PLC (Programmable Logic Controller、プログラマブル ロジック コントローラー) は産業オートメーション分野の中核機器であり、高精度、高効率の自動生産プロセスを実現するためのモーション制御および位置制御機能が重要です。{0}{1}
まずはPLCモーションコントロールの概要
PLC モーション コントロールとは、機械装置の動作に PLC を使用して、正確で安定したプログラム可能な制御を実現することを指します。この機能により、PLC はモーション機器 (モーター、サーボ ドライブなど) の位置、速度、加速度、その他のパラメーターを制御して、目的のモーション軌道とモーション ロジックを実現できます。モーション コントロールは、機械製造、包装、印刷、繊維、食品加工などの多くの業界で広く使用されており、産業の自動化とインテリジェンスを実現する重要な手段です。
1. モーションコントロールの基本原理
PLC モーション制御の基本原理は、入力信号 (位置センサー、速度センサーなど) を通じて機械装置のモーション ステータスを取得し、あらかじめ設定された制御アルゴリズムに従って入力信号を処理して、アクチュエーター (サーボ モーター、ステッピング モーターなど) を駆動するための制御信号を生成し、機械装置のモーション制御を実現することです。このプロセスにおいて、PLCはコアコントローラーとして、さまざまなセンサー信号を受信して処理し、制御ロジックを実行し、制御コマンドを発行する責任を負い、機械装置の精密な制御を実現します。
2. モーションコントロールの主な機能
PLC モーション コントロールには、次のようなさまざまな機能がありますが、これらに限定されません。
- 軸制御:同期または非同期動作の複数の動作軸（X-軸、Y-軸、Z-軸など）を制御して、複雑な動作軌道の生成を実現できます。
- 軌道計画:あらかじめ設定された軌道のパラメータ（始点、終点、速度、加速度など）に従って、機械装置が所定の経路に従って動作するように軌道を自動生成します。
- 速度と加速度の制御:機械装置の速度と加速度を正確に制御して、さまざまなプロセス要件に対応します。
- トルクまたは力の制御:機械装置の出力トルクまたは力の状況を制御する必要がある場合、PLC は対応する制御機能を提供することもできます。
3. モーションコントロールの種類
さまざまな電源の使用に応じて、モーション制御は次のカテゴリに分類できます。
- 電気的動作制御:電動機を動力源とし、サーボドライブや周波数変換器などを介して電動機の動作を制御し、機械装置の動作制御を実現します。
- 気-液体制御:ガスと流体を動力源として、空気圧、油圧などの伝達手段を介して機械装置の動きを制御します。この方法は、大きな負荷と高速に適しています。
- 熱運動制御:燃料（石炭、石油など）を動力源として、内燃機関、蒸気機関などを介して熱エネルギーを機械エネルギーに変換し、機械装置を動かします。このアプローチは産業オートメーションではあまり使用されていませんが、いくつかの特殊な分野ではまだ応用されています。
第二に、PLC 位置制御の詳細
位置制御は PLC モーション制御の重要な部分ですが、産業用制御の分野では一般的な高度な制御方法でもあります。これは主に、生産プロセスの精度要件を満たすために、機械装置を特定の位置で正確に停止および位置決めするように制御するために使用されます。
1. 位置制御の基本原理
位置制御の基本原理は、機械装置の現在位置と目標位置との偏差を検出し、制御アルゴリズムに従ってアクチュエータの出力を調整し、機械装置が徐々に目標位置に近づき、最終的には正確な位置決めを達成することです。 PLCの位置制御では、サーボモータやステッピングモータなどのアクチュエータが一般的に使用されます。
2. 位置制御の種類
さまざまなフィードバック メカニズムに応じて、位置制御は、開ループ制御と閉ループ制御の 2 種類に分けられます。{0}{1}
- オープンループ制御:位置フィードバック機構を持たない制御方式を指します。このように、PLC は事前に設定された軌道パラメータに従って制御コマンドを送信し、アクチュエーターはコマンドに従って移動しますが、実際の位置を検出して補正することはありません。オープンループ制御は、単純な位置移動制御など、高い位置精度を必要としない場合に適しています。
- 閉ループ制御:-位置フィードバック機構を用いた制御方式を指します。このようにして、PLC は位置センサーを通じて機械装置の実際の位置をリアルタイムに検出し、目標位置と比較し、偏差に応じて制御指令を調整し、機械装置が徐々に目標位置に近づくようにします。閉ループ制御は、より高い位置精度と安定性を備えており、高精度の位置決めを必要とするアプリケーションで広く使用されています。-
3. 位置制御の応用例
産業オートメーション分野における PLC 位置制御には、次のような幅広い応用例があります。
- 工作機械制御:高精度工作機械（マシニング センター、CNC 工作機械など）では、PLC はサーボ モーターの制御を通じてナイフ上の CNC 旋盤ツールとワークピースの動作制御を実現し、加工の精度と効率を確保します。
- ロボット制御:ロボットは一般的な産業オートメーション機器であり、PLCは位置制御、速度制御、加速度制御などを含むロボットの動作制御を実現し、ロボットが所定の軌道に従ってワークピースを正確に把握して配置することができます。
- 包装機械制御:包装機械、PLC では、コンベア速度と位置決め精度の制御を通じて、製品が正確かつ正確に包装ステーションに搬入され、包装作業が完了することを保証します。
第三に、PLCモーション制御と位置制御の今後の展開
産業オートメーションの継続的な発展により、PLC モーション制御と位置制御はより統合され、インテリジェントでネットワーク化された方向になります。
- 統合：PLC の将来では、モーション制御、ロジック制御、シーケンス制御などの制御機能が 1 つにさらに統合され、制御効率とシステムの安定性が向上します。
- 知的：人工知能テクノロジーの助けにより、PLC は生産プロセスの実際の状況に応じて自己学習機能と自己適応機能を備え、制御パラメータと戦略を自動的に調整して制御の精度と安定性を向上させます。{0}{1}
- ネットワーキング：産業用インターネットの発展に伴い、PLC は遠隔監視および制御機能を実現し、ユーザーがいつでもどこでも機器の動作状況を把握し、遠隔から制御および管理できるようになり、制御の柔軟性とリアルタイム性が向上します。{0}}
要約すると、PLC のモーション制御と位置制御は産業オートメーション分野の中核技術の 1 つであり、その重要性は自明です。-継続的な技術革新とアプリケーションの拡張を通じて、PLC は将来の産業オートメーションの発展においてさらに重要な役割を果たすことになります。