかる 製品のライフサイクルが長 ため、設備の更新費用が多く発 い 生 プログラムによる動作変更 プログラムによる動作変更が 動作、仕様変更や拡張には回路 が容易 仕様/ 容易 × の再設計、再配線が必要で多く △ ○ 豊富な I/O 部の品揃えによ 動作変更 仕様変更や拡張にはI/O部の品 の工数がかかる り、仕様変更や拡張にも柔軟 揃えが乏しく変更しにくい に対応可能 専用装置となることが多いた 故障原因の追跡には、かなりの 豊富な自己診断機能により、 保守性 △ × め、一部の作業員にしか保守で ○ 経験的技術が必要 異常箇所の追跡機能が容易 きない FA環境に非常に優れているが、 FAに特化していないため、FA FA 環境に対して高い耐性を 信頼性 △ リレー接点の寿命による接触不 △ 環境にたいする耐性は高くな ○ もっている。 良の発生率が高い い。 エンドユーザ、盤メーカ、機械メーカ等のユーザ視点によるPLC導入のメリットを抽出し、表 1.2の評価比較からPLCの 導入メリットをまとめた。その結果を以下に示す。 a) 高経済性 最近の PLC にはASIC、マイクロプロセッサなど高度に集積化された半導体素子が使用されていることや、 高密度実装技術の適用によりモジュール化、小形化が進み、PLCのハードウェア自身のコストパフォーマンスが非常に 高い。またPLCの特長として有する柔軟性、高信頼性、それに保守の容易性を加味すると、従来のリレー制御システム と比較して抜群に高い経済性を有する。 b) 柔軟性 リレー制御システムでは、制御対象毎に回路設計、配線作業が必要であるが、PLC を適用した場合には、PLC メーカ標準のハードウェアと簡単なプログラミングにより、高機能な制御が実現できる。図 1.6 にリレー制御システム とPLC制御システムの製作工数の比較図を示す。図1.6に示すように、PLCを適用したシステム設計の特長のひとつは、 システム完成までの工程で並行作業ができる点である。PLC は一般に制御対象機械の最大入出力点数が明確になれば、 ある程度システムの構造設計や製造作業を開始することができ、それと並行して、シーケンス設計やプログラミング作 業が行えるため、システム作成の工数を短縮することが可能である。またシーケンス変更に配線作業を伴わない、装置 の増設がユニットやモジュール単位で行えるといった点もPLCの有する柔軟性の特長である。 9 Copyright NECA All right reserved
Page11

リレーシステム 計 製 試 据 現 画 ・ 付 地 調 設 造 験 け 整 計 PLCシステム 製 計 造 試 据 画 現 ・ 付 地 設 調 プ 験 け 計 整 ロ グ ラ ミ ン グ 日数 図 1.6-リレーシステムとPLCシステムの工数の違い c) 高信頼性 リレー制御システムでは、接点の寿命などにより接触不良の発生確率が高くなり、信頼性が低下する恐れが ある。 PLCは構成素子を半導体化、IC化しているため本質的に信頼性は高い。故障なしで運転できる時間(期間)の平均値 をMTBF(平均故障間隔)(Mean Time Between Failures)と言うが、PLCの計算上のMTBF は中規模クラスで数万時間以 上である。また過去の運転実績からの実際のMTBFはその倍以上になるとの報告もある。 d) 保守の容易性 リレー制御システムなどは、故障原因の追跡には、かなりの経験的技術が必要でありまた、機械的な作 業が伴うため故障箇所の発見までに相当な時間を要する場合がある。 予防保全についてもリレー制御システムは点検箇所が多くまた点検作業も頻繁に行う必要がある。この点PLCは、現 場作業者でも操作に取扱いが容易な動作表示機能、異常表示機能やモニタリング機能、また自己診断機能など異常箇所 の追跡機能を有しているため保守性に優れている。 