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PLCとは?詳しく解説します!

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plcとシーケンサとは何でしょうか?工場や設備の制御に使われる装置のことです。plcとシーケンサは、プログラムによって様々な動作を自動的に行うことができます。しかし、plcとシーケンサのプログラムは、一般的なコンピュータのプログラムとは違う言語で記述されます。その言語の一つがラダー図です。ラダー図とは、電気回路の配線を図示したもので、リレー制御の原理に基づいています。この記事では、plcとシーケンサのプログラミング言語の基礎をやさしくわかりやすく解説します。

目次

plcとシーケンサのプログラミング言語とは

plcとシーケンサは、工場や設備の制御に使われる装置です。plcとシーケンサは、入力された信号に応じて出力を制御することで、様々な動作を自動的に行うことができます。例えば、センサーが温度や圧力などを検知して信号を送ると、plcやシーケンサがその信号を受け取って、モーターやバルブなどを動かすように出力することができます。

plcとシーケンサは、プログラムによって制御されます。プログラムとは、装置に対して何をどうさせるかを指示する一連の命令です。プログラムは、plcやシーケンサに内蔵されたcpu(中央処理装置)によって実行されます。cpuは、プログラムに書かれた命令を順番に読み取り、それに応じて入出力を制御します。

plcとシーケンサのプログラムは、一般的なコンピュータのプログラムとは違う言語で記述されます。一般的なコンピュータのプログラムは、テキスト形式で記述されますが、plcやシーケンサのプログラムは、グラフィカルな形式で記述されることが多いです。その理由は、plcやシーケンサのプログラムは、電気回路や機械装置の動作原理に近いものであるため、グラフィカルな形式で表現した方がわかりやすいからです。

plcやシーケンサのプログラミング言語には、様々な種類がありますが、その中でも最もポピュラーなものがラダー図です。次の項では、ラダー図の基本要素について説明します。

ラダー図の基本要素

ラダー図とは、電気回路の配線を図示したもので、リレー制御の原理に基づいています。リレーとは、電気信号によって開閉するスイッチのことです。リレーは、入力された電気信号に応じて出力を制御することができます。例えば、リレーの入力に電気信号が入ると、リレーの出力がonになり、電気信号が切れると、リレーの出力がoffになります。

ラダー図は、左から右に流れる電気信号を表します。ラダー図は、横線と縦線で構成されます。横線は、電源や接地を表し、縦線は、電気信号の流れを表します。縦線の間には、様々な記号が配置されます。これらの記号は、plcやシーケンサの入出力や命令を表します。

ラダー図の基本要素は以下の通りです。

– 接点(コイル):plcやシーケンサの入出力を表す記号です。接点は、通常開接点(no)と通常閉接点(nc)の二種類があります。通常開接点は、入力がonのときにonになり、入力がoffのときにoffになります。通常閉接点は、入力がonのときにoffになり、入力がoffのときにonになります。コイルは、出力を表す記号です。コイルは、入力がonのときにonになり、入力がoffのときにoffになります。
– 命令(ファンクション):plcやシーケンサの処理を表す記号です。命令は、様々な種類がありますが、代表的なものとして以下のものがあります。
– タイマー:一定時間後に出力をonまたはoffにする命令です。
– カウンター:一定回数入力されるたびに出力をonまたはoffにする命令です。
– 比較:二つのデータを比較して条件に応じて出力をonまたはoffにする命令です。
– 論理演算:二つ以上の入力をandやorなどの論理演算で結合して出力をonまたはoffにする命令です。
– 移動:データを一つの場所から別の場所へ移動する命令です。
– ブロック(ユニット):複数の接点や命令をまとめたものです。ブロックは、プログラムを分かりやすくするためや、同じ処理を繰り返し使うために用いられます。

これらの要素を組み合わせてラダー図を記述する方法については、次の項で説明します。

ラダー図の記述方法

ラダー図は、左から右に流れる電気信号を表します。ラダー図では、一つ以上の接点や命令を並べて回路を作ります。回路は、横線で区切られています。回路ごとに一つ以上のコイルやブロックを配置して出力を決めます。

