ラダーロジック102：長所と短所 前回の記事ラダーロジック101で見たように、プログラミングジョブに適したツールを選ぶことは非常に重要です。ラダーロジックと呼ばれるツールの概念と基礎を検討しましたが、今回はその長所と短所の概観でラダー入門を完結させます。ラダーが何を得意とし、何を不得意とするかを理解することは、最大限に活用する鍵であり、プロジェクトでこのプログラミング手法を選ぶなら、どこで真価を発揮するか知っておくべきです。 長所 ラダーロジックには、その図表的形式に固有の多くのユニークなメリットがあり、今日の産業界でトップクラスのものを紹介します： 自己文書化： ラダー図は回路設計概念の優

電気制御盤は、プラントフロア内の機械設備を制御する信頼性が高く効果的な方法を提供します。今日、ほぼすべての回路がこれらのパネルで制御されているため、適切な設計は生産性と長期的な投資収益率（ROI）にとって不可欠です。 制御盤はどう説明されるか？ 制御盤はその動作に応じていくつかの方法で説明されます。以下は制御盤の最も一般的な属性です。 安全定格：サードパーティ（cULus）または短絡電流定格 エンクロージャー定格：NEMA、材質、取り付け、ドア機構に関して 電力定格：入力/出力電力、例：480V 3相 制御電源：120VACまたは24VDC ドア取り付けオペレーターデバイス 動作シーケンス：

産業用PC（IPC）、プログラマブルオートメーションコントローラー（PAC）、プログラマブルロジックコントローラー（PLC）は、設計と機能が異なりますが、最終的には機械と設備の自動化を可能にするという共通の目標を共有します。それらの選定基準は、システム要件と制御を必要とするアプリケーションに大きく依存します。 要件 コントローラー選定の核心要因は、特定アプリケーションのアップグレード必要性です。「アプリケーションは寿命期間中変わらないか、それとも生産要求増大に対応するか？」 前者なら、低コストのPCまたはPACが有効な選択肢です。 しかし、多くの企業は明確なトレンドに従わない増大する需要への対

フィードバック制御ループは、制御工学分野で最も革新的かつ信頼されるツールと言えます。制御ループ全体として、システムの問題・課題特定、プロセスの設定値到達、システム安定性維持に効率的なツールです。制御ループシステムには、クローズドループ、オープンループ、オープン・クローズド併用の3つの主要タイプがあります。クローズドループはフィードバックに大きく依存し、オープンループは依存しません。併用タイプはフィードバックとフィードフォワードの両方でプロセスを安定化させます。 以下の図はフィードバック制御ループ全体を示しています： これを分解すると： 制御対象のプロセス プロセスの物理パラメータを測定する

重機械の長期耐久性と運用性は、プロジェクトの設計段階で適切な保護スキームを選択し実装した場合にのみ確保できます。適切なタイプの遮断器を選択するには、一定の基準に従う必要があり、電気パラメータ（周波数、電圧、極数等）および環境条件（温度、サイズ、コスト等）を考慮に入れる必要があります。 プラントフロアでの一連の危険から機械を守る上で重要な役割を果たす、最も基本的な5つのパラメータは以下の通りです。 総合電圧定格 遮断器の電圧定格は、その端子間で耐えられる最高電圧として定義されます。この定格は遮断器の故障応答能力を決定するため極めて重要であり、決して推測や概算で選んではなりません。 電気周波数 選

モーター制御と構造の進歩により、ステッピングモーターとサーボモーターの運用上の差異は薄れつつあります。理論上は、サーボモーターが無限小の回転角度を提供するのに対し、ステッピングモーターの動作はステーター巻線数によって制限されます。しかし実際は異なります。 サーボモーター サーボモーターはサーボシステムの一部で、ドライブ、フィードバックデバイス、モーター本体で構成されます。ドライブはAC電源を入力として受け取り、DC電圧に整流します。必要なら、外部回路で制御されるシンプルな整流器で代用することも可能です。このようなシステムは、加速、PIDチューニング、速度など、すべてのモーター制御機能を外部デバ

電気制御盤は産業運営の不可欠な部分であり、いかなる中断もプラントフロアの生産性と効率に深刻な影響を与えます。産業用制御盤は主に2つのカテゴリーに分類されます。 コンベア、クレーン、プレス、冷凍ユニットなど主要生産システムを制御するユニット ポンプ、照明、HVACなど環境システムを制御するユニット 前述の通り、ワイヤー、リレー、スイッチなどの制御コンポーネントが正常に機能しなくなると、生産損失が発生し、シャットダウンに至ることさえあります。したがって、災害が起きる前に、企業が制御盤の頻繁な点検を行い、修理または交換の必要性を特定することが極めて重要です。 警告サイン 電力サージ、停電、屋根漏