1.3 PLCを正しく使用していただくために 技術が発展し、個々の部品の信頼性が向上したとは言え、100 %故障しないと断言できるものはあり得ない。我々が良く知 っている人工衛星やロケットの打ち上げにおいて膨大な費用と先端技術を使い、多くの優秀な技術者が参画して 2 重 3 重の バックアップを準備しても失敗する場合もある。PLCについても同様なことが言える。最近のPLCの頭脳部分には、マイク ロプロセッサ、LSI、ASIC が多用されて、その部分だけを取れば一昔前と比較して桁違いに信頼性は向上しているが、それ 以外の機械的な接触部分(例えばコネクタなど)やはんだ付け部分など、寿命を考慮すべき部分がまだまだ存在する。表 1.3 に信頼性向上のために実施すべき対策をまとめた。この表が示すように、メーカがPLCの開発/製造の段階で取り込むべき こと、また一方でユーザが使用上で考慮すべきこともある。これらすべてが実施されて、はじめて信頼性の高い、故障の少 ないシステムが運用されるといえる。 10 Copyright NECA All right reserved
Page12

表 1.3-信頼性向上のための対策 分類 メーカ側での対策 ユーザ側での対策 信頼性の高い部品を使う 仕様の範囲内での使用 部品をディレーティングして使う 使用環境のチェック 安定した回路と冗長度 日常・定期点検 運転期間を長くする対策 エージング 耐環境設計 高い品質管理 保守性を考えた実装設計 保全マンの教育と保全体制 自己診断機能の具備 予備品の常備 故障時間を短くする対策 メンテナンス体制 計測器の常備 ユーザへの保全教育 システム診断プログラムの採用 過去のトラブル事例を分類すると以下のようになる。 a) メーカ側の責任に起因するもの 部品の偶発故障、組立不良、設計ミスなど。 b) ユーザ側の責任に起因するもの 機種の選定ミス、配線ミス、操作ミス、仕様を逸脱した使用など。 c) 不可抗力によるもの。 特にa)、b))については、PLCのトラブル発生時にクレームとして、メーカとユーザ間で原因、責任の所在に関して、やり とりがあるところである。今後ともPLCの発展、拡大を図るためメーカ側は信頼性向上のための飽くなき研究開発が必要で あり、ユーザ側は、PLC機能の限界を十分把握した上で正しく使用する必要がある。いずれにしてもユーザのPLCに対する 期待-経済性、機能性、柔軟性、拡張性、保守性、信頼性など-が全ての面で実現された時、はじめて「PLC の正しい使い 方」がなされたと言える。そのために、ユーザはメーカ側からマニュアルや技術資料など必要な情報を入手し、PLC システ ムを構築することが必要である。 また、アプリケーションの安全性についても十分に考慮する必要がある。 アプリケーションの制御システムを決定する上で以下の項目に対してリスクマネージメントを行い、許容できる程度まで にリスクを軽減する必要がある。 a) 人に対する安全 安全柵、エリア指定など。 b) 機械設備に対する安全 故障時のフェイルセーフ対策、データの信頼性を高める対策(データのチェック)、バックアッ プ回路など(2.5.2も参照)。 1.4 PLCを安全にお使いいただくために PLCの取扱いについては,各PLCメーカの取扱説明書などを参照いただくのが基本であるが,各メーカ共通の,特に留意 いただきたい事柄を簡潔にまとめた資料です。 すなわち,日本国内のシステムハウス・設計事務所・エンジニアリング会社,制御・配電盤メーカ,機械セットメーカ, エンドユーザなど,すべての業種の方々を対象とし,次に示すようなPLCの取扱いシチュエーションごとに,各業務遂行 時にご留意いただきたい事柄をまとめてあります。 各PLCメーカのマニュアルと併用してご活用ください。 11 Copyright NECA All right reserved
Page13

