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シーケンス制御講座「信号の入力」

シーケンス制御講座「信号の入力」

基礎からはじめるシーケンス制御講座

最低限の知識:信号の入力

リレーで制御回路を作る前に、センサーからの信号でリレーを動作させて見ましょう。

今回使用するのは光電センサーです。

簡単に説明すると、センサーから光を飛ばしていて、その光をさえぎるとセンサーが反応します。

 

その信号でリレーを動かすのですが、センサーについてもう少し勉強しておきましょう。

センサーには透過形と反射形があります。

まずは透過形を見てみましょう。

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透過形センサーは片方から光が出て、片方のセンサーで光を受け取ります。ではセンサーの間をさえぎってみましょう。

スクリーンショット 2017-01-31 15.13.21

光をさえぎると右側のセンサーが光を受け取れなくなり、センサーが反応します。

つまり通路などにセンサーを仕掛けておけば、人が通るたびに反応します。

このように光を出す方(投光側)と光を受ける方(受光側)の2個に分かれているセンサーを透過形センサーと呼びます。

 

次に下のようなセンサーを説明します。

st1_42 スクリーンショット 2017-01-31 15.13.34

反射形センサーは投光側と受光側が一体になったセンサーです。

どのように反応するのかというと……

スクリーンショット 2017-01-31 15.13.44

上の図のようにセンサーの前に物を置くと、センサーから出た光が反射して自分に戻ってきます。

その光を受信してセンサーが反応します。

自分で出した光を利用して、センサーの前に物があるか判断しているのです。

 

では透過形と反射形センサー、どちらを使えばいいのでしょうか?

私の場合、基本的に透過形を使用します。

どうしても取り付けが難しい場合は反射形を使用します。理由は安定しているからです。

 

産業機器の業界において、光電センサーの使用用途のほとんどは“製品”(ワーク)の検出です。

反射形は特性上どうしても製品の色や、距離によって安定しない場合があります。

さらにハイパワーなセンサーの場合、通路を歩く人に反応したりします。

 

そのような理由で、できる限り透過形センサーを使うようにしています。
※これは私の個人的な意見です。

最近の反射形センサーは昔ほど不安定ではないので用途によっては十分使用できますし、変位センサーなどは反射形です。

 

レーザーセンサーの反射形などは長距離で使用できますので、安全面さえ気をつければ使い勝手は抜群です。

注意点としては、メーカーによって性能が全然違います。

メーカーによっては得意不得意があるので、しっかり相談して購入しましょう。

 

次にセンサーには「ダークオン」や「ライトオン」という言葉がでてきます。

センサーによっても違いますが「D/O」や「L/O」と表示されています。

スイッチで切り替え可能なタイプもあります。

 

たとえばダークオンはセンサーの受光側に光が届かなくなったとき(暗いからダーク)センサー出力がONします。

透過形の場合はセンサー間に何か物がある場合、反射形の場合はセンサーの前に物がない場合です。

ライトオンはその逆となります。

 

つまり反射形と透過形でも逆になるので注意してください。

センサーの基本が分かったところで、次は配線の方法について説明します。

センサーからは下記の図のように色がついた線がでています。

スクリーンショット 2017-01-31 15.13.58

茶色がDCの+側です。

産業機器の業界ではDC24Vをよく使用するため、ここにDC24Vの+を入れます。

次に青色の線がDC24Vに対する-側です。

 

そのまま接続します。投光側と受光側は同じです。

この茶色と青色の線が電源線なので、一緒にして電源を供給しても問題ありません。

最後に黒色の線が残りました。これは信号線です。

 

センサーが出力をだすと、この信号線が-に落ちます。

つまり下のように配線をすればセンサーが反応した時リレーが動作します。

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リレー側には常に+を入れて起きます。

センサーが複数ある場合はすべてのリレーに+を供給する必要があり、まとめて供給するため「プラスコモン」とよんだりします。

そしてリレーのマイナス側をセンサーの信号線に接続します。これで完了です。

 

※線の色の補足です。昔の機器は線の色が違う場合があります。下記のように変換してください。

  • 赤色→茶色(DC+)
  • 黒色→青色(CD-)
  • 白色→黒色(信号線)

 

次にシリンダセンサーの接続も見てみましょう。

シリンダについてはここでは説明しません。SMCなどのページで調べてみてください。

シリンダ内部のピストンに磁石が入っていて、シリンダが前進した場合、内部のピストンも前進します。

 

するとシリンダにつけられているセンサーが磁石に反応して動作するのです。

これによって現在シリンダが前進しているのか、後退しているのかを判断しているのです。

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シリンダセンサーは基本的に2本線を選ぶと接続が楽です。

上の図のようにリレーと電源の間に取り付けるだけです。

スイッチと同じイメージです。これが3本線になると光電センサーのような接続になります。

 

ここで説明したのは「NPN」というタイプです。日本の機器はNPNが多いらしいです。

もし選択する必要があればNPNを選択しておくのが無難です。PNPとNPNで覚えにくいのですが、ニッポン⇒NPということでNPNと覚えましょう。

それでは基礎知識もついたところで、制御の説明にはいって行こうと思います。

 

出典:『基礎からはじめる シーケンス制御講座』

参考書

『これだけ!シーケンス制御 (これだけ!シリーズ)』武永 行正(2014年12月、秀和システム)
『図解入門よくわかる最新シーケンス制御と回路図の基本』武永 行正(2013年2月、秀和システム)


1977年、広島県福山市生まれ。武永制御 代表。「基礎からはじめるシーケンス制御講座」管理人。◎福山職業能力開発短期大学校(制御科)を卒業。某電機会社にて設備エンジニアを務めた後、武永制御を創業。◎著作に『図解入門よくわかる最新シーケンス制御と回路図の基本』(2013年 秀和システム)、『これだけ!シーケンス制御』(2014年 秀和システム これだけ!シリーズ)がある。◎基礎からはじめるシーケンス講座 http://plckouza.com/index.html