信号の入力
センサーなどからの信号をどのように入力して使うのか、リレーを使って解説します。
作成日：2010年
更新日：2022年12月17日
光電センサーとは
リレーで制御回路を作る前に、センサーからの信号でリレーを動作させて見ましょう。
今回使用するのは光電センサーです。簡単に説明すると、センサーから光を飛ばしていて、その光をさえぎるとセンサーが反応します。その信号でリレーを動かすのですが、センサーについてもう少し勉強しておきましょう。センサーには透過形と反射形があります。まずは透過形を見てみましょう。
透過形センサー
透過形センサーは片方から光が出て、片方のセンサーで光を受け取ります。ではセンサーの間をさえぎって見ましょう。
光をさえぎると右側のセンサーが光を受け取れなくなり、センサーが反応します。つまり通路などにセンサーを仕掛けておけば、人が通るたびに反応します。このように光を出す方（投光側）と光を受ける方（受光側）の２個に分かれているセンサーを透過形センサーと呼びます。
反射形センサー
次に下のようなセンサーを説明します。
反射形センサーは投光側と受光側が一体になったセンサーです。どのように反応するのかというと…
上の図のようにセンサーの前に物を置くと、センサーから出た光が反射して自分に戻ってきます。その光を受信してセンサーが反応します。自分で出した光を利用して、センサーの前に物があるか判断しているのです。
では透過形と反射形センサー、どちらを使えばいいのでしょうか？私の場合、基本的に透過形を使用します。どうしても取り付けが難しい場合は反射形を使用します。理由は安定しているからです。産業機器の業界において、光電センサーの使用用途のほとんどは”製品”（ワーク）の検出です。反射形は特性上どうしても製品の色や、距離によって安定しない場合があります。さらにハイパワーなセンサーの場合、通路を歩く人に反応したりします。そのような理由で、できる限り透過形センサーを使うようにしています。
※これは私の個人的な意見です。最近の反射形センサーは昔ほど不安定ではないので用途によっては十分使用できますし、変位センサーなどは反射形です。レーザーセンサーの反射形などは長距離で使用できますので、安全面さえ気をつければ使い勝手は抜群です。注意点としては、メーカーによって性能が全然違います。メーカーによっては得意不得意があるので、しっかり相談して購入しましょう。
ダークオンとライトオン
次にセンサーには「ダークオン」や「ライトオン」という言葉がでてきます。センサーによっても違いますが「Ｄ／Ｏ」や「Ｌ／Ｏ」と表示されています。スイッチで切り替え可能なタイプもあります。たとえばダークオンはセンサーの受光側に光が届かなくなったとき（暗いからダーク）センサー出力がＯＮします。透過形の場合はセンサー間に何か物がある場合、反射形の場合はセンサーの前に物がない場合です。ライトオンはその逆となります。つまり反射形と透過形でも逆になるので注意してください。
センサーの配線方法
センサーの基本が分かったところで、次は配線の方法について説明します。センサーからは下記の図のように色がついた線がでています。
茶色がＤＣの＋側です。産業機器の業界ではＤＣ２４Ｖをよく使用するため、ここにＤＣ２４Ｖの＋を入れます。次に青色の線がＤＣ２４Ｖに対する－側です。そのまま接続します。投光側と受光側は同じです。この茶色と青色の線が電源線なので、一緒にして電源を供給しても問題ありません。最後に黒色の線が残りました。これは信号線です。センサーが出力をだすと、この信号線が－に落ちます。つまり下のように配線をすればセンサーが反応した時リレーが動作します。
リレー側には常に＋を入れて起きます。センサーが複数ある場合はすべてのリレーに＋を供給する必要があり、まとめて供給するため「プラスコモン」とよんだりします。そしてリレーのマイナス側をセンサーの信号線に接続します。これで完了です。
※線の色の補足です。昔の機器は線の色が違う場合があります。下記のように変換してください。
・赤色→茶色（ＤＣ＋）
・黒色→青色（ＣＤ－）
・白色→黒色（信号線）
次にシリンダセンサーの接続も見てみましょう。シリンダについてはここでは説明しません。ＳＭＣなどのページで調べてみてください。シリンダ内部のピストンに磁石が入っていて、シリンダが前進した場合、内部のピストンも前進します。するとシリンダにつけられているセンサーが磁石に反応して動作するのです。これによって現在シリンダが前進しているのか、後退しているのかを判断しているのです。
シリンダセンサーは基本的に２本線を選ぶと接続が楽です。上の図のようにリレーと電源の間に取り付けるだけです。スイッチと同じイメージです。これが３本線になると光電センサーのような接続になります。
ここで説明したのは「ＮＰＮ」というタイプです。日本の機器はＮＰＮが多いらしいです。もし選択する必要があればＮＰＮを選択しておくのが無難です。ＰＮＰとＮＰＮで覚えにくいのですが、ニッポン⇒ＮＰということでＮＰＮと覚えましょう。
それでは基礎知識もついたところで、制御の説明にはいって行こうと思います。
リレー制御
図解入門 よくわかる最新 シーケンス制御と回路図の基本はKindle版(電子書籍)です。単行本ご希望の方は、フォーマットで単行本を選択してください。または、トップページよりご購入ください。