●ユーザの使用されるシチュエーションとキーワード 【シチュエーション】 【記載内容】 設 計 ・主に制御システム設計者が留意すべき事項を記載。 (制御システム設計,プログラマブルコントトローラの適用,プログラミング) 組 込 み ・PLCの制御装置への組込み・設置にかかわる留意事項を記載。 (設置環境,前準備,取付) 輸 送 ・PLC及びそれを組み込んだ装置の輸送時の留意点を記載。 (輸送手段,輸送環境) 輸 出 ・PLC は「貿易管理令」及び「外国為替及び外国貿易法(外為法)」の対象品目です。従っ て,制御装置や機械装置に組み込んだ状態でも,海外へ輸出する場合は所定の手 続きが必要です。(該当国:全世界) 使 用 ・機械装置のオペレータの方が留意すべき事項を記載。 (使用環境,運転中の操作) 保 守 ・PLCの保守にかかわる留意事項を記載。 (電池やリレーなどの消耗部品の交換,日常手入れ) 廃 棄 ・ PLCを廃棄する場合の留意点を記載。 記載されている要請事項又は製品情報が何に該当するか,容易に判別するためにキーワードを設定しております。 ●取扱いガイドの表記 要請事項とその理由及びその危険度(要請事項を守らなかった場合の影響度合い)をセットで表記しています。 危険度は次の基準を採用しています。 ・「危険」 取扱いを誤った場合に,使用者が死亡又は重傷を負う危険な状態が生じることが想定され,か つ,危険発生時の警告の緊急性(切迫の度合い)が高い限定的な場合。 ・「警告」 取扱いを誤った場合に,使用者が死亡又は重傷を負う危険な状態が生じることが予想される 場合。 ・「注意」 取扱いを誤った場合に,使用者が傷害を負うか又は物的損害のみが発生する危険な状態が生 じることが想定される場合。 12 Copyright NECA All right reserved
Page14

●PLCの取扱いガイド № シチュエーション キーワード 要請事項又は製品情報 補足説明 危険度 1 設計 システム 用途, 取扱説明書に記載のない条件や環境での使用及び原 汎用のPLCは,取扱説明書に記載のない特殊な環境 危険 リスク 子力制御,鉄道,航空,車両,燃焼装置,医療機器,での使用や,特に高い安全性や信頼性を必要とする アセス 娯楽機械,安全機器,防衛機器,その他人命や財産に機器への使用を想定しておりません。 メント 大きな影響が予測されるなど,特に安全性が要求さ れる用途へは使用しないでください。 ご検討の場合は,定格・性能に対し十分余裕を持った 冗長設計,誤動作防止設計,フェールセーフなどの安 全対策に配慮をいただくとともに,PLCメーカに事 前にご相談ください。 2 設計 システム 用途, P LCを使用する場合は,用途や使用場所・国などに<代表的な安全に関する基準,規格の例> 危険 リスク 則した基準・規格に基づき,システムを構成してくだ・機械の包括的な安全基準に関する指針について:厚 アセス さい。また設計にあたっては,リスクアセスメントを 生労働省通達(基発第501号) メント 確実に行ってください。 ・機械類の安全性-基本概念,設計のための一般原則: JIS TR 9700/9701 (ISO 12100-1,-2) ・リスクアセスメントの原則: JIS B 9702 (ISO 14121) ・電気設備安全規格:JIS B 9960-1 ・プログラマブルコントローラ: JIS B 3501, 3502, 3503 ・測定用,制御用及び試験室用電気機器の安全性 第 1部:一般要求事項: JIS C 1010-1 ・第2-201部:制御装置の個別要求事項: JIS C 1010-2-201 ・電気・電子・プログラマブル電子安全関連系の機能 安全:JIS C 0508-1~7 リスクアセスメントが不十分ですと,重大な事故を 招くおそれがあります。 3 設計 安全回路 インター 安全や機械損傷に影響のあるインターロック回路 ソフトウェアによる安全インターロックだけでは, 危険 ロック は,PLCとは別に専用の回路で構成してください。 