PLCトラブルシューティング：20年のノウハウを公開
PLCの誤作動で生産ライン全体が止まってしまうことを想像してみてほしい。イライラしますよね？この記事では、PLCの問題をトラブルシューティングするための実践的なヒントを紹介します。
工場が最小限の人的介入で円滑に運営されていることを不思議に思ったことはないだろうか。その答えはプログラマブルロジックコントローラ（PLC）にあります。この記事では、PLC自動制御の基本を分解し、PLCのコンポーネント、機能、タイプについて詳しく説明します。これらの基本を理解することで、PLCが産業オートメーションにおける効率と信頼性をどのように高めるかがわかります。これらのデバイスがどのように動作するかを学び、現代の製造業における極めて重要な役割を発見してください。
広く認識されているように、工業生産の進歩と科学技術の進歩は、自動化のためのプログラマブル・ロジック・コントローラ（PLC）の使用と密接に結びついている。
PLCは広義には次のように理解される：
リレー延長用集中制御キャビネット。
実用的な産業用アプリケーションでは、プログラマブル・ロジック・コントローラ（PLC）を使用することで、機器の集中管理と自動化を強化しながら、制御コストを大幅に削減することができます。
PLCを完全に理解するためには、まず技術の基礎を固めることが不可欠である。
被制御機器の信号を受信し、オプトカプラと入力回路を介して内部回路をON/OFF駆動する。
プログラムの実行結果は、出力インターフェースのオプトカプラと出力部品（リレー、サイリスタ、トランジスタ）を通じて出力され、外部負荷のオン／オフを制御する。
PLCの中核部品で、PLCにさまざまな作業を実行するよう命令する。
ユーザープログラムやデータの受信、診断、プログラムの実行など；
ストレージシステム、ユーザープログラムおよびデータ；
PLC と工業生産現場の制御対象との接続部分は、制御機器の信号を受信し、プログラムの実行結果を出力するために使用される；
通信インターフェースを介して、モニター、プリンター、その他の機器と情報を交換；
サイリスタ出力タイプ：
一般に、AC負荷のみを運ぶことができ、応答速度が速く、動作周波数が高い；
Tランジスタ出力タイプ：
一般に、直流負荷しかかけられず、応答速度が速く、動作周波数が高い；
リレー出力タイプ：
一般に、ACとDCの負荷に対応できるが、応答時間が長く、動作周波数が低い。
CPU、電源、I/O部品が1つのシャーシに集約されており、コンパクトな構造で低価格を実現している。一般に小型PLCはこの構造を採用している；
PLCの各部分は複数の独立したモジュールに分かれており、ニーズに応じて異なるモジュールを選択してシステムを構成することができます。柔軟な構成が可能で、拡張やメンテナンスが便利という特徴があります。一般的に、この構造は中・大型PLCに採用されます。
モジュラーPLCは、フレームまたはベースプレートと、フレームまたはベースプレートのソケットに取り付ける各種モジュールで構成されます。
インテグラルとモジュラーの特性を組み合わせ、スタックドPLCのCPU、電源、I/Oインターフェースも独立したモジュールですが、ケーブルで接続されているため、柔軟な構成が可能なだけでなく、容積も小さくなっています。
PLCのスキャン処理には、内部処理、通信サービス、入力処理、プログラム実行、出力処理の5段階がある。
この5段階のスキャンに要する時間をスキャンサイクルと呼ぶ。
スキャンサイクルは、CPU の動作速度、PLC ハードウェア構成、ユーザプログラムの長さに関係します。
PLC はサイクリック・スキャンによってユーザー・プログラムを実行する。
ユーザープログラムの実行プロセスには、入力サンプリング段階、プログラム実行段階、出力リフレッシュ段階が含まれる。
ボタンスイッチの構造模式図
1.ボタンキャップ
2.リターンスプリング
3.コンタクトの移動
4.常閉スタティック接点
5.ノーマルオープン静電接点
PLC は制御を実現するためにプログラム モードを採用します、制御条件を変えるか、または高めることは容易です PLC の接触は無限です；
PLC はシステムの反干渉の能力を改善するために連続働くモードを採用します；
