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Ⅲ. コントローラ編　フレッシュマンのための入門マニュアル

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シーケンサ・表示器・FAものづくりを支える三菱電機の FA製品群

掲載内容
・はじめに ( ものづくりを支える三菱電機の FA 製品群 )
　FA 制御と製品群
・シーケンサ
　1. シーケンス制御とは
　2. シーケンサの基礎知識
　3. シーケンサの用途
　4. シーケンサの周辺接続機器
　5. シーケンサの見積りは
　6. 用語説明
・表示器
　1. 表示器ってなに (GOT)
　2. 表示器 (GOT)の 3 大メリット
　3. 画面作成
　4. 作成画面の例
　5. 表示器の種類
　6. 表示器の構成
・FA ( ファクトリオートメーション）
　1.FA の背景
　2. ものづくり現場のFA 概念
　3. ネットワークの標準化とオープン化
　4. 情報系から生産現場のネットワーク
　5.FAによる効果
　6. 用語説明

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ドキュメント名 Ⅲ. コントローラ編　フレッシュマンのための入門マニュアル
ドキュメント種別 製品カタログ
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このカタログの内容

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フレッシュマンのための 入門マニュアル Ⅲ. コントローラ編（シーケンサ・表示器・FA）
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目次 はじめに ( ものづくりを支える三菱電機の FA 製品群 ) FA 制御と製品群 ……………………………………………………… 2 シーケンサ 1. シーケンス制御とは ……………………………………………… 6 2. シーケンサの基礎知識 …………………………………………… 8 3. シーケンサの用途 ……………………………………………… 14 4. シーケンサの周辺接続機器 …………………………………… 19 5. シーケンサの見積りは ………………………………………… 20 6. 用語説明 ………………………………………………………… 21 表示器 1. 表示器ってなに (GOT) ………………………………………… 26 2. 表示器 (GOT) の 3 大メリット ………………………………… 27 3. 画面作成 ………………………………………………………… 28 4. 作成画面の例 …………………………………………………… 29 5. 表示器の種類 …………………………………………………… 30 6. 表示器の構成 …………………………………………………… 31 FA ( ファクトリオートメーション ) 1. FA の背景 ………………………………………………………… 34 2. ものづくり現場の FA 概念 …………………………………… 35 3. ネットワークの標準化とオープン化 ………………………… 36 4. 情報系から生産現場のネットワーク ………………………… 38 5. FA による効果 …………………………………………………… 40 6. 用語説明 ………………………………………………………… 41
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は じ め に ものづくりを支える 三菱電機のFA製品群 1
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1 FA制御と製品群 装置設備の制御 装置の操作と表示 制御と情報の ネットワーク シーケンサ グラフィックオペレーションターミナル 位置の制御 モータの制御 生産の自動化 ACサーボ インバータ ロボット 張力の制御 低圧設備 高圧設備 テンションコントローラ，クラッチ・ブレーキ 2
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装置設備の制御 装置の操作と表示 制御と情報の ネットワーク は シーケンサ グラフィックオペレーションターミナル じ め に 位置の制御 モータの制御 生産の自動化 ACサーボ インバータ ロボット 張力の制御 低圧設備 高圧設備 テンションコントローラ，クラッチ・ブレーキ 3
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MEMO 4
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シ ー ケ ン サ シーケンサ 5