危険回避は不十分です。PLCの故障による誤出力, 外部電源の異常やPLC本体の故障時でも,システム 誤動作により,機械の破損や重大な事故を招くおそ 全体が安全側に働くようにPLCの外部で安全回路をれがあります。故障時においても、安全状態で停止さ 設けてください。 せることができる安全コントローラや安全PLCをご 使用ください。 4 設計 ネット 非常停止 非常停止信号伝送には,一般通信ネットワークを使 一般通信は,伝送途中でのデータ化け防止対策はさ 危険 ワーク 用しないでください。機械損傷に影響のある信号伝 れていますが,外乱や故障などで通信時間が遅れた 送に用いる場合は,ネットワークに通信渋滞や故障 り,データが届かない場合があり,非常停止の遅延に 発生した場合でもシステムとして安全が確保できる より重大な事故を招くおそれがあります。 フェールセーフ設計としてください。 故障時においても、安全状態で停止させることがで きる安全通信をご使用ください。 ・産業用通信ネットワーク-プロファイル-第 3 部 機能安全フィールドバス: IEC 61784-3 5 設計 保護回路 過電流 出力回路など過電流の流れるおそれがある回路に 出力ユニット又はモジュールにおいて,定格以上の 危険 保 護 は,外部にヒューズなどの保護回路を設けてくださ 負荷電流又は負荷短絡などによる過電流が長時間継 い。 続して流れた場合,発煙・発火のおそれがあります。 6 設計 電源回路 電源 PLC本体の電源立上げ後に,外部機器の供給電源を外部機器の供給電源を先に立ち上げると,誤出力,誤 危険 投入 投入するように回路を構成してください。 動作により機械の破損や事故のおそれがあります。 順序 13 Copyright NECA All right reserved
Page15

№ シチュエーション キーワード 要請事項又は製品情報 補足説明 危険度 7 設計 ネット 通信 ネットワークが交信異常になったときの各局の動作 誤動作や故障の原因になります。 注意 ワーク 異常 状態については,当該ネットワークのマニュアルを 参照してください。 8 設計 配線 ノイズ 機器間を接続する信号ケーブルや通信ケーブルは, ノイズにより誤動作や故障の原因になります。 注意 (設置) ノイズ源となる主回路や動力線などとは別の配線経 路を取るなど距離をおき,束線したり,近接配線はし ないでください。 9 設計 配線 ノイズ 電源回線は,ノイズの影響を考慮し,必要に応じてト誤動作や故障の原因になります。 注意 ランスやノイズフィルタを設けてください。 10 設計 配線 ノイズ 入力回路に対しては,電磁誘導やノイズによる影響 誤動作や故障の原因になります。 注意 を防ぐため,必要に応じてサージアブソーバの取付 けやリレーによる絶縁回路を設けてください。 出力回路に対しては、リレー等の誘導負荷による逆 起電力の影響を防ぐため、必要に応じてサージキラ ーを取付けて下さい。 11 設計 出力回路 機種 ランプ負荷,ヒータ,ソレノイドバルブなど突入電流出力のOFF→ON時に大きな突入電流(通常の10倍 注意 選定 が発生する負荷の場合は,それを考慮した出力ユニ 程度)が流れる場合があり,溶着や焼損などの原因と ット又はモジュールを選択してください。 なります。 12 設計・保守 プログラム バック PLCのソースプログラムは,必ずバックアップを取何らかの原因でPLC内のオブジェクトプログラムが 注意 アップ り,設計部門及び保守部門にて保存管理してくださ 破壊や消失した場合に,短時間での装置の運転復旧 い。 が困難となります。 13 設計・保守 プログラム 転送 プログラムやデータ転送中は,本体の電源OFFやリ プログラムやデータが壊れる場合があります。 注意 セットを行わないでください。 