コントロール
複雑な自動化システムは、複数の部分に分割すると理解しやすくなります。工場の現場でのコミュニケーションを改善するために、工場の担当者は機械のコンポーネントをレベル別に参照します。自動化では、制御コンポーネントとシステムは、フィールド レベルのデバイスにデータ信号を送信し、そのデバイスがアクションを完了するか情報を返すものです。制御システムのロジック コンポーネントまたはソフトウェア、または PLC コンポーネントは、事前にプログラムされた指示に基づいて、フィールド デバイスからの入力をスキャンし、コードをスキャンし、出力を設定するように設計されています。
産業用コントローラは、入力を受信し、事前にプログラムされたコマンドをフィールド レベルのデバイスに送信するように設計されています。制御には、連続制御と離散制御の 2 種類があります。
連続制御の場合、パラメータと変数はアナログで連続的です。アナログ信号は可変で、複数の状態を持ちます。単に「オン」と「オフ」だけでなく、その中間の状態もあります。離散制御の場合、バイナリ デジタル信号が使用されます。デジタル信号は「オン」(バイナリ 1) または「オフ」(バイナリ 2) のいずれかです。
今日のオートメーションでは、複数のマシン機能を制御するために連続 I/O 制御と離散 I/O 制御の両方が使用されているため、多くの制御システムは、変換回路またはコンポーネントの助けを借りて、両方の信号タイプで通信するように設計されています。
ヒューマンマシンインターフェース (HMI)
HMI はプログラム可能なマシン インターフェイスです。このデバイスを使用すると、オペレーターはマシン システムに直接接続して、入力と出力を監視し、制御を行うことができます。
プログラマブルロジックコントローラ (PLC)
PLC は、手動入力が制限され、高度なインターフェースが不要なオートメーションで最もよく使用されます。これらの初期の制御デバイスは、通常、ラダー ロジックを使用してプログラムされ、ユーザー フレンドリになるように設計されていました。ハードワイヤード リレー ロジックを理解していれば、このデバイスを快適にプログラムできます。プログラミングは、シリアルまたは USB 接続を介して PC から実行できます。
フィールドバス入力と出力
フィールドバスは、31.25kHz バスを介してシリアル通信する、ネットワーク化された一連のフィールド デバイスで構成されます。フィールドバス システムでは、デバイスは 1 組のワイヤを使用して、デバイス間およびホスト制御システム間でデータを渡すことができます。フィールドバスでは、データは測定された変数に限定されず、診断データ、ステータス メッセージ、アラームも含まれます。
産業安全製品
工場の現場での自動化が進むにつれ、安全に関する新たな課題と機会が生まれています。課題には、作業員を可動部品から遠ざけることや、緊急時に機械をすぐに停止できることなどがあります。メーカーは、自動化で使用されるのと同じコンポーネントを使用して、ニーズとギャップを埋めるためのハイテク安全装置を設計しています。
安全ライトカーテン
安全ライトカーテンは、光電センサを介して光線を感知することで、自動化された機械を保護します。光線が破壊されると、停止信号が機械制御装置に送信されます。
緊急停止ボタン
電気機械式緊急停止スイッチ (緊急停止ボタン) は、一般的な押しボタン スイッチではありません。緊急停止押しボタンは、黄色の背景に赤いボタンが付いており、使いやすいキノコ型になっています。危険な負荷の通常閉じた接点に直接接続されているため、瞬時に停止します。
コネクタケーブルとハーネス
機械コンポーネントは、電力分配と通信伝送にケーブルを使用しています。ケーブルは、機器を接続し、無線周波数干渉 (RFI) や電磁干渉 (EMI) を受けずに伝導するように設計されています。コネクタはケーブルの両端にあるプラグです。導体は密閉されたワイヤです。シールドにより干渉が防止されます。ケーブルは、機械の形状と電気仕様に合わせてカスタム設計できます。機械内のすべての作業を実行するために必要なケーブルの数は、アセンブリまたはハーネスとして構成する必要があることがよくあります。ケーブルが絡まり合う問題を解決するために、さまざまなケーブル管理システムが利用できます。
機械通信
今日、相互接続可能なさまざまなコンポーネントを含む自動化されたマシンが構築されています。マシンを設計する際、接続性は主要な考慮事項となっています。ネットワーク通信は、アナログ信号やデジタル信号、またはその他の産業用通信プロトコルを介して、あるコンポーネントから別のコンポーネントへ、またはあるシステムから別のシステムへ送信されます。ワイヤレスまたは有線接続を介して、マシン通信は標準化された通信プロトコルに従います。
人間に住所があるのと同じように、マシン PC、PLC、その他のインテリジェント制御デバイスには、ネットワーク インターフェイス カード (NIC) と、一意のマシン アクセス コード (MAC) を持つインターネット プロトコル (IP) アドレスがあります。
ビルドに使用できる主な通信プロトコルは 2 つあります。
- ユーザー データグラム プロトコル (UDP)
- 伝送制御プロトコル (TCP)
ここでのキーワードは「構築」です。デバイスには、特定の機能に応じてさまざまなプロトコルが追加されています。ネットワーク プロトコルにより、デバイスは情報を認識、接続、共有できるようになります。