第4回:シーケンス制御でよく使う電気制御機器について

シーケンス制御回路でよく使う電気制御機器を
いくつか紹介します。

有接点シーケンス制御(リレーシーケンス)だけではなく
PLC(シーケンサ)を使うシーケンス制御でも使うので
必須の機器といえます。

1.押ボタン

押ボタンの構造はシンプルです。

上のイラストのように固定接点と可動接点があり、
a接点はボタンを押していない状態だと可動接点と固定接点が
離れていますがボタンを押すと可動接点が動いて、
固定接点と接触します。

b接点は、ボタンを押していない状態だと可動接点と固定接点が
接していてボタンを押すと離れます。

モメンタリ型とオルタネイト型があります。

モメンタリ型は押して離すと接点が元の状態に戻ります。

オルタネイト型は押して離しても接点は押した状態を保持します。

接点を元の状態に戻すには もう一回押します。

押ボタンはa接点が1つだけの押ボタンもあればa接点とb接点一つずつとか
a接点4つの押ボタンとかと色々な組み合わせの製品が販売されています。

a接点が一つの場合「1aの押ボタン」、b接点が一つの場合は「1bの押ボタン」
a接点b接点が一つずつの場合は「1a1bの押ボタン」　といういい方をします。

2.電磁リレー(電磁継電器)