14 設計・保守 プログラム 変更, 運転中にデータやプログラムを変更,強制ON/OFF 意図しない機械動作につながり,機械の破損や事故 危険 操作 などを行う場合は,十分に安全を確認してから行っ を招くおそれがあります。 てください。 15 組込み 一般仕様 使用 次の環境での設置及び保管は避けてください。 誤動作や故障の原因になります。 注意 環境 ・じんあいの多い場所 ・腐食性ガス(SO2,H2S),可燃性ガスの発生する場 所 ・許容値を超える振動,衝撃のある場所 ・急激な温度変化により結露するような場所 ・設置条件から外れる低温又は高温 ・設置条件から外れる高湿度 ・直射日光の当たる場所 ・強い電波や磁界を発生する機器の近く 16 組込み 設置 使用 上記のほか,運転環境を留意して組み込んでくださ 適合しない場合は,装置本来の性能が得られないだ 警告 環境 い。 けでなく,装置を破損したり,過熱により,火災など ・電源の容量,周波数,電圧及び変動率などが,装置 の原因となります。 の仕様に適合するか確認する。 製品性能を満足しないおそれがあります。また,電解 ・ 装置に設けられている通風口,吸排気口はふさが コンデンサなどの寿命が低下する場合があります。 ない。 ・ 発熱する機器の上部・近傍へは設置はしない。 17 組込み 取付け 振動 振動の多い環境で使用する場合は,メーカにご相談 ねじの緩みだけでなく,内部コネクタの接触不良,メ 注意 ください。 ッキのはがれなどが起こり故障の原因になります。 18 組込み 取付け 異物 ユニットやモジュール内に,切粉や配線クズなどの 火災,故障,誤動作の原因になります。 警告 進入 異物が入らないように注意してください。 ユニットやモジュールには,配線時に内部へ配線ク 異物混入防止ラベルは,必ず配線終了後にはがして ズなどの異物が混入するのを防止するため,上部に ください。 混入防止ラベルを貼り付けています。これを除去せ ずに通電すると,冷却不足が起こり故障の原因とな ります。 14 Copyright NECA All right reserved
Page16

№ シチュエーション キーワード 要請事項又は製品情報 補足説明 危険度 19 組込み 配線 接地 接地端子(PE,FE,FG,LG端子などと表記される)は,感電,誤動作のおそれがあります。 注意 コントローラ専用の D 種接地(旧第三種接地)以上で (PE:Protective Earth, FE:Functional Earth, FG: 必ず接地を行ってください。 Frame Ground,LG:Line filter Ground) 20 組込み プログラム 初期 使用前にメモリクリアや初期設定が必要な機種は, 正常な動作をしない場合があります。 注意 設定 取扱説明に従って必要な初期設定を行ってくださ い。 21 組込み・ 取扱い 静電気 PLCから取り外したボードやモジュールは,接地さ静電気により部品を壊すおそれがあります。 注意 保守 対 策 れた机の上に導電性マット又は導電袋(予備ボードな どの入った袋)を敷き,その上に置いてください。 22 組込み・ 装置 取扱い 配線やユニット又はモジュールを着脱するときは, ユニットやモジュールを取り外すと,充電部が露出 警告 保守 必ず外部電源が切れていることを確認してくださ するものがあります。 い。 23 組込み・ 装置 取扱い ユニット又はモジュール内やボードの部品や端子, IC,LSIなどが静電破壊し,故障の原因になります。 注意 保守 コネクタ,はんだ面に手を触れないでください。 24 組込み・ 装置 取扱い 装置やユニット・モジュール,ボードの分解や改造を装置の安全性が失われるだけでなく,装置の誤動作 警告 保守 しないでください。 や故障,ケガ,火災の原因となります。 25 輸送 制御盤 転倒 PLCを収納した制御盤は,輸送中に転倒しないよう PLCや他の機器が破損することがあります。 注意 防止 にしてください。 