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PLC(Programable Logic Controller)との出会い


　自律移動ロボット作成を趣味としています。

　ロボット機体作成の参考図書に、PLCという単語がありました。
　調べてみると、リレーで構成するラダー図（制御回路）の内容
　を、マイコンで実現していることまで理解できました。

　リレーという有接点の短所を、無接点動作に変換し、マイコンの
　メモリの中でラダー図（制御回路）動作をエミュレートする装置
　が、PLC(Programable Logic Controller)とわかりました。

　PLCは、シーケンサと呼ばれることもあると知った時、購入しよう
　と値段を問い合わせました。

　すると性能の低いPLCでも、￥５０００以上します。

　動作が単純で、速度はマイコンより遥かに遅いのに、￥５０００は
　高いと思いました。シーケンサに、ラダー図の内容を転送するため
　のプログラマーが必要で、これが￥２０，０００ほど。そうなると
　趣味でPLCを使う計画は、断念することになります。

　性能とメモリ容量を気にしなければ、ワンチップマイコンを￥５００
　で買える時代に、PLCを購入して使うこともないでしょう。

　天邪鬼な自分は、「メーカー品が駄目なら、作ってしまえ。」
　と考えました。

　３冊書籍を購入して、１カ月ほどPLCの研究をし、ゼロスクラッチで
　全システムを１週間で組上げました。

　ここでは、そのプロセスを紹介します。




PLCでのトラブル


　PLCを利用した装置で遭遇したトラブルの内容を紹介します。
　似たことに遭遇した場合の参考にしてください。

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　出社すると、納品した音声案内装置が動かないと、電話で
　一報が入りました。この装置は、PLCの出力を利用して音声
　案内を流します。

　朝９：３０に一報を受け、予備で用意してあった装置を持参
　して現場に急行します。到着したのが１０：１０でした。

　PLC側の担当者から、音声案内装置のトリガー信号とACサーボ
　モータの回転指令を与える出力を同じにしていることを聞き、
　さらに前日にモータが瞬停で誤動作したと報告を受けました。

　音声案内装置を開けてみると、トリガー信号を受ける回路が
　黒焦げになっています。破壊原因は、ラッシュカレントがAC
　サーボモータから流れたとしました。

　同じことが発生した場合、また装置を壊すことになるので
　トリガー信号出力とACサーボモータの回転指令は別の出力
　に割当てるように、PLCのラダー図を変更してもらいます。

　これで大丈夫だろうと、予備の装置を接続しても音声案内が
　流れません。予備装置に単体でトリガー信号を与えて、動作
　することをPLC側の担当者にも確認して貰い、PLCのトラブル
　だろうと予測しました。

　ここまでの所要時間は４０分ほどで、午後には完動しないと
　ならないので、PLC側の担当者の顔色が変わっていきます。
　時計の針は１０：５０を指しています。

　壊れた装置の修理時間を確保したいので、PLC側の担当者に
　手を貸すことにしました。PLCの動作をシミュレーションする
　アプリケーションソフトがあるというので、動作のおかしい
　PLCを外して担当者の事務所に行くことにしました。
　修正ラダー図で正しく動くかを確認してみることにしました。

　１０分で現場から事務所に移動し、修正ラダー図を使い
　１ステップずつ入力と出力を確認してみます。問題なく
　動作しています。シミュレーションでOKならば、PLC自体
　の出力に問題があるはずと当たりをつけました。

　１ステップずつ入力と出力を確認し、マルチメータで出力電圧
　を測定してみます。音声案内装置への出力が、シミュレータで
　３Ｖ以上出力しているのに、マルチメータは０Ｖです。
　これで、PLC出力もACサーボモータのラッシュカレントで破壊
　されていたと判断し、正常な出力にラダー図を修正し動作を
　確認しました。事務所に到着してから、２０分経過していた
　ので、現場に戻ります。
　（この時点で、時計の針は１１：２０になっています。）

　修正ラダー図を格納したPLCを持って現場に戻り、全体システム
　の設定を終えると、１１：４０でした。

　システムの電源を入れ、センサーに反応した音声案内が流れ
　ACサーボモータでＵＦＯキャッチャーに似たメカが動きます。
　正常動作確認ができたのが、１１：５５。ギリギリ間に合い
　一息入れるため、無糖の缶コーヒーをおいしく飲みました。

　１日時間を空けて、所属していたFA関係フォーラムでPLCが
　壊れる確率はどの程度か質問してみました。皆無ではないと
　回答があったので、PLC側の担当者には、PLC出力にフォト
　カプラを入れておくよう依頼しました。

　壊れた音声案内装置は、トリガー信号入力回路だけでなく
　マイコンも死んでいました。ボードごと交換し、トリガー
　信号入力に抵抗をつけ、更にフォトカプラで絶縁して修繕
　しました。

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　これ以後、電気回路と電子回路をしっかり分けて設計する
　ようになりました。
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