自己保持回路とは?

リレーシーケンス

 シーケンスの基本回路についてやさしく解説しています。一見、複雑そうに思えるシーケンス図ですが、実は基本となる回路をいくつか組み合わせて構成されていることがほとんどです。シーケンス制御には、基本回路と呼ばれる回路がいくつかあります。このページでは基本回路の一つである「自己保持回路」について説明しています。

自己保持回路

 リレーは接点部とコイル部をうまく組み合わせて配線することにより、色々なシーケンス動作を実現することができます。その中で、最も使われている典型的な回路に、自己保持回路と呼ばれるものがあります。

 自己保持回路とはリレーが持っている自己の接点を利用して、自己の動作を保持しようとする回路です。この回路は、一度入力された信号を解除信号があるまで保持するので記憶回路とも呼ばれており、電動機の始動・停止をはじめ、数多くの回路に利用されています。

 下の図は一番オーソドックスな自己保持回路の例です。簡単に動作の説明をしますと、入力信号の押しボタンスイッチ[BS1]を一度押すとランプ[L]は点灯し続けます。停止信号の押しボタンスイッチ[BS2]を押すとランプは消灯します。この「点灯し続ける」回路が、自己保持回路です。

自己保持回路
自己保持回路

 リレーに与えられた動作信号(セット信号)を受けて、自分自身の接点によってバイパス回路を作り、動作回路を保持します。又、復帰信号(リセット信号)を与えることにより復帰することができます。

自己保持回路のセット動作の順序

自己保持回路のセット動作の順序
自己保持回路のセット動作の順序
  1. 回路①の入力信号の押しボタンスイッチ[BS1]を押すと、そのメーク接点が閉じます。
  2. 回路①のリレー[R]に電流が流れ動作します。
  3. リレー[R]が動作したことで、回路②の自己保持用メーク接点[R-a1]が閉じます。
  4. リレー[R]が動作したことで、回路③の自己保持用メーク接点[R-a2]が閉じます。
  5. メーク接点[R-a2]が閉じると、回路③のランプ[L]が点灯します。
  6. 入力信号の押しボタンスイッチ[BS1]を離しても、回路②を通ってリレー[R]に電流は流れ続けます。(この状態を、自己保持をするといいます。)

自己保持回路のリセット動作の順序

自己保持回路のリセット動作の順序
自己保持回路のリセット動作の順序
  1. 停止信号の押しボタンスイッチ[BS2]を押すことにより、セット動作中の回路の電流がストップします。
  2. リレー[R]が復帰し、リレー[R]のメーク接点[R-a1]と[R-a2]が開きます。
  3. 停止信号の押しボタンスイッチ[BS2]を離しても、リレー[R]のメーク接点[R-a1]と[R-a2]は開いたままとなるので、復帰した状態となります。(この状態を、自己保持を解くといいます。)

タイムチャート

 自己保持回路の動作をタイムチャートで表すと次のようになります。タイムチャートで時間経過ごとに各制御機器がどのような動きをしているかを追って見ていくことで、シーケンスの動作について理解しやすいと思います。

自己保持回路をタイムチャート
タイムチャート

自己保持回路のセット優先とリセット優先

 自己保持回路で、セット信号とリセット信号を全く同時に入力した場合、セット信号を優先させ出力を出す回路を「セット優先自己保持回路」、リセット信号を優先させ出力を出さない回路を「リセット優先自己保持回路」といいます。「セット優先自己保持回路」および「リセット優先自己保持回路」は、次の図のようなシーケンス図になります。

自己保持回路のセット優先とリセット優先
自己保持回路のセット優先とリセット優先

 左側の「セット優先自己保持回路」は、入力信号の押しボタンスイッチ[BS1]と停止信号の押しボタンスイッチ[BS2]を同時に両方押した場合、ランプ[L]は点灯します。ただし、自己保持はしません。「セット優先自己保持回路」は特殊な使い方です。例えば、ベルトコンベアを強制的に少しだけ動かして、特定の位置で止めたいときなどの、自己保持回路が成立すると不便なときに使われます。

 右側の「リセット優先自己保持回路」は、入力信号の押しボタンスイッチ[BS1]と停止信号の押しボタンスイッチ[BS2]を同時に両方押した場合、ランプ[L]は点灯しません。通常、電気設備は停止中よりも運転中の方が危険です。安全を考慮すると、リセット優先回路にしておく必要があります。

 自己保持回路は、ほぼすべてといっても良いほど、シーケンス制御には使われています。自己保持回路の動作は論理回路の「AND回路」と「OR回路」および「NOT回路」を理解しているとわかると思います。自己保持回路の考えかたは必ず自分のものにしておいてください。

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