自己保持回路とは
ラダープログラムを組む際に自己保持回路をよく使用します。
自己保持回路とは、「電源がONした状態を自ら保つ回路」のことです。
この自己保持回路は、電気制御を実行するうえで基本中の基本です。
極端に言えば、どんなに複雑な電気制御システムでも、この自己保持回路の集合体と考え手も過言ではないので、電気制御に携わるすべての人は、この「自己保持回路」についてはきちんと理解する必要があります。
下図、参照①を見てください。
自己保持回路がない場合、運転ボタンを押すとコンベアが動き、ボタンを放すことでコンベアが停止します。
人が操作する時のみ動けば良いのであれば、この方法でも問題はありません。
しかし人が手を放しても、コンベアが継続して運転されるよう制御する装置としては、十分ではありません。
そういった場合に、自己保持回路を利用することで、参照①の商品をコンベアでＡ地点からＣ地点に搬送する際の行程を①～③とした場合
①運転ボタンを押すと、商品がＡ地点からＢ地点にコンベアで搬送されます。
②Ｂ地点に商品が到着すると、１０秒間停止してからC地点にコンベアで搬送されます。
③Ｃ地点に商品が到着するとコンベアが停止します。
運転ボタンを押すとコンベアが動き、ボタンを放しても①～③の制御を行います。
初めに説明した『電源がONした状態を自ら保つ』とは人手の有無に関係してきます。
自己保持回路がない場合
運転ボタンを押し続けなければならず、担当の人はその場から移動できないので、他の作業ができません。
自己保持回路がある場合
運転ボタンを押す人は押した後であれば自由に移動できるので他の作業もでき、業務を効率的に行なえます。
つまり自己保持回路があれば、一度運転ボタンを押すだけで稼働することができるのです。
この自己保持回路を応用する事により、機械は自動運転が可能となり、作業者が少人数でも生産性を上げる事が可能になります。
基本の自己保持回路を組む
それでは順を追って基本の自己保持回路の説明と回路を作成していきましょう。
【例題１】
・押しボタンを押すと入力デバイスＸ1(a接点)がONし、ランプを点灯させるための出力デバイスＹ1がONする回路を作成して見ましょう。
条件：押しボタンはa接点型モーメンタリ式のスイッチ(※1)を使用しています。
図 １
図１の回路では、押しボタンを押している間のみＸ１はONし、Ｙ１もＸ１がONしている時にのみON(ランプが点灯)することになります。
【例題２】
では、押しボタンを１度押しただけで、ランプが点灯し続けるためにはどうすれば良いでしょうか。
ここで自己保持回路の出番です。ランプ用出力デバイスＹ１が自らONし続けるためには、同じＹ１の接点(a接点)をor回路として組んでましょう。
・自己保持回路で作成する
図 ２
図２の回路を組むことにより、押しボタンを押すと入力デバイスＸ１がONし、ランプ用出力デバイスＹ１がONすると同時に、Ｙ１接点(a接点)もONするため、押しボタンを放してＸ１がOFFしてもランプが点灯し続けます。(図3参照)
図 ３
図3のように「Ｙ１がON(ランプが点灯)している限り、Ｙ１接点もＯＮし続ける。」
この状態を自己保持回路と言います。
さっと説明してしまいましたが、この記事を読んで頂いている方の中には「なぜ押しボタンを押しＸ１がONするとＹ１接点(a接点)もＯＮするのか？」という疑問が出てくる方もいるかと思います。
ラダープログラム上では出力がＯＮした際、その出力と同じデバイス(例題1ではＹ１のこと)であれば動作がシンクロします。
出力Ｙ１がＯＮしたのならばラダープログラム上にある全てのＹ１接点(a接点)もＯＮします。
逆に出力Ｙ１がＯＦＦしたら、全てのＹ１接点(ｂ接点)はＯＦＦになります。
しかし、図２と図３の回路には問題があります。
それはこのままではランプを切る方法がありません。
ランプを切るために、自己保持している間、切り用押しボタン入力デバイスＸ２としてｂ接点型モーメンタリ式スイッチ(※2)を追加することでランプを切ることができます。(図４・図５)
図 ４
▼
図 ５
図５は切り用押しボタンを押すと入力デバイスＸ２はOFFし、ランプ用出力デバイスＹ１への回路が遮断されるので、Ｙ１(出力)がOFFします。
出力がOFFすることは自己保持していたＹ１接点(a接点)もOFFします。
自己保持回路を理解する重要ポイントは
① スイッチを押して出力がＯＮする。
② スイッチを放しても出力がＯＮの状態を保っている。
③ 回路を切るための手段が必要である。
上記の３つの条件がある回路こそが自己保持回路の基本構造になります。
※1：a接点型モーメンタリ式スイッチとはボタンを押して電源ON、ボタンを放して電源OFFするスイッチです。
※2：ｂ接点型モーメンタリ式スイッチとはボタンを押して電源OFF、ボタンを放して電源ONするスイッチです。
制御技術Ｇ 古賀
