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シーケンサのプログラム処理とスキャンタイムについて

このサイトではPLC,シーケンサ
プログラムの処理の仕方とスキャンタイムに
ついて説明します。

シーケンス制御には他にリレーシーケンス
などの方式がありますが、シーケンス制御に
PLCを使わない場合でも、このサイトは
見ておいていいと思います。

プログラムの処理の仕方について

シーケンサのプログラムではラダー図
よく使われます。

あなたもラダー図を書いてプログラムを作成
しているのではないでしょうか。

ラダー図は、リレーシーケンスの
シーケンス図に似てはいますが実際の機器は
同じように動作しません。

電磁リレーや電子タイマーでつくる
リレーシーケンスの回路とシーケンサ内の
リレーやタイマーでつくる回路(プログラム)
の動作は違うのです。

分かりずらいと思いますので
説明を加えますね。

リレーシーケンスでは
電気制御機器並列(同時)に動作できます。

言い方を変えると
バラバラに順序なく
動作できるということです。

PLCのスキャンタイム1例えば、このシーケンス図で
BS1とBS2の押ボタンを押せば
押した瞬間にR1とR2の電磁リレーは
それぞれ独立して動作できるということです。

当たり前すぎて
何がいいたいのか分かりませんよね。

このまま読み進めてください。
シーケンサの動作を知れば分かってくると
思いますので。。。

 

 

PLCのスキャンタイム2先程のシーケンス図と似たシーケンサの
ラダー図があります。

このラダー図でX0とX1が同時にONしたと
してもこのM0とM1の内部リレーは同時に
ONできません。

それは、この回路、接点やリレーは
現物のものではなくあくまで仮想のものです。

ラダー図はシーケンス図に似ていますが
プログラムなのです。

プログラムなので、そのコンピューターの
ルールにのっとり実行されていくのです。

シーケンサではプログラムは上から
順番に実行処理されていきます

PLCのスキャンタイム3

この上のラダー図なら上から順番に
M0の内部リレーが動作して次に
M1の内部リレーが動作します。

もう少し説明を加えます。

PLCのスキャンタイム4

このラダー図でX0とX1が同時にONしたと
します。

 

 

PLCのスキャンタイム5上からプログラム処理されるということは
M0の内部リレーの電路にあるM1のa接点は
閉じていないことになります。

ですので、M0の内部リレーは動作しません。

 

 

PLCのスキャンタイム6次に進みM1の内部リレーが動作します。

これで終了してずっとM0の内部リレーは
動作しないのか

というとそうではありません。

 

PLCのスキャンタイム7

シーケンサのプログラム処理では
一番下(END命令)まで処理が終わると
その状態を維持した状態で一番上に
戻りまた同じように処理をしていきます。

ですので、このラダー図ならば
今度はM1の内部リレーは動作している
状態ですので接点は導通しています。

 

PLCのスキャンタイム8次はM0の内部リレーまで電気が通じるので
動作します。

シーケンサのプログラム処理では
このEND命令まで順番に処理すると
また最初に戻り処理していく

この作業が無限に繰り返されます。

 

スキャンタイムとは

このラダー図のように、X0とX1の入力信号が
入ってもプログラム処理が1巡しないと
M0の内部リレーは動作できない

といったようなラダー図はよくあります。

この場合、X0はONしているのに
M0の内部リレーが動作しないわけですから
時間差が発生してしまい、装置が意図した
ように動作できないはずですが、

実際に装置を使っていてそういった時間差を
感じることはないと思います。

それは、プログラム処理1巡の時間が
短いからです。
だいたい数ms~数十msぐらいでしょう。
つまり0.001~0.01秒とかです
その時間なら時間誤差って
感じませんね?

このようにプログラムを処理していくことを
スキャンといい
プログラム処理1巡の時間を
スキャンタイムといいます。

スキャンタイムはサイクルタイムとか
演算周期といわれることもあります。

このスキャンタイムはプログラムの規模により
変わります。

大規模なプログラムだと当然長くなります。

そして、シーケンサの性能によっても
変わります。

シーケンサの性能がいいと処理速度が
速いのでスキャンタイムも短くなります。

人間でいうと頭のいい人の方が
計算が速いということです。

ラダー図の上から順番にプログラム処理を
していくといいましたが
ラダー図では接点やコイルを並列に接続
することもあります。

そうした場合、どの接点やコイルから
処理していくのか
という疑問もでてきますよね。

それについては、別サイトでまとめて
いますので そちらを参照ください。

ラダー図の処理/実行順序について

スキャンタイムの確認方法

FXシリーズのシーケンサでは
D8010に、QシリーズではSD520に
スキャンタイムの現在地が格納されています。

まとめ

人間には分からないぐらい短い時間なので
スキャンタイムは普段は気にはなりませんが
シーケンサに関わるならプログラムの処理や
スキャンタイムがどういったものかを
知っておく必要はあります。

例えば、スキャンタイムが30mSで入力が
5mSの一瞬ONする信号だったとします。

その場合、タイミングによってはプログラムは
その入力を無視してしまいます。

そして、意図したように装置が動作しないと
いった問題が起こります。

その原因解析の時に時間についての
感覚をもっておく必要があるのです。

リレーシーケンスでもそれは同じです。

電磁リレーのコイルに電気が通じたと同時に
接点が動作するわけではありません。

数十mSとはいえ必ず時間差があるのです。

設計は正しいはずなのに、なぜか思ように
動かない。。。

そんなとき、このサイトで読んだことが
解決のきっかけになればうれしいです。

技術アップのWEBサイト



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