工場電気サポート株式会社は「電気があれば何でもできる！」を合言葉にどんな仕事でも進んで取り組んでいます。
主な事業は「電気工事」と「自動制御」です。ここでは自動制御についてご説明いたします。
自動制御
制御盤の概要
制御盤とは、機械/設備を電気制御するための電気制御機器・電気機器・電気部品を入れている箱だとイメージして良いと思います。
あなたの身の回りにも自動で動く機械/設備、例えばエレベーターや自動ドア。そういったものは、制御盤で制御（コントロール）されています。
制御盤の他に○○盤と呼ばれるものとして、配電盤・分電盤・操作盤などがありますが、それらの盤と制御盤の役割は大きく違います。
- 配電盤は、キューピクルなどからひかれた大容量の電源を分電盤へ配るための盤です。
- 分電盤は配電盤で配られた電源を更に細かく分ける盤です。
- 操作盤は機械などを操作するめの盤でボタンなどがついている盤です。
制御盤は機械/設備は制御するための盤ですので、これら盤とはまったく違います。
世の中には電気で自動制御される機械/設備は山ほどあり、その制御に使う機器一式をまとめた箱を制御盤と呼ぶのです。
制御盤が使用されているところ
・ビル ・マンション ・農場 ・工場設備 ・運輸設備 ・公共交通機関など
様々なところで使われています。
制御盤の設計に用いる電気制御技術
制御盤の電気設計をするためには、電気制御に関する知見・技術が必要です。
必要な電気制御技術の種類は目的とする制御により違いますが必ずといっていいぐらい必要なのはシーケンス制御技術です。
シーケンス制御とは
JISでは「あらかじめ定められた順序に従って制御の各段階を逐次進めていく制御のこと」と定義されています。
身近な例では信号機がシーケンス制御で動作しています。
信号機は赤→青→黄と点灯する色の順番が決まっています。
そして決められた時間が経過すると色が変わっていきます。
つまり、これがこうなったら、これがこうなる、そしてこうなったらあれがこうなる。
といった順番と次の順番に移行する条件を定め、それに従い動作させる制御のことをシーケンス制御といいます。
シーケンス制御の種類
シーケンス制御は有接点シーケンス制御、無接点シーケンス制御、PLC制御と更に分類されますが、そのどれもが制御盤では使われます。
- 有接点シーケンス制御は電磁リレーを使って制御回路を設計します。
- 無接点シーケンス制御はロジックICを使って制御回路を設計します。
- PLC制御はPLCと呼ばれる電子機器を使って制御回路を設計します。
又、シーケンス制御の他にフィードバック制御も制御盤では使われることがあります。
フィードバック制御
フィードバック制御は制御結果をフィードバック（帰還）させて、その差を補正して精度の高い動作を実現する制御のことです。
制御盤では温度制御や水位制御、位置決めなどで使われることが多いです。
このフィードバック制御はシーケンス制御よりも技術的に難しい制御ですが、メーカーから販売されているフィードバック制御可能な電子機器をマニュアル通りに使うだけで、フィードバック制御ができるようになります。
精度の高い温度制御をする場合は「温度制御機器」という電子機器を使えば、この電子機器フィードバック制御をしてくれます。
マニュアルを理解する力は必要ですが、自分でフィードバック制御の電子回路を設計しなくて使用可能になります。
電気制御、特にシーケンス制御と機器同士の電気配線の知見や技術は制御盤の電気設計においては最も重要だといえます。
制御盤の設計・製作までの流れ
制御盤を設計・製作するまでの流れの一例を紹介しておきます。
制御盤を設計・製作する会社（盤屋さん）によって違うとは思いますが、だいたいはこの流れで作成していきます。
①打ち合わせ・調査等
制御盤は機械/装置を電気制御するためのものです。
ですので、その機械や装置を使う目的や、どういった動かし方や操作をしたいか、などが分からないことには製作できません。
それを知るために発注主や機械屋さんとも打ち合わせを行い、その打ち合わせや調査を元に製作仕様書を作成します。
より良い制御盤としていくためには機械に関する知識も必要となります。
②設計
製作仕様書を基に、実際に設計・製作をしていきます。
希望の制御のためにどういった電気制御機器が必要かを検討します。
そして、それら機器をおさめる盤や取付位置のレイアウト図や外径図も書いていきます。
市販の箱を使わず、オリジナル製作の場合は板金図を書いて盤を製作します。
電気設計の流れとしては、
- 制御方法・制御フロー・回路図等を作成
- ハード設計
- ソフト設計
をしていくといったものです。
③製作
④試運転や検査
完成後、現地へ制御盤を移動させる前にまず試運転や検査を行います。
間違いなく設計・製作したつもりでも、予定通り動作しないことはよくあります。
⑤現地で制御盤の取付
⑥試運転
電気配線含め取付が完了したら動作させます。
実際に機械を動かすと動きが悪かったり改善したいところなどが見つかったりします。
ですので、実機での試運転調整作業を行います。
この段階で仕様の追加・変更が出た場合は、機内配線の追加やソフト修正を行っていきます。
現代私達の身の回りで使用されている機械や装置は、電気で自動制御しているものが大半だと思います。
自動化なしでは仕事にならない現代の産業現場・製造業では、制御盤は必ず関わる非常に重要なものだといえます。
弊社では制御システム全般も広く対応しておりますので、お気軽にご相談ください。