PLCとは?ロボット制御・機械設備制御にはかかせないアイテム

    こんにちは。

    産業用ロボットの情報を発信するROBoINです。

    今回は、PLC(プログラマブル・ロジック・コントローラ)についてお届けしていこうと思います。PLCはシーケンサとも呼ばれ、制御部分が自動的に動く装置です。PLCは、ロボットの制御や機械の動作を制御するのに欠かせないパーツといっても過言ではありません。

    PLCとはどのようなもので、どんなメリットがあり、どうやって動いているのでしょうか? PLCが産業用ロボットにおいてどのように活躍するか、みていきましょう。

    ・PLCとは?

    PLCとは、ロジックコントローラの名の通り、制御を自動で行います。機械を自動で操作して、制御の段階を踏んで、どんどん進めていきます。順序立てて制御するのが特徴で、パターンを記憶させて動かします。動作の順序は固定されており、変更は基本的にありません。

    PLCは、産業用ロボットだけでなく、家電でも多く使われます。電子レンジ、冷蔵庫、全自動の洗濯機、エアコンといった家電を思い浮かべると、PLCの動作がイメージできるのではないでしょうか。機械に関するあらゆるもので、PLCは使われています。家電のほかにも、エスカレーター、自動ドアなども、PLCが組み込まれて、動作しています。

    産業用としても、ボイラー、発電などでも多く使われ、さまざまな場所で使われています。

    FA(ファクトリー・オートメーション)もまた、PLCで大きく発展しています。コンベアベルト、生産ライン、組み立てなどの制御に、大きく役立ちます。

    ・PLCのメリットは?

    ●プログラマブルである

    PLCは、動作が固定だといっても、変更は可能です。ソフトウェアで動作を定義するため、コードを変えれば改良できます。動作を変更するのに配置や有線を取り替える必要がなく、プログラミングで変更が可能なのは大きなメリットです。

    ●スペースが少なくてすむ

    PLCは、かなりの小型化に成功しており、省スペースです。手のひらサイズまで小さくすることができ、大がかりな装置の場所を必要としません。PLCが機械を制御するので、なくてはならないものではあるものの、場所は取りません。場所を取らないので、大きなものやごちゃごちゃしたものが危険になりうる工場では、大きなメリットだと考えられます。また、工場はさまざまな機械を設置する必要があり、安全スペースや人の動作範囲などもありますので、場所の確保が大変な課題です。PLCなら、有効活用した場所をそれらに使用できます。

    ・プログラミングでPLCを作成する

    PLCはプログラマブルなので、産業用ロボットの動作を定義し、書きこんでいきます。

    そのプログラミング方式には4つあり、使用頻度が高いのがラダー方式と呼ばれるものです。

    ●ラダー方式

    ●フローチャート方式

    ●ステップラダー方式

    ●SFC(シーケンス・ファンクション・チャート)方式

    以下で、ラダー方式について解説します。

    ・ラダー方式とは?

    ラダーとははしご(ladder)の意味です。プログラミングをする人にとって、人間が理解しやすく、端子と配線を書いて、表現していきます。以前はシーケンス図が使われていましたが、人間が理解するのがやや難しいので、簡単に理解できるラダー方式(ラダー図)が開発されたのです。

    ・PLCは普及している?

    PLCは、有接点シーケンス制御と比べて新しくコンパクトな方式ですが、以前の有接点シーケンス制御で動いている産業用ロボットもたくさんあります。理由としては、PLCのほうがややコスト高だからです。

    また、その他の制御回路と併用している産業用ロボットも多く存在します。よって、PLCのラダー図だけを知っていればいい、というわけにはいかないのが現状です。ほかの制御方式も、さまざまなメリットがありますので、並行して生き残っていくことでしょう。

    また、PLCユニット構成次第で、さらなる自動化が可能です。

    PLCユニットの基本構成は

    ●電源ユニット

    ●CPUユニット

    ●入力ユニット

    ●出力ユニット

    ●ベースユニット

    です。

    CC-LinkユニットやEthernetユニットなどの通信ユニットを組み合わせることにより、周辺設備と通信する配線数も大幅に減らせて、制御盤や配線ダクト内の省スペース化が可能になります。

    その他特殊なユニットを組み合わせることにより、さらに高度な処理が可能です。

    ・最後に

    PLCは、安全に制御でき、場所も取らず、さまざまなパーツや周辺機器と連携が可能です。よって、広く普及しています。産業用ロボットは、ただ単に人件費やコストダウンのためにあるのではなく、自動化することで生産力を大幅にアップできるためにもあります。

    もともと、産業用ロボットは場所もメンテナンスもスピードも求められるものですが、PLCによってそのあたりはすべてカバーできます。よって、産業用ロボットには今や必須といっても過言ではないでしょう。

    また、PLCはプログラマブルで変更可能なので、大変便利です。製品の種類や、数、形によって変更をする場合に、配線などの組みなおしが不要になるのです。プログラミングコードを変えるだけなので、ソフトウェアによる再設定で、変更できます。

    そして、産業用ロボットについて課題があったり、悩んでいたり、知りたいことがあったりしたら、ぜひROBoINにお問い合わせください。経験も知識も豊富ですので、お手伝いできることがきっとあります。産業用ロボットにまつわるさまざまな疑問や質問に、いつでもお答えいたします。お気軽にどうぞ。