電磁リレー(電磁継電器)は、有接点リレー方式のシーケンス制御では、
最重要部品といってもいいです。

この電磁リレーを中心にして制御回路を設計していきます。

押ボタンは、手で押して接点を動かしましたが、
電磁リレーの接点は電気で動かします。

電気で電磁リレーを制御するのです。

電気を使った接点の動かし方ですが

電磁リレーは、押ボタンと違い電磁石があります。

写真の電磁石を見てください。

電磁石は、鉄心にコイルを何重にも巻いたもので、
そのコイルに電気を流すことで磁力をもちます。

小学生の理科の授業で、釘にコイルを巻きつけて、
そのコイルに乾電池で電気を流して、砂鉄などを吸い付ける
実験をしたことはありませんか？

それと同じものが電磁リレーにはあると考えてください。

そして、写真の可動接点とa接点とｂ接点の固定接点を見てください。

動作としては電磁石に電流を流すことで、固定鉄心が磁力を持ち、
その固定鉄心に可動鉄心が吸い付けられます。

それに連動して可動接点が動きます。

可動接点が動くと今まで接触していたb接点は離れ
a接点が接触します。

これが電磁リレーの動作になります。

C接点の電磁リレーを見ることが多いです。

よく見るオムロンの電磁リレーもC接点です。

機種によりC接点の数を選べますが
C接点2つを「2C」，C接点3つを「3C」・・・　という言い方をします。

*
電磁リレーについてもっと詳しく
学習したい場合は以下のサイトを参照ください。

→電磁リレーとは

3.電子タイマー

電子タイマーは時間制御ができる電磁リレーだと考えてください。

電磁リレーはコイルの電気が通じるとすぐに接点が動きますが
電子タイマーは設定時間後に動きます。

電子タイマーは機種によって色々な動作モードがあります。

オンディレイ・オフディレイ・フリッカ動作・ワンショット　等　あります。

その中で最も使われる動作モードはオンディレイとオフディレイです。

オンディレイはタイマーの電源・入力信号を入れてから設定時間後に接点が動く動作モードです。

オフディレイは入力信号を切ってから設定時間後に接点が動くモードです。

4.電磁接触器

電磁接触器は容量の大きい（大きな電流が流れる）電動機（モーター）やヒーター、
ランプなどの負荷を入切するスイッチとして使われます。

電磁接触器は電磁リレー同様に接点を開く/閉じるで電気をON/OFFするのですが、
主接点と補助接点をもっています。

主接点は補助接点より大きく頑丈で摩耗しにくいです。

この主接点を使って容量の大きい負荷の電気を入切します。

大きく頑丈ですので大電流をON/OFFしても摩耗しにくいわけです。

補助接点は電磁リレーの接点同様に
制御回路の接点として使われることが多いです。

電磁接触器はで電磁リレー同様にコイル（電磁石）に
使用電圧を印可することで接点を動作させます。

上のイラストは電磁接触器の内部構造をあらわしたものです。

コイルに使用電圧を印可することで固定鉄心が磁力を持ち
バネの力に打ち勝って可動鉄心を吸い付けます。

その可動鉄心の動きに連動して可動接点も動き
可動接点の接点と固定接点の接点が接触します。

これが電磁接触器の動作の概要です。

下に電磁接触器を分解した写真をのせています。

*電磁接触器について、もっと学習したい
場合は以下のサイトを参照ください。

→電磁接触器、開閉器とは

5.サーマルリレー

サーマルリレーはモーターなどの負荷を過電流による
焼損から保護するために使用されます。

よく電磁接触器に組んで使われます。

電磁接触器とサーマルリレーを組むことで電磁開閉器と呼ばれます。

負荷に過電流が流れると負荷への電流を入切する電磁接触器の動作を
停止し電流を遮断するようサーマルリレーの接点を
シーケンス回路にいれて使います。

電磁リレーは電気でしたがサーマルリレーは熱で接点を動かします。

上のイラストのようにサーマルリレー内部には
ヒーター線とバイメタルがあります。

ヒーター線を通して電源から負荷へ電流を流します。

ヒーター線はそのまま断熱器具のヒーターだと考えてください。

断熱器具のヒーターも電源を入れ電流を流すと熱くなりますが
サーマルリレーのヒーター線も同じで電流を流すと熱くなります。

そして、その熱はバイメタルに伝導します。

バイメタルは熱くなるとわん曲する特性があります。

このバイメタルのわん曲に連動して中の接点が動く構造になっています。

*サーマルリレーについてもっと学習
したい場合は以下のサイトを参照ください。

→サーマルリレーとは

6.マイクロスイッチ

マイクロスイッチは色々ある検出機器（センサー）の中の一つです。

マイクロスイッチは小さくいろいろな用途に使われますが、
物体の位置決めに使われることも多いです。

マイクロスイッチは物体をアクチュエーターと
呼ばれる検出部で検出します。

アクチュエーターの動きに連動して接点が動く構造になっています。

物体がマイクロスイッチのアクチュエーターまで移動する、
もしくはマイクロスイッチのアクチュエーターが 物体まで移動すると
物体がアクチュエーターを動かし接点が動き、
物体もしくはマイクロスイッチが その位置まで来たことを検出します。

アクチュエーターは用途により色々な形状のものがあります。

*マイクロスイッチについてもっと学習
したい場合は以下のサイトを参照ください。

→マイクロスイッチとは

マイクロスイッチと同じ役割で
頑丈な構造で悪環境で使う
リミットスイッチという
センサーがあります。

リミットスイッチについては
以下のサイトで説明していますので
ご参考ください。

→リミットスイッチとは

7.近接センサー（リードスイッチ）

近接センサーも検出機器（センサー）の一つです。

リミットスイッチと違い物体に触れなくても物体が近ずくことで検出ができます。

近接センサーの中でも、一般によく使われているのを目にする
リードスイッチについて説明します。

リードスイッチは永久磁石など磁気を帯びたものが接近すると検出します。

検出したのでリードスイッチのランプが点灯しています。

一番目にするのが上写真のようなシリンダーの位置を
検出するセンサーとして使われている姿です。

シリンダーの中には磁石が入っていてシリンダーの移動とともに移動します。

それをシリンダーに取り付けたリードスイッチで検出しています。

上左写真はシリンダーが伸びきった位置にあることを検出し
上右写真は縮じみきった位置に あることを検出しています。

*近接センサーについてもっと学習
したい場合は以下のサイトを参照ください。

→近接センサーとは

*リードスイッチについてもっと学習
したい場合は以下のサイトを参照ください。

→オートスイッチとリードスイッチとはとは

→第5回:シーケンス図とは

→第3回:シーケンス回路設計の基本とは