✅ 最終確認: 2026-04-04
⚡ 電気担当
制御回路¶
30秒まとめ¶
展開接続図は「電源左右 → 素子を横に並べる」基本形。インターロック設計の核心はフェールセーフ（断線 = 停止）。制御電源は DC24V が現代の標準で、計装回路との混触防止に絶縁トランスを挟む。
展開接続図の読み方¶
横書き形式（一般的な日本の制御盤）¶
制御電源 L（ホット） ────素子────────── N（ニュートラル）
各行に 1 回路ずつ並べる。左が電源、右が負荷（コイルや表示灯）。
縦書き形式（JIS C 0617 準拠）¶
左母線（＋または L）
│
├─[素子]─[素子]─ (コイル) ─┤
│
├─[素子]───────── (コイル) ─┤
│
右母線（－または N）
縦書きはラダー図とほぼ同じ構造。DCS・PLC のラダープログラムを読む際に必要。
基本素子一覧¶
| 記号 | 名称 | 説明 |
|---|---|---|
| ─┤ ├─ | 常開接点（NO） | コイル励磁時に閉 |
| ─┤/├─ | 常閉接点（NC） | コイル励磁時に開 |
| ─( )─ | コイル | 励磁すると対応接点が動作 |
| ─[TMR]─ | タイマ | 遅延動作（ON 遅延 / OFF 遅延） |
| ─[CNT]─ | カウンタ | 入力パルス数のカウント |
| ─[CR]─ | 補助リレー | 内部接点の増幅 |
| ─┤PB├─ | 押しボタン | 手動操作（瞬時接点） |
| ─┤LS├─ | リミットスイッチ | 位置検出 |
| ─┤PRS├─ | 圧力スイッチ | 圧力検出 |
インターロック設計の 3 原則¶
1. フェールセーフ（Fail-Safe）¶
回路の断線・故障が「安全な状態（停止・閉）」に向かうように設計する。
良い例（フェールセーフ）:
NC 接点で「高温 = 動作（コイル励磁）= 停止指令」
→ 断線でもコイル励磁 = 停止を維持
悪い例:
NO 接点で「高温 = 動作 = 停止指令」
→ 断線 = コイル非励磁 = 停止しない
2. フールプルーフ（Fool-Proof）¶
誤操作しても危険な動作が起きないようにする。
- 正逆転 MC の同時投入を機械・電気インターロックで防止
- 作業者の手が届く範囲では起動条件に扉インターロックを追加
3. 二重化（Redundancy）¶
単一故障で保護機能が失われないよう、重要な保護回路は二重化する。
| 対象 | 二重化の方法 |
|---|---|
| 非常停止回路 | 2 系統の NC 接点を直列 |
| 高温保護 | 温度スイッチ + 独立した温度リレー |
| 重要ポンプ起動許可 | 2 個のフロートスイッチ |
制御電源系統（AC100V vs DC24V の使い分け）¶
| 項目 | AC 100V | DC 24V |
|---|---|---|
| 主な用途 | 大型 MC・コイル・電磁弁（大容量） | PLC I/O・センサー・小型 MC |
| 安全性 | 感電リスクあり（保護対策必要） | 低電圧で比較的安全 |
| 伝送距離 | 電圧降下が少ない | 長距離では電圧降下に注意 |
| ノイズ耐性 | 高い（外来ノイズの影響小） | 低い（シールド・フィルタが必要） |
| 機器コスト | 低い（汎用品が豊富） | やや高い（DC 電源が必要） |
現代の標準： DC24V を制御主体とし、大型 MC・電磁弁のみ AC100V に残す。AC と DC は絶縁トランスで分離し混触を防ぐ。
非常停止回路（IEC 60204 準拠）¶
設計要件¶
- カテゴリ 0（直接遮断）が化学プラントの標準
- 非常停止ボタンは必ず NC 接点を使用
- 非常停止回路は自己保持しない（解除操作なしに再起動しない）
- 非常停止後の再起動は意図的な操作（起動 PB 押下）が必要
L1 ─[EMG 停止 NC]─[EMG 停止 NC 2系]─[停止 NC]─[起動 NO]─[MC コイル]─ L2
非常停止1 非常停止2
└────二重化────┘
IEC 60204-1 カテゴリ
カテゴリ 0: 即時電源遮断。カテゴリ 1: 制御停止後に電源遮断。カテゴリ 2: 制御停止・電源保持。化学プラントのポンプ・コンプレッサーはカテゴリ 0 が原則。