パネルメーターは、機器の監視および/または制御を行うあらゆる産業で不可欠なコンポーネントです。これらは、製品仕様に応じて信号のアナログ値またはデジタル値を表示する計器です。最新のパネルメーターには、アラーム、さまざまな媒体によるデータ転送などの高度な機能があります。基本的な動作原理は以下の通りです：信号から電圧または電流のサンプルを取得し、視覚的表現を作成します。電圧測定は通常負荷間で、電流測定は直列構成で行われます。高電力システムでは、電流/電圧トランスなどの補助デバイスも高電圧測定に使用されます。 パネルメーターの一般的な用途はモーター電流監視です。工場でファンやポンプを駆動するモーターに

産業用ロボットの導入は、従来技術に依存するプラントにとって特に困難な課題となります。ロボットを職場に組み込む前に、技術的、財務的、物流的な考慮事項をいくつか検討する必要があります。 課題の網羅的なリストを作成することは可能ですが、まず最も主要なものから着手し、順番にクリアしていくのが賢明です。メーカーがロボティクス導入時に直面する最も困難な5つの課題は以下の通りです。 従業員のスキルセットとトレーニング ロボットは工場フロアに導入され、プログラミング後は概ね自律的に動作します。しかし、時折、割り込みとメンテナンスが必要です。これらは現場従業員が実施します。スムーズな運用のためには、従業員に新た

効果的なエンクロージャー冷却の重要性は、産業用制御盤設計者によってしばしば見過ごされます。これにより、コンポーネントの発熱総量と周囲温度の複合的影響を十分考慮せず、自然換気のみの設計となってしまいます。結果として、エンクロージャー内部温度を推奨レベルに維持できません。危険な温度レベルのリスクはよく知られており、機器損傷からコンポーネント寿命の短縮、最悪の場合は火災まで及びます。これらは、冷却設計における誤りを認識し、修正することで最小限に抑えられます。 なぜ産業用制御盤は熱くなるのか？ パネル内部で発生する熱量と、除去される熱量のバランスが、エンクロージャー内部温度に直接影響します。電子機器と

電力配電システムの設計を担う電気技術者は、その仕事が住宅、オフィス、商業施設の運用効率、生産性、安全性を決定するため、多大な責任を負います。設計は万全でなければならず、故障と過負荷から保護しつつ、ユーザーの安全を確保する必要があります。 そのような設計に明確な手順はなく、技術者が考慮すべき規制とコードという形でガイドラインが提供されるのみです。 回路保護は、米国電気規格（NEC）が発行する条項でホットなトピックであり、以下の基本目標に従います。 故障の局所化と隔離 不必要な電力損失の防止 過負荷、短絡、過電圧/低電圧などは、建物の運用寿命中に発生し得る条件の一部です。これらの故障を隔離また

それほど昔ではない頃、オペレーターは2つのビジネスシステムを並行して使用していました。通常、ERPや財務プログラムと、Microsoft Officeスイートのアプリケーションです。しかしここ数年、テクノロジーは驚異的な速度で変化しました。SaaS（Software as a Service）アーキテクチャの登場がプロセスに革命をもたらし、ユーザーは必要なすべてをサブスクリプションで利用することを好むようになりました。「State of SaaS-Powered Workplace 2017」によると、16個以上のSaaSアプリを使用する企業が2016年比で33%増加しました。 SaaSシステ

システムインテグレーター（SI）が機械メーカーやオートメーションディストリビューターと協業することは珍しくありません。このようなパートナーシップでは、SIがパートナー製品の推奨・販促を求められることが多く、それがアプリケーションに最適とは限りません。当然ながら、これは常に最良のアプローチではありません。 新しいシステムを評価し、制御プラットフォームを選定する際には、コストから適合性まで、いくつかの要因を考慮すべきです。以下は、そのような決定を行う前に考慮すべき5つの要因です。 既存のハードウェア、ソフトウェア、トレーニング 対象プラントがすでに特定のメーカーのコントローラーを主力として運用して