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1 シーケンス制御とは シーケンスってどういう意味？ 「シーケンス制御」……あまり一般には聞き慣れない言葉ですが、しかし、 私達の身の回りでは、非常に多く使われていて、一度は、その制御されたも のを見たり触れたりしたことがあるはずです。 まず、シーケンス（Sequence）という言葉を辞書で調べてみると、 ①続いて起こること、連続、連発 し■■■■■■■■■ し ②連蔵するもの、続きもの ■■■■■■■■■ シーケンス■■■■ ■■■■■■■■■ ③順序、順、次第 ■■■■■■■■■ ④後続して起こる事件、余波、結果……などがあります。 このことからシーケンスには、続いて起こるようなこと、また、現象が起こ る順序のことをいうことがわかります。 「シーケンス制御」もこの「シーケンス」という言葉から来ていて、あらかじ め定められた順序に従い動作させていくさまをいいます。また思い通り動 作させることを制御するといいます。 身近なものを例にあげると…… ガソリンスタンドなどでよく見かける洗車機にたとえます。 START STOP 完了！ 押お 最 洗 モ 再 水 し金 初 剤 ッ 度 を まを に で プ 水 拭 す入 水 水 で 洗 き 。れ 洗 ア 洗 い 取 ス い カ い を り タ を を ま し 、 ー し 取 す ま 完 ト ま り 。 す 了 ボ す ま 。 。 タ 。 す ン 。 を 6
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前ページの洗車機の動作は、おおまかな手順ですが、この作業順序こそが シーケンスの考え方であり、そのシーケンスを希望どおり何度でも正しく、 自動的に動作させることがシーケンス制御になります。 その他、シーケンス制御は各方面、各分野に広く使われており、この考え方 はなくてはならないものになっています。 シ ■工場の FA ■食品製造・加工装置 ー 　（ファクトリーオートメーション）装置 ケ ン サ コンベアの制御や、さまざまな 原料，成形，加熱 , 断裁，包装など 加工機械や組立機械の制御など 各製造機械の制御 いろんな分野で使われています。 ■業務用各種装置 ■さまざまな自動化の制御に 券売機 0000 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 ・大型洗濯機 ・駐車場制御 ・ビニールハウス制御 ・発券機 ・物流コンベア制御 ・信号・電飾制御 ・冷蔵・冷凍など個別仕様の装置 ・水門制御 ・シャッター扉制御など このようにシーケンス制御は難しいものではなく、身近なものです。 参考 日本工業規格の定義 日本工業規格（JIS）では、シーケンス制御を次のように定義しています。 「あらかじめ定められた順序、または手続きに従って制御の各段階を逐次進めていく制御」 7
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2 シーケンサの基礎知識 2.1　シーケンス制御を構成するものは シーケンス制御を行うためには、次のような機器を使用します。 この機器には、大きく分けて「人が操作するもの」、「機械の状態を人に知ら せるもの」、「機械の状態を検出するもの」、「機械を動かすもの」に分かれ ます。 操作盤 人が操作するもの 人に機械の状態を知らせるもの スイッチなど ランプやブザーなど 人 小形の電磁弁やパイロットランプのよ うな負荷の小さなものは、シーケンサか ら直接駆動できますが、大形電磁弁のよ うに負荷の大きなものには電磁接触器 （マグネットコンタクタ）やリレーを介 して駆動する必要があります。 シーケンス制御 電磁接触器やリレーなど リミットスイッチや近接スイッチなど モータや電磁弁など 機械 機械の状態を検出するもの 機械を動かすもの 機械装置 8
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この図のものはほんの一例で、この他にもたくさんの機器があります。 シーケンス制御は、このような機器を組み合わせ作業順序に従い動作させ ます。 また、この機器の中で「人が操作するもの」、「機械の状態を検出するもの」 は、シーケンス制御では動かすための条件になります。そして「人に機械の 状態を知らせるもの」、「機械を動かすもの」は、その条件により動作するも のになります。 シ ー ケ 操作盤 ン 人が操作するもの（押しボタンスイッチやセレクタスイッチなど）や人に機械の状態を サ 知らせるもの（ランプやディジタル表示器など）が取付けられた盤 制御盤 電磁接触器やリレー、シーケンサなど、機械の動きを制御するための機器が設けられた盤 例えば洗車機もいろいろな機器を組み合わせシーケンス制御されています。 機械を動かすもの 洗剤や水を出すためのポンプ やブラシを回すモータなど START STOP 機械の状態を検出するもの 車が来たことを検出するスイッ 人が操作するもの チなど スタートやストップボタンなど 人に機械の状態を知らせるもの 運転中のランプなど 9
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新しい用語を学びましょう。 ●●リレーについて リレーとは継電器のことで名前のとおり電気を中継するという意味があり ます。 実際には、リレー内に電磁石があり、この電磁石の働きにより可動鉄片を 吸引し、接点※1 を閉じたり開いたりするものです。 ※1接点 ･･･ 接点とは開閉動作を行う接触部分をいい、電気を通したり、遮断したりします。リレーの他にも スイッチやタイマ、カウンタなども接点を持っています。また、接点には、a接点、b接点などがあります。 a 接点 接点OFF 接点ON 接点に電流が流れる 電気を止めるとバネによって バネ 可動接点が元の位置に戻ります コイルに 電流を流す リレーはなぜ必要なのでしょう。 ①リレーは小さな信号で大きなモータやランプなどが動かせます。 ②図のように直流制御で交流モータを動かすなど異なる電源の制御ができます。 リレー ③遠距離のモータやランプなどが動かせます。 ④多くのリレーを使えば複雑な制御ができます。 10
