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制御機器・メカニカル情報編

頼れるエンジニアの知恵袋
エンジニアの皆様に、普段のお仕事の中でいまさら聞けない情報や、無くてはならない基礎知識など役立つ情報をピックアップしてご紹介しています。
エンジニア1年生からベテランエンジニアまで、ふとしたときの『知恵袋』として、ご活用いただければ幸いです。

制御方法概要

(1)制御の定義

制御とは、JIS Z 8116によると「ある目的に適合するように、制御対象に所要の操作を加えること」と定義されています。制御の方式は、大きく手動制御と自動制御に分類されます。手動制御は人間により手動で制御が行われ、自動制御は制御装置によって自動的に制御が行われます。自動制御は、フィードフォワード制御(開ループ制御)とフィードバック制御(閉ループ制御)とシーケンス制御に大別されます。

(2)フィードフォワード制御(開ループ制御)

フィードフォワード制御は「目標値、外乱などの情報に基づいて、制御量を決定する制御」と定義されます。下図のように制御操作と出力が全く独立した制御です。制御と出力の間にループが存在していないため、開ループ(オープンループ)制御とも呼ばれます。

(3)フィードバック制御(閉ループ制御)

フィードバック制御は「フィードバックによって制御量を目標値と比較し、それらを一致させるように操作量を生成する」と定義されます。下図のように制御対象の出力が検出部によって検出され入力となり、何らかの形で制御量に影響を与えます。制御と出力の間にループが存在するため、閉ループ(クローズドループ)制御とも呼ばれます。

(4)シーケンス制御

シーケンス制御とは「あらかじめ定められた順序、または論理にしたがって制御の各段階を逐次進めていく制御」と定義されます。シーケンス制御の一般的な構成は下図のようになります。電気洗濯機や自動販売機などは、シーケンス制御されている機器の事例と言えます。

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シーケンス制御用機器の分類

シーケンス制御に用いられる機器の機能及び機器の例を以下に示します。

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センサの種類と特徴

検出部に使用するセンサは制御回路の重要な要素です。検出対象を確実に検出するセンサを選ぶときの参考としてください。

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リレーの種類と特徴

リレーは継電器とも呼び、ある値以上の電気的入力を認識して、他の電気回路の開閉を制御する機器です。

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タイマの種類と動作原理

タイマとは、信号を受けてあらかじめ定められた時間が経過したあとに、接点の開閉を行うリレーの一種です。

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アクチュエータの種類と特徴

アクチュエータは、制御機器から出力された信号を元に、対象に物理的な動きを与える機器です。

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シーケンス制御用図記号

シーケンス図に使用される図記号の一覧です。作図の際にご参考ください。
(1)接点機能図記号
(2)操作機構図記号
(3)開閉接点の図記号

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制御系のブロック線図

制御系のブロック線図を描くときの基本要素と、伝達要素の等価変換を一覧表にまとめました。
(1)ブロック線図の基本要素
(2)ブロック線図の等価変換

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ねじの種類を表す記号

ねじの表し方はJIS規格で定められています。以下に、ねじの種類と、それを表す場合に最初に付く記号を一覧表にまとめました。

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メートルねじの径とピッチ

最もよく使われるメートルねじについて、呼び名と外径とピッチの対応をまとめました。

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