26 輸送 環境 振動, 輸送中の振動,衝撃が規定を超える場合,次のような PLCが破損することがあります。 注意 衝撃 対策が必要です。 ① PLC単体で輸送してください。 ② モジュール類は,メーカ梱包に入れて輸送してく ださい。 ③ 端子やモジュールの締付けネジは,規定のトルク で締め付けてください。 ④ 使用していない空きの端子ねじも,規定のトルク で締め付けてください。 27 輸送 環境 温度, 輸送中の環境が,PLCの保管条件を超える場合は, PLCが損傷することがあります。 注意 湿度, 注意が必要です。(振動,衝撃,温度,湿度,かび, 低温でプラスチックケースが破損することがありま 振動, 錆) す。 衝撃 ① 船便の場合,船倉が高湿度になり,かびや錆の発 生があります。密閉梱包とともに吸湿剤を入れて ください。 ② 極低温で振動がある場合は,PLC本体は盤から外 し,単体で輸送してください。なお,ビニール電線 は使えません。シリコン電線にしてください。 ③ 輸出の場合,到着先で長期間にわたり屋外で保管 されることがあります。錆,かびの発生防止を行 ってください。 28 輸送 環境 輸送・ 輸送と保管が長期間になった場合,乾燥状態になっ PLCが損傷することがあります。 注意 保管後 てから稼動させてください。 の稼動 29 輸出 手続き 法令 PLCは,「貿易管理令」及び「外国為替及び外国貿易法税関で証明書の提示を求められることがあります。 注意 (外為法)」の対象品目です。従って,制御装置や機械装 置に組み込んだ状態でも,海外へ輸出する場合は所 定の手続きが必要です。 30 輸出 手続き 書類 該非判定書依頼時の依頼書内容は,依頼元,仕向け 依頼内容に不備がある場合,該非判定書を発行でき 注意 国,最終需要家,使用用途,製品形式などを正確に漏ないおそれがあります。 れなくお願い致します。 31 輸出 手続き 期間 該非判定書の依頼納期は,十分な期間をもってご依 納期に間に合わず輸出に滞りが発生する可能性があ 注意 頼ください。 ります。 15 Copyright NECA All right reserved
Page17

№ シチュエーション キーワード 要請事項又は製品情報 補足説明 危険度 32 使用 環境 温度, 適正な周囲温度で使用してください。 使用温度範囲を超えると不動作や故障の原因となり 注意 結露 ます。寒冷地では,スペースヒータなどで低温対策を 実施してください。 結露がない状態で使用してください。 結露は故障の原因になります。 温度変動の大きい場所や多湿の場所での使用は,特 に留意してください。 33 使用 障害 電磁波 PLC本体及び信号線に携帯電話,トランシーバなど誤動作や故障の原因となります。特にアナログ回路 注意 強い電波又はノイズを発生するものを近づけないで に留意してください。 ください。 34 使用 環境 保存 長時間使用しないときは,保存温度,保存湿度を守っ誤動作や不動作,故障の原因になります。 注意 てください。また,長期間通電しないままにすると, 電池やバックアップキャパシタの放電や電解コンデ ンサの容量抜けが起こる場合があります。 プログラムやデータの消失をはじめ,使用前に点検 を実施してください。 35 保守 増設ケーブ 取扱い 増設ケーブルは,確実に装着してください。 接触不良により,誤動作や故障の原因になります。 注意 ル 装着後に,装着状態をチェックしてください。 36 保守 交換 寿命部品 電池,電源回路用平滑コンデンサ(電解コンデンサ),平滑コンデンサを使用した電源関連製品は,使用5年 注意 リレー,ヒューズは経年変化や使用回数により消耗 間を目安に,メーカに点検を依頼してください。 する部品【消耗部品】です。取扱説明書の交換基準に より交換してください。 37 保守 交換 取扱い 電池交換が必要な場合は,取扱説明書に従い,実施し 電池が消耗すると,電源OFF時に内部のデータやプ 注意 てください。 