電気における PLC: プログラマブルロジックコントローラの説明

電気技師、製造業者、業界マネージャー、工場販売業者であれば、電気プロジェクトを自動化する必要があります。プログラマブルロジックコントローラー (PLC) の助けを借りて、機械や装置を制御できるようになりました。

電気における PLC の意味と仕組みを理解しましょう。また、プログラマブルロジックコントローラーの種類と日常生活での利点についても学びます。

電気における PLC とは何ですか?

プログラマブルロジックコントローラ (PLC) は、複数のパーツで構成される特殊な産業用コンピュータです。実際には、入力からプログラムされたデータを受信し、出力で機械に作業指示を送信します。つまり、基本的に PLC は、内部プログラミングの助けを借りて機器の機能を自動化できます。

たとえば、PLC を使用して次のようなものを制御できます。

モーター
スイッチギア
バルブ
ロボットアーム
センサー
安全遮断装置
ベルトコンベア等

つまり、製造業の場合、複数の手動スイッチは必要ありません。また、複雑な配線やハードウェアも不要になります。

プログラマブルロジックコントローラは、過酷な環境 (非常に高い温度や非常に低い温度) でも簡単に動作できます。そのため、業界のすべての電気化学タスクを簡単に管理できます。

PLCの主なコンポーネント

プロセッサ/CPU モジュール: この部分は中央処理装置とも呼ばれます。与えられたプログラムを受信し、バイナリコード (0 と 1) の組み合わせである機械語に変換します。
入力アセンブリ: この部分は、プロセッサからコントローラに入力信号を送信する役割を担います。
出力アセンブリ: 出力アセンブリは、実行されたデータをプログラマブルロジックコントローラから現実世界に転送します。ここでの現実世界とは、私たちの周囲にあるさまざまな PLC アプリケーションを意味します。
コミュニケーションカード: 製造ユニットに複数の PLC がインストールされている場合、システム全体がこれらのカードを介して相互に通信します。
取り付け/ラック: ラックを使用すると、PLC の複数のパーツを 1 か所にまとめることができます。ラックはすべての PLC コンポーネントにスペースを与えるため、ハウジングとも呼ばれます。
電源： 電源の助けを借りて、プログラマブルロジックコントローラーに必要な電流を供給します。一般的な電力の値は、120V AC と 24V DC です。
プログラミングユニットまたはインターフェース: すべての PLC には独自のプログラミングコードとソフトウェアがあります。PLC プログラマーの助けを借りれば、個人のラップトップでも PLC デバイスをプログラムできます。
メモリ： 通常、メモリは別のカード上に存在するか、プロセッサ/CPU の一部である場合もあります。メモリはデータを保存し、割り当てられた機能を自動化するためのプログラムを記憶します。
入力出力 (IO) カード: これらのカードは、PLC ユニットを業界の他の機器にリンクします。アナログとデジタルの 2 種類があります。

プログラマブルロジックコントローラはどのように動作するのでしょうか?

PLC の上記の部分を学習したので、PLC デバイスの動作を簡単に理解できます。では、PLC はどのようにして機械やその他の工場のプロセスを制御するのでしょうか?

プログラマブルロジックコントローラは、ユーザーの指示に従って動作します。CPU は PLC の頭脳と言えます。
プログラムを読み取り、入力を理解し、次に何を実行するかを最終的に決定します。
スイッチやセンサーなどの入力を PLC に接続すると、信号がバルブ、ライト、モーターなどの制御要素に送信されます。
これらは出力として機能します。その後、電源は AC 電圧から DC 電圧を生成し、PLC が適切に動作できるようになります。

注記：

また、ラップトップまたはコンピューターを使用して PLC プログラムをアップロードします。最終的に、CPU プロセッサーが出力 (モーターのオン/オフ、バルブの開閉など) を作成します。

PLCの種類

以下は、今日説明する 7 つの主なタイプのプログラマブルロジックコントローラーです。

1. モジュラーPLC

モジュラー PLC には、複数の通信ポートとプロセッサを備えたベースユニットがあります。また、モジュラーシステムの機能性を高めるために、小型モジュールを追加することもできます。そのため、ユーザーはさまざまな I/O モジュールを組み合わせるオプションが増えます。このようにして、カスタムアプリケーションのニーズが満たされます。

2. 固定プログラマブルロジックコントローラ

これらの PLC は高度に専門化されたプロジェクト向けに製造されており、インストール後に簡単に変更することはできません。ただし、これらの PLC を利用して複数の繰り返しタスクを実行する場合は、コストを節約できるソリューションを提供します。通常、このプログラマブルロジックコントローラーは、パラメーターがほとんど変わらないプロセスに選択されます。

3. ミニPLC

名前の通り、小型で低コストのロジックコントローラーです。電気技師や業界管理者などのユーザーは、簡単なプロジェクトにこれを利用します。ただし、大型のプログラマブルコントローラーと比較すると、ミニ PLC の入出力ポイントの数は少なくなります。

最も良い点は、非常に速く、手間をかけずにインストールできることです。ほとんどの場合、パルス出力やデジタルおよびアナログ出力などのプロパティが組み込まれています。

4. 安全PLC

で KDMスチール、私たちは産業オートメーションにおける安全な操作を保証するために、安全なプログラマブルロジックコントローラを設計しています。人員、機械、その他の機器は、グローバルな安全SOPに従って保護されています（例： IEC61508 規格).