PLCの接点は実際にはトリガーであり、命令の実行時間はマイクロ秒レベルである；
PLCはタイマとして半導体集積回路を使用し、クロックパルスは水晶発振器から供給され、高い遅延精度と広いレンジを持っています。
PLCにはリレーシステムにはない計数機能がある；
PLCは信頼性の高いマイクロエレクトロニクス技術を採用し、自己検査機能は時間内に発見することができます。
PLC は、集中サンプリングと集中出力による循環走査モードを採用している。つまり、入力の状態は各走査サイクルの入力サンプリング段階でのみ読み取ることができ、プログラムの実行結果は出力リフレッシュ段階でのみ送信できます。
さらに、PLC の入出力遅延は、ユーザプログラムの長さとともに、出力応答の遅れの原因となる。
I/Oレスポンスを向上させるために、ダイレクト入力サンプリング、出力リフレッシュ、割り込み入出力、インテリジェントI/Oインターフェースなど、いくつかのオプションが用意されている。
入力リレー、出力リレー、補助リレー、ステータス・レジスタ、タイマ、カウンタ、データ・レジスタ。
構造形式、設置形態、機能要件、応答速度、信頼性要件、モデルの統一性などを考慮しなければならない；
I/Oポイントとユーザーのストレージ容量を考慮する必要がある；
スイッチング値とアナログI / Oモジュールの選択、および特殊機能モジュールの選択を含む；
走査サイクルでは、入力状態のサンプリングは入力サンプリング段階でのみ行われる。プログラム実行段階に入ると、入力端はブロックされる。
走査サイクル中、出力イメージ・レジスタの出力関連状態は、出力インターフェイスを更新するための出力リフレッシュ・ステージ中にのみ出力ラッチに転送される。それ以外の段階では、出力状態は常に出力イメージ・レジスタに保持される。
この操作モードは、システムの信頼性と干渉防止能力を高めることができますが、PLC の入出力応答が遅延する可能性もあります。
PLC は集中させた見本抽出、集中させた出力および周期的なスキャンの働くモードを採用します。
集中サンプリングとは、スキャンサイクル中、PLC が入力サンプリングステージでのみ入力状態をサンプリングするプロセスを指す。プログラム実行段階に入ると、入力端はブロックされます。
一方、集中出力では、PLC は出力リフレッシュ段階でのみ、出力イメージレジスタの出力関連状態を出力ラッチに転送する。これにより出力インタフェースがリフレッシュされ、他のステージでは出力状態が出力イメージ・レジスタに保存される。
サイクリックスキャンとは、PLC がスキャンサイクル内で複数のオペレーションを実行する必要があるプロセスを指す。これは、操作を1つずつ順番に実行し、何度も繰り返すタイムシェアリングスキャニングという方法で実現されます。
電磁接触器は通常、電磁機構、接点、消弧装置、解放バネ機構、支持体、ベースなど、複数の部品で構成されています。
コンタクターは電磁原理で作動する：
電磁コイルに電流を流すと磁界が発生します。この磁界は静止している鉄心に電磁吸引力を発生させ、アーマチュアをそちらに引き寄せます。その結果、接点動作が駆動され、ノーマルクローズ接点は開き、ノーマルオープン接点は閉じます。
この2つの行動は相互に依存している。
コイルが通電されなくなると、電磁力は存在しなくなり、リリーススプリングがアーマチュアを元の位置に落下させ、接点を元に戻します。つまり、ノーマルオープンの接点は再びオープンになり、ノーマルクローズの接点はクローズになります。
プログラマブル・ロジック・コントローラ（PLC）は、産業環境におけるデジタル演算用に設計された電子機器である。プログラマブル・メモリを利用し、論理演算、シーケンシャル演算、タイミング演算、計数演算、算術演算を実行する命令を格納する。これにより、デジタルまたはアナログの入出力を通じて、さまざまな種類の機械や生産プロセスを制御することができます。
PLCとその周辺機器を設計する際には、産業用制御システムとの統合が容易で、機能を拡張して一体的なシステムを形成できるという原則に従うことが不可欠である。
さまざまなコンポーネントがあり、接点の数も異なり、コントロールの方法も異なる。
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