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2.2　シーケンス制御を構成するものは 2.2.1 シーケンサの役割は 人 スイッチなど ランプやブザーなど シ 人に機械の状態 ー を知らせるもの ケ 人が操作する ン もの シーケンス制御 機械を動かすもの サ 機械 センサなど モータや電磁弁など 機械の状態を 検出するもの 《プログラミング用機器》 パソコン 《入力機器》 シーケンサ ハンディ(プログラミング用ソフトウェア ) プログラミングパネル リミットスイッチ コンタクタ 記憶部 リレー 入 メモリ 出 力 力 ランプ イ イ 切換えスイッチ ン ンタ タ 電磁弁 フ フ ェ ェ 押しボタンスイッチ ー ー （ソレノイドバルブ）ス ス 演算部 電源 電源 マイクロコンピュータ 《出力機器》 シーケンサは、入力機器のON/OFF（指令信号）に応じて出力機器（負荷） をON/OFFしてシーケンス制御を行う、工業用マイコン装置です。 どの入力機器がON/OFFしたときにどの出力機器をON/OFFするかの 制御内容はシーケンサ内部のメモリにあらかじめシーケンス言語（命令） を用いてプログラムを書込んでおきます。 11
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2.2.2 シーケンサを使えばこんなメリットが シーケンサの利用効果 1 経済性リレーやタイマなどを10 個程度使用する制御盤では、シーケンサの方 が経済的です。 2 設計省力 部品配線図の簡略化やシーケンス設計の容易化、試運転調整の容易化 により大幅に設計の省力化が達成されます。 3 作業工数の減少手配部品の減少、機械装置と制御盤の並行手配、仕様変更に対する柔 軟性、配線作業の簡素化などにより、大幅に作業工数が短縮されます。 4 小形・標準化リレー盤に比べ格段に小形化され、プログラムの再利用による標準化 も行えます。 5 信頼性向上 リレー、タイマのトラブルが減少し、初期調整が終ると安心して使えます。 6 保守性向上寿命部品が少なく、故障診断機能の付加により、保守も手軽に行えます。 12
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方式 項目 リレー制御 シーケンサ制御 1 多数のリレーを使えば複雑な制 プログラムでどんな複雑な制御機能 御もできる。 もできる。 2 プログラム変更だけでよく、自制御内容の可変性 配線変更する以外に方法はない。 由自在にできる。 シ 3 通常使用では問題ないが接触不 ー 信頼性 心臓部がオール半導体で高信頼度。 良と寿命の制約がある。 ケン サ 4 出来上がった装置は他には使え プログラムしだいでどのような汎用性 ない。 制御にも使える。 5 装置の拡張性 追加、改造を要し、困難。 能力までは自由に拡張できる。 6 定期点検と寿命部品の交換を要保守の容易さ ユニット交換のみで修理ができる。する。 シーケンスプログラムの外にア 7 機能の豊富さ リレー制御のみ ナログや位置決めなどの制御も 行える。 8 複雑高度な制御でも大きくなら装置の大きさ 一般に大きい。 ない。 9 多くの図面を必要とし、部品手 複雑な制御でも設計が容易で、設計、製作期間 配、組立試験に時間がかかる。 製作に手間がかからない。 参考 シーケンサの生いたち 米国のGM（General Motors）社の開発要求により、1968 年にPCなるものが誕生し、 1969 年には米国での一般市販が始まりました。日本では1970 年に国産機が誕生しまし たが、汎用機の出現は1976 年以降となります。三菱電機は1977年に汎用機の市販を開 始し、ワンボード形状を市場に定着させました。その後、1980 年には数値処理機能を搭 載した汎用機 Kシリーズを発売し、1981年にはついにプログラマ付きで10万円を切るマ イクロシーケンサFシリーズを登場させてシーケンサの本格的な普及期に入りました。 13
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3 シーケンサの用途 リレー制御盤が、その機械に対する専用制御装置であるのに対し、シーケン サは、どの機械にも使える汎用のシーケンス制御装置で、リレー制御を行っ ている分野であればどこでも使え、その用途は大変に広いものである。 14
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3.1　導入事例 1（エスカレータ制御） エスカレータ駆動 Y003 通過検出スイッチ：1 X003 シ ー このマットが ケ スイッチなのね ン サ 照明ランプ Y000 通過検出スイッチ：0 X001 エスカレータを例にシーケンサのプログラムを考えてみましょう。 《入出力割付》 入力 出力 X001 通過検出スイッチ：0 Y000 照明ランプ X003 通過検出スイッチ：1 Y003 エスカレータ駆動出力 《制御仕様》 ①人がエスカレータに近づくまでエスカレータは動かないものとします。 ②人がエスカレータに近づき通過検出スイッチ：0をONすると照明ラン プが点灯し、エスカレータが動きます。（エスカレータは上昇のみ） ③人がエスカレータにより上に運ばれ、エスカレータから下りると通過検 出スイッチ：1がONし、照明ランプ、エスカレータともに不動作の状 態に戻ります。 ここでは、通過検出スイッチ 0、1ともに非保持形のスイッチとして考えて ください。 また、エスカレータを利用する人は、連続して乗らないものとします。 15