安全 PLC は、問題診断、フォールトトレランス、高効率の機能を備えています。

5. マイクロPLC

マイクロ PLC の複雑さのレベルは、モジュラー設計とミニ PLC モデルの中間です。これらのデバイスはコンパクトで、1 つまたは 2 つ以上のプロジェクトを同時に処理できます。また、ラックユニットや拡張カードなどの追加のハードウェア部品も必要ありません。

さらに、マイクロプログラマブルロジックコントローラにはイーサネットネットワークプロトコルが付属しているため、工場や施設のアーキテクチャにすばやく統合できます。

6. ナノプログラマブルロジックコントローラ

Nano PLC は、以下の理由により最新版のコンピュータ化コントローラーです。

高速処理と精度
超小型サイズ
高度なマイクロコントローラ
プログラミングを行うための非常に特殊なソフトウェアツール

Nano PLC は、パターンマッチング、軸移動、マシンビジョン、オブジェクト認識などの複雑なアプリケーションで使用できます。

7. 電源内蔵型と電源非内蔵型のPLC

通常、これらのプログラマブルロジックコントローラーは、電源に基づいて分類されます。

内蔵電源: すでに電源が取り付けられている PLC には、機械内部に DC 48 または DC 24 の DC 電圧があります。この場合、追加のバッテリーは必要ありません。

外部ソースが必要: ここで、PLC には電源が内蔵されていません。つまり、変圧器やバッテリーなどの外部電源に接続する必要があります。

PLC（プログラマブルロジックコントローラ）の機能

診断とトラブルシューティング

ロジックコントローラーには多くの診断機能があり、それらを使用して機器の問題を特定できます。エラーメッセージや障害に関するその他の詳細な情報を確認できます。そのため、メンテナンスのプロセスがはるかに簡単になります。

アラーム管理

緊急事態が発生したときに工場でアラームが鳴るように設定しているとします。ここで PLC が役立ちます。PLC はさまざまな状況を常に分析し、何かが制限を超えたときにアラームをオンにします。

どのようにすればそれが可能になるのでしょうか? なぜなら、このような状況に応答するように PLC がすでにプログラムされているからです。

シーケンシャルコントロール

たとえば、工場で鉄鋼を製造していて、この作業全体が特定の順序で段階的に実行される必要があるとします。この情報はロジックコントローラーのメモリに保存されているため、すべてが正しい順序で実行されることが保証されます。

ロジック制御

PLC は、多くのロジック機能の実行と制御にも優れています。スイッチやセンサーから入力信号を受け取ります。次に、プログラムされた論理ルールを適用して、特定の応答を決定します。つまり、PLC はセンサーからデータを受信できます。その情報に基づいて、モーターの速度をいつ調整するかを決定できます。

産業安全

オペレーターと機器の安全を確保したいですよね? ロジックコントローラーは産業用制御パネルが国際安全基準に準拠するのに役立ちますので、心配する必要はありません。前述のように、安全 PLC は攻撃や緊急事態で停止機能を起動します。したがって、機械全体がシャットダウンされ、事故を防止します。

電気プロジェクトで PLC を使用する場合の 10 の利点

PLC の利点は次のとおりです。

スキャン時間と実装は非常に高速です。
製造工場内の他のコンピュータと通信することもできます。
彼らのプログラミング言語は誰にとっても非常に理解しやすいです。
PLC は基本モデルが非常に手頃な価格であるため、幅広い価格で購入できます。さらに、この理由から、スタートアップ企業や中小企業の経営者は PLC を頻繁に使用しています。
PLC の計算能力により、プロジェクトコストをほぼ正確に計算できます。
プログラマブルロジックコントローラーには特別なトレーニングは必要ありません。ソフトウェアにプログラムを提供するだけで、すぐに使用できます。
物理的なサイズが小さいため、設置のために別途広いスペースを用意する必要もありません。
PLC はエネルギー効率も高く、電力をあまり消費しません。
ロジックコントローラーはリアルタイムで動作するため、センサーデータの変化に迅速に対応できます。そのため、緊急時や非常時には迅速な対応が保証されます。
PLC のメンテナンスコストは非常に低いため、製造のダウンタイムを削減するには長期的な投資として最適です。

プログラマブルロジックコントローラのアプリケーション

PLC の興味深いアプリケーションを以下に紹介します。これらのロジックコントローラーがあらゆる場所でどのように拡大しているかに驚かれることでしょう。

交通信号灯
発電・配電システム
電気部品の自動動作
地下の石炭鉱山
遊園地の乗り物
ガラス、製紙、セメント製造業
火災検知システム
ジェットコースター
ドアの自動開閉
スマートヘルスケアと農業ソリューション
エレベーターとエスカレーター
自動洗車機

また、自動車の組み立てライン、通信プロトコル、食品や飲料のパッケージングにおける PLC の使用についても学習します。

最後に

このガイドで、電気システムにおける PLC に関するすべての関連情報を入手できたことを願っています。おわかりのように、プログラマブルロジックコントローラは、さまざまな産業機械や装置で役立ちます。

当社のチームは、お客様のニーズに合わせてPLCをカスタマイズし、PLCを供給することもできます。自動化制御パネルおよびエンクロージャ。 KDMへのお問い合わせ今すぐ無料でガイダンスを受け、すぐに見積もりを入手してください。

よくある質問

PLC モデルの選択方法は?

私たちの経験によれば、さまざまな要素を分析した上で新しい PLC デバイスを選択する必要があります。例:

施設の電圧容量
CPUの処理速度
非常に寒いまたは暑い製造工場にPLCが必要な場合の許容温度範囲
システムとリンクするための出力ポートと入力ポートが多数あります
カスタムアプリケーション用のPLCプログラミング言語
PLCスキャン時間
工場のスペースに収まるプログラマブルロジックコントローラの物理的サイズ

PLC の寿命はどれくらいですか?

平均期間について言えば、 5～20年 PLC コンポーネントの場合、寿命は部品のメンテナンスをどのくらいの頻度で行うかによっても異なります。

電気分野における PLC: プログラマブルロジックコントローラの説明