ログラムが消失するおそれがあります。 38 保守 交換 取扱い 平滑コンデンサ,ヒューズ,リレーは,メーカ製品組メーカの供給単位製品を分解・部品交換・修理された 注意 込みで,ユーザで交換できない場合があります。その 場合は,故障の原因となります。また,その場合は, 場合は,製品ごと新品交換し,メーカ修理・交換を依製品保証の対象外となります。 頼してください。 39 保守 交換 ヒューズ, 使用中にヒューズが切れた場合は,ヒューズのみの ヒューズは,焼損防止用で,素子や負荷機器の保護用 注意 交換単位 交換はせず,原因究明/排除とともに,当該製品(ユニではありません。故障原因の調査・修理をしないと, ット又はモジュール=メーカの供給単位)ごと交換し 再使用はできません。 てください。 40 保守 交換 ヒューズ ヒューズは,指定品を使用してください 適切な保護ができません。 注意 41 保守 予備品 補修 故障に備えて,プロセッサ・入出力・電源・通信・メ 予備品がないと,システムのダウンタイムが増大し 注意 モリなどのシステムで使用しているユニット又はモ ます。 ジュールを,少なくとも各 1 台は予備品を用意して ください。 42 保守 予備品 在庫 PLCメーカの生産中止の予告に留意し,生産中止予メーカ側の生産中止情報に注意してください。 注意 告があった場合は,そのシステムの使用期間を予測 して予備品の在庫数を増やしてください。 43 保守 清掃 汚れ 装置やユニット・モジュールの汚れは,柔らかい布で 汚れたままにしておくと,誤った判断や誤操作の原 注意 ふいてください。 因になります。 汚れがひどい場合は,水でぬらした布を固くしぼっ シンナーや有機溶剤などを使用すると,変色,変形の てふいてください。シンナーや有機溶剤などでふか 原因になります。 ないでください。 44 保守 電池 取扱い 電池は,正しく取扱い,接続してください。充電,分 電池の取扱いを誤ると,液漏れ,発熱,破裂,発火な 危険 解,加熱,火中投入,ショート,ハンダ付けなどを行どにより,ケガ,火災のおそれがあります。 わないでください。 45 保守 配線 増締め 端子ねじ,ユニットやモジュールの取付ねじなどは,使用中に緩みが生じ,接続不良に伴う発熱,短絡,誤 警告 定期的に増締めを行ってください。また,保守や配線 動作の原因になります。 後は,必ず端子カバーを付けてください。 なお,感電防止のため,増締めは電源を完全に切った 状態で行ってください。 16 Copyright NECA All right reserved
Page18

№ シチュエーション キーワード 要請事項又は製品情報 補足説明 危険度 46 廃棄 装置 本製品を廃棄する場合は,産業廃棄物として地方自 法規制,条例により定められています。 注意 治体の条例などに従って処理してください。 本書は過去、メーカ側とユーザ側間の幾多の交渉を通じ、メーカ側が得た経験、情報を基にPLC適用時の正しい使い方に 関して編集したものである。第 2章以降にシステムを構築し正常稼働する上での留意事項を説明する。 ・第 2章 PLCシステム設計 ユーザのアプリケーションシステムを設計する際の、基本的フローに従った、PLCの選定基準及び、検討項目を説明 する。 ・第 3章 プログラミング 各種PLC言語の内容説明と具体的事例でのプログラミング方法について説明する。 ・第 4章 据付け・配線と試運転 実際にPLCシステムをユーザの現地にて稼働させる上でのPLCの開梱から制御盤への据付け、環境対策、デバッグ、 試運転までの注意事項を説明する。 ・第 5章 保守と保管 PLCシステムをより効果的に稼働させていくための考慮すべき事項(予防保全、事後保全、保守用備品など)につい て説明する。 ・第 6章 トラブル事例集 使用する上で、過去経験したトラブルに対しその対策を説明する。 17 Copyright NECA All right reserved