「デジタル」という言葉がつく技術や機器は、自動的にアナログより優れていると見なされがちです。これは概ね真実ですが、アナログ技術はすべての産業機器の基盤を形成し、依然として多くの貴重な用途があります。 パネルメーターは産業プラントの不可欠なコンポーネントです。センサーと組み合わせて使用し、センサーが送信する信号の値を表示します。デジタルパネルメーターと聞けば数値表示を、アナログメーターと聞けばゲージを想像するでしょう。 デジタルパネルメーター 前述の通り、これらは数値表示を持ち、一連の離散ステップで構成されるデジタル信号入力と互換性があります。信号が広い範囲でわずかに変化する場合に有効なソリュー

クラウドベースシステムの本質的な柔軟性により、企業は小規模から始め、ニーズの成長に合わせて拡張できます。要件に関わらず、企業はクラウドコンピューティングを組み込んだソリューション構築を検討すべきです。そうでなければ、今後数年間で競争力を維持できません。 例えば、複数のレガシーユニットで構成される組立ラインに作業指示を導入したいメーカーは、クラウドベースの製造実行システム（MES）ソリューションを検討すべきです。一方、オンプレミスのCRMソリューションに依存している企業は、顧客基盤の拡大に備え、クラウド移行を検討できます。 ミックス＆マッチ戦略は、特に貴重なデータをクラウドに移行する企業に有効で

シスコの年次サイバーセキュリティレポートは、グローバルなセキュリティトレンドと新たな脅威について包括的な洞察を提供しています。産業界におけるIoTの役割拡大は、複数のセキュリティアナリストと攻撃者の注目を集め、2018年のシスコレポートでホットトピックとなりました。回答者の69%が自社のOT（運用技術）機器を攻撃対象と見なし、セキュリティ専門家の31%がすでに何らかのサイバー攻撃をOT機器で経験しています。 では、産業制御システムをどう保護すべきか？ ITインフラと同等の厳格なセキュリティ手法をOT機器にどう適用するか？ 産業制御システムが脆弱であるだけでなく、企業の運用ハードウェアへのアクセ

ロボットのケーブル管理は、設計プロセスの補助的な部分と見なされ、後回しにされがちです。しかし実際には、特に一般的な6軸ロボットにおいて、ロボットの最高効率を確保する上で重要な役割を果たします。第一に、不適切なケーブル管理はロボットアームの動きに影響を与え、プロセスのパフォーマンスに直接影響します。過度なドレスパックやタイでケーブルをきつく束ねると、ロボット稼働に伴いストレスが蓄積し、コルクスクリュー現象などの問題を引き起こします。 ケーブル管理を最適化するため、プラントマネージャーは即座に対策を講じるべきです。まず、6軸ロボットを以下の3段階アプローチで分析します。 第6軸から第3軸 第3軸

パネルメーターは、機械およびロボットのOEMメーカーが、オペレーターインターフェース、クローズドループ制御、機械全体のスタンドアロン監視・制御という3つの主要な側面において、コスト効率を実現するために活用できます。 コストとシンプルさの観点から、パネルメーターはオペレーターインターフェースにおいて、LCDベースのHMIを容易に凌駕します。PLCとHMIには明確なメリットがありますが、多くの場合、技術サポートのために訓練された人員を必要とするため、アプリケーションに適していません。これによりコストが増大し、ダウンタイムのリスクも高まります。一方、最新のパネルメーターには組み込み通信オプションが搭

近年、据置型HMI（ヒューマンマシンインターフェース）はモバイルオペレーターの期待に応えきれず、より高度なコンテキストHMIによって急速に埋められつつある空白が生じています。問題の根源は効率の悪さにあります。例えば、メンテナンスエンジニアは、据置型HMIと資産の物理的位置を行き来する時間を継続的に浪費しています。据置型HMIディスプレイが資産の反対側にあるケースがいくつもあります。これは通常、トラブルシューティング、診断、コミッショニング、設備切り替え時に、オペレーターが資産の状態パラメータを確認する必要があるときに発生します。 モビリティは、エンジニアとオペレーターにとってコンテキストHM

オートメーションの世界にはいくつかの主要なイノベーションが現れました。時と共に消えたものもあれば、オートメーションタスクの実行に絶対的に不可欠な前提条件となったものもあります。PLCは後者のカテゴリーに属し、多くのケースで自動化タスクの遂行に不可欠となっています。しかし最近の数十年、強力な競合に直面しています：DCS（分散制御システム）です。PLCと同様、DCSも複数の自律コントローラーを含み、巨大システムの自動化プロセスの焦点となります。 DCSの登場 DCSが登場したのは1975年頃で、PLCがオートメーション分野で優位性を確立しつつあった時期です。マイクロコンピューターの使用増加がD