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3.2　導入事例 2（給茶器制御） 茶葉交換 Y000 給水出力 茶葉交換 Y003 確認 X002 確認 上限 LS 給茶 X004 ボタン 注ぐ X001 下限 LS X003 給茶出力 Y004 コップ検出 X000 給茶器を例に、シーケンサのプログラムを考えてみましょう。 《入出力割付》 入力 出力 X000 コップ検出（コップ有りでON） Y000 茶葉交換表示ランプ X001 給茶ボタン Y003 給水出力 X002 茶葉確認ボタン Y004 給茶出力 X003 タンク下限 LS X004 タンク上限 LS 《制御仕様》 ①コップ検出X000 がONしているときに、給茶ボタンX001 を押すと （X001 ON）給茶出力Y004 が動作し、コップに湯が注がれます。湯は ボタンを押している間だけ注がれ、ボタンから手を離すと止まります。 コップ検出X000 がOFFのときには、給茶ボタンX001 を押しても湯 は注がれません。 ②タンクの水が少なくなると下限 LS X003 がONし、給水出力Y003 が 動作します。 給水出力Y003 が動作し、水がタンクに注がれるとやがて上限 LS X004 がONし、給水出力 Y003 が不作動になります。 ③給水動作を 5回行うと、茶葉交換表示ランプが点灯します。 ④確認ボタンを押すと、茶葉交換表示ランプが消灯します。 16
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3.3　導入事例 3（送風機制御） 運転準備完了ランプ 弱風 強風 Y000 X005 X006 送風機 運転準備 運転準備解除 シ X001 X003 ー ケ ン 弱風出力 強風出力 Y001 Y003 サ 送風機始動・停止 X000 送風機用MC Y002 送風機の制御を例に、シーケンサのプログラムを考えてみましょう。 《入出力割付》 入力 出力 X000 送風機始動・停止スイッチ Y000 運転準備完了ランプ X001 運転準備スイッチ Y001 弱風出力 X003 運転準備解除スイッチ Y002 送風機用MC X005 弱風運転選択 Y003 強風出力 X006 強風運転選択 《制御仕様》 ①運転準備スイッチ（X001）をONすることで、運転準備完了ランプ （Y000）をONし、自己保持させます。また、運転準備解除スイッチ （X003）をONすることで、運転準備完了ランプ（Y000）をOFFし、 自己保持を解除させます。 ②運転準備完了ランプ（Y000）がON状態のときに、送風機始動・停止 スイッチ（X000）をON/OFF操作することで、送風機用MC（Y002） が働き送風機を始動・停止できます。送風機の風速は切換スイッチ （X005/X006）で選択します。 ・X005 がONの場合：弱風出力（Y001）がON ・X006 がONの場合：強風出力（Y003）がON 17
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3.4　導入事例 4（プレス機制御） 加工品搬送スイッチ プレス開始ブザー X001 Y001 運 転 プレス出力　Y002 シーケンサエンジニアリング ソフトウェア パソコン プリンタ シーケンスプログラムの シーケンスプログラムや 作成やユニットの設定を 設定内容をプリントアウ 行います。 トして確認したり、保管 加工品 用の資料を作成します。 搬送用コンベア Y003 プレス個数 検出センサ X004 三菱シーケンサのシーケンスプロ 処理の流れ グラムの作成や動作調整が効率 的に行えるソフトウェアです。仮 プレス機の制御を例に、シーケンサのプログラムを考えてみましょう。 想シーケンサとして動作する機能があり、シーケンサが無くても動 作確認できます。 《入出力割付》 入力 出力 X001 加工品搬送スイッチ Y001 プレス開始ブザー X004 プレス個数検出センサ Y002 プレス出力 Y003 加工品搬送用コンベア 《制御仕様》 ①加工品搬送スイッチ（X001）をONすることで、加工品搬送用コンベア （Y003）をONし、加工品をプレス位置まで搬送します。加工品が合計 ４個プレス個数検出センサ（X004）に検出されたとき、加工品送り用コ ンベア（Y003）はOFFし停止します。 ②コンベア停止後、プレス開始ブザー（Y001）が鳴り、1秒後にプレス （Y002）が行われます。 装置の操作盤の標準化や小形化ができオペ レータの操作性が向上します。 ③プレス（Y002）は 2秒で完了し、ブザー（Y001）と同時にOFFします。 表示器 ④プレス完了後はプレス個数がリセットされ、以降①からの動作を繰り返 タッチパネル付の液晶 します。 画面上に、スイッチや 画面作成は専用 ランプを表示させ、シー のソフトウェアで ケンサや装置の操作が 行います。 行えます。 GOT 18