Page19

22. PLCシステム設計 PL1C シス テムは、単一機械の制御から工場全体の完全一式制御までの広範囲にわたる産業用アプリケーションに用いられ る。また、通信機能を用いた交通や物流などの社会インフラや農業などの分野まで幅広く使用されている。PLC システムの 設計においては、その制御対象物の基本的な目的を経済性・信頼性・安全性・納期などの点より検討し、PLC へのセンサな どの入力手段、制御対象への出力手段とネットワークなどの通信手段などの諸手段から、PLC の制御範囲を明確に決定する ことが重要である。そして、その制御範囲、制御規模に対する最適機種の選定をすることが望ましい。機種選定の決定者は、 最適機種の選定にあたって設計者側の立場だけでなく、使用者側の保守、保全の立場や、将来の事業計画からの拡張性など も考慮する必要がある。 以上より、ここでは設計段階における重要事項である機種選定のポイント、各種PLCの特長をカタログ仕様から判断する ポイント、また実際に使用する際の周辺回路の設計について述べる。 2.1 PLCシステムの設計フロー 図 2.1にPLCシステムの設計フローを示す。PLCシステムを設計するには、まず対象とする「自動化システム」の要求事 項を解析し、PLC システムを決定し、設計、施工、据え付け、検査というフローとなる。以下、この設計フローに沿って説 明する。 自動化システム 要求事項の解析 システムの解析と 仕様の決定 システムの詳細機能仕様の決定 PLCの機能仕様の決定 PLCシステムの選定 PLCの各種モジュールの決定 プログラムの作成 機種選定と施工 PLCのハードウェアの構築 プログラムの検証 ハードウェアとソフトウェアの合体 PLCシステムの機能試験実施 据え付け、配線 据え付けと 立ち会い検査 現場機能試験 立会い検査 図 2.1-PLCシステムの設計フロー 2.2 PLCの機能仕様の決定 PLC の機能仕様を決定するためには、まず全体の自動化システムを解析し、その制御対象及びアプリケーションの要望事 18 Copyright NECA All right reserved
Page20

項(例えばシステムの拡張性や装置故障の影響範囲など)を明確にし、そのシステムの詳細機能仕様(例えば PID 制御仕様 やトータルシステムの応答時間など)を決定しなければならない。この自動化システムの詳細の機能仕様に従って、このシ ステムに採用するPLCの機能仕様を決定する。本編では、PLCそのものの理解とその使い方に重きを置いているため、自動 化システムの解析や設計の方法については省略する。基本的には、PLC 及びその周辺機器だけで構成されるシステムの範囲 に絞って説明する。 2.3 PLCシステムの選定 PLCの機能仕様に従って、PLCシステムを選定する。その留意点を次に述べる。 2.3.1 PLCシステム選定上の留意点 PLCシステムの選定は、PLCの制御範囲の決定や、PLCの機種選定の基礎になるものである。PLCを使用したシステム設 計をする際には、 ① 制御対象(単独、複数) ② 制御規模 ③ 制御の複雑さ ④ 安全性(異常処置) ⑤ 作業性・保守性 ⑥ 信頼性 ⑦ 設置環境 ⑧ 規格・法規制 ⑨ コスト など、総合的に検討する必要がある。 図 2.2 はシステム検討上の留意点を相互の関連を含め図示したものである。これらをまとめたのが、PLC の機能仕様書と なる。これらが明確であれば、その後の制御システムの決定、及び機種選定以後のトラブルの発生を最小限に押さえること ができるであろう。また、この中で「ネットワーク」・「HMI(ヒューマン・マシン・インタフェース)」・「規格・法規制」に ついても、十分な検討が必要である。 19 Copyright NECA All right reserved