ラダー図では、以下のルールに従って記述します。

– 接点や命令は、縦線の上に配置します。
– コイルやブロックは、縦線の右端に配置します。
– 接点や命令は、同じ回路内では直列または並列に接続できます。
– 直列接続は、縦線を分岐せずに接点や命令を並べることで表します。直列接続では、すべての接点や命令がonでなければ、出力はoffになります。
– 並列接続は、縦線を分岐して接点や命令を並べることで表します。並列接続では、どれか一つでも接点や命令がonであれば、出力はonになります。
– コイルやブロックは、同じ回路内では直列に接続できません。コイルやブロックは、一つの回路に一つだけ配置できます。
– コイルやブロックの出力は、別の回路の入力として使うことができます。その場合、コイルやブロックの番号を指定して接点として表します。

以下に、ラダー図の例を示します。

ラダー図

このラダー図では、以下のような処理が行われます。

– X1とX2がともにonのとき、Y1がonになります。
– X3とX4がともにonのとき、Y2がonになります。
– Y1がonのとき、Y3がonになります。
– Y2がonのとき、Y4がonになります。

このように、ラダー図を使ってplcやシーケンサのプログラムを記述することができます。次の項では、ラダー図のメリットとデメリットについて説明します。

ラダー図のメリットとデメリット

ラダー図は、plcやシーケンサのプログラミング言語の中でも最もポピュラーなものです。その理由は、以下のメリットがあるからです。

– 電気回路や機械装置の動作原理に近いため、直感的に理解しやすいです。
– グラフィカルな形式で表現されるため、見た目が分かりやすいです。
– プログラムを修正する際にも、配線を変更するだけで済むため、手間が少ないです。
– 様々な種類のplcやシーケンサに対応できるため、汎用性が高いです。

しかし、ラダー図にも以下のデメリットがあります。

– 複雑な処理や演算を行う場合には、記述量が多くなり、可読性が低下することがあります。
– プログラムの構造化やモジュール化が難しいため、再利用性や保守性が低下することがあります。
– プログラムのデバッグやテストが難しいため、エラーの発見や修正に時間がかかることがあります。

以上のように、ラダー図にはメリットとデメリットがあります。プログラムの目的や内容に応じて、適切なプログラミング言語を選ぶことが重要です。次の項では、plcやシーケンサのプログラミング言語の種類と選び方について説明します。

plcとシーケンサのプログラミング言語の種類と選び方

このブログ記事では、plcやシーケンサのプログラミング言語の一つであるラダー図について紹介しました。ラダー図は、電気回路や機械装置の動作原理に近いグラフィカルな形式で表現されるため、直感的に理解しやすく、見た目が分かりやすいというメリットがあります。しかし、複雑な処理や演算を行う場合には、記述量が多くなり、可読性が低下するというデメリットもあります。そのため、プログラムの目的や内容に応じて、適切なプログラミング言語を選ぶことが重要です。

plcやシーケンサのプログラミング言語には、ラダー図のほかにも、ステートメントリスト、命令リスト、構造化テキスト、関数ブロック図などがあります。これらのプログラミング言語は、それぞれに特徴や適用範囲があります。例えば、ステートメントリストや命令リストは、テキスト形式で記述されるため、記述量が少なく、演算や条件分岐などの処理に向いています。一方、構造化テキストや関数ブロック図は、プログラムの構造化やモジュール化が容易であるため、再利用性や保守性に優れています。

plcやシーケンサのプログラミング言語を選ぶ際には、以下のような点を考慮するとよいでしょう。

– プログラムの目的や内容は何か?
– プログラムの規模や複雑度はどれくらいか?
– プログラムの可読性や保守性はどれくらい重視するか?
– プログラムの修正や拡張はどれくらい頻繁に行うか?
– プログラマーのスキルレベルや経験はどれくらいか?
– plcやシーケンサの種類や仕様は何か?

以上のように、plcやシーケンサのプログラミング言語を選ぶ際には、様々な要素を総合的に判断する必要があります。最適なプログラミング言語を選ぶことで、plcやシーケンサの性能を最大限に引き出し、効率的で信頼性の高いプログラムを作成することができます。

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