PLC制御とは？仕組みや他制御との違いをエンジニアが解説

PLC制御とは？仕組みや他制御との違いをエンジニアが解説

2025/5/8

世の中は日を追うごとに自動化・省力化の流れが増し、自動機械の導入が進んでいます。

センサーを組み込んで少し複雑な制御をしたいと考えた場合、まず挙がるのがPLCによる制御です。シーケンサという呼び方もされることが多いですが、実はこれは三菱電機株式会社の登録商標になります。

今回はPLC制御について、その仕組みや事例、他の制御との違いについて説明します。

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１．PLCとは？

まずはPLCの基本的な内容を理解するところから始めます。PLCはメーカー毎に使い勝手が大きく違うのですが、ここでは共通して使える知識となっています。

（1）PLCとは

PLC（Programmable Logic Controller）は、あらかじめ決められた手順に沿って作業するシーケンス制御を行います。

PLCは装置の導入後に設計を変更したいとなった場合に有用です。プログラム上で制御方法を作成するため、配線工事を行わずに制御変更することができます。

またPLCは産業用ロボットの動作順序制御で用いられるなど、FA業界では重要な機器となっています。

（2）PLCの動作概要

PLCを簡単に説明すると、ある入力があるとプログラムに沿って出力動作を行う単純な仕組みの機器です。

下の図を使って説明します。黒く囲まれた枠内がPLC部分になります。例えば押しボタンスイッチONの入力があるとランプがONになるようにプログラムを作成したとします。

まず製造現場の押しボタンスイッチが押されるとPLCへ入力信号が送られます。PLC内でプログラムを実行し、ランプをONにする出力信号がランプへ送られます。信号を受信したランプはONになります。

（3）パッケージ品とカスタマイズ品

PLCには大きく分けてパッケージタイプとビルドブロックタイプに分けられます。それぞれについて解説します。

①パッケージタイプ

CPUと入出力端子部分が一体になっており、電源を接続するだけで使用できるようになるタイプです。

その後はプログラムの書き込みや入出力端子へスイッチやランプなどを接続して制御動作ができるようになります。

②ビルドブロックタイプ

パッケージタイプは自身でモジュールを組み合わせてタイプとなっています。電源・CPU・複数のスロットをもつベースユニットが基本構造になります。

ベースユニットのスロットへ、以下に示す様な目的のモジュールを選択して取り付けます。

入力モジュール
出力モジュール
モーション、位置決め制御用モジュール
ネットワークモジュール
その他多数のモジュールが存在します

（4）なぜPLCが制御に使われるのか

PLCが制御に使われる理由はたくさん存在します。

例えば耐久性の高さ、他機器との通信ができる応用性、複数機械を同時制御できる制御性、制御盤に格納できる作業性などが挙げられます。ただ何より一番の理由は、既に工場の自動機がほとんどPLC制御であり、制御装置としてのゆるぎない地位を手に入れているからです。

元をたどればPLC制御は、次項で説明するリレー制御をより複雑に・省スペースに行いたいと考えられたものです。プログラミングをするときにリレー制御からPLC制御の考え方が似ていることから以降がしやすかったのでしょう。

２．他の制御様式との違い

PLC以外の制御様式について確認してみましょう。それぞれ向き不向きがありますので、状況に応じた選択をしなければなりません。

（1）リレー制御

電磁リレーを用い、リレーの配線を用いて制御回路を組みます。プログラミングを必要としないため、簡単な制御であればリレーを用いたほうが安価で素早く実装することができます。

ただしPLC制御と違い、制御動作を変えようと思うと実際に配線を組みなおさなければならないため非常に手間がかかります。

またPLCは手間がかかりますが、タッチパネルに接続したりデータ通信が行えるメリットがあります。

（2）パソコン制御

C言語などプログラミング言語を用いて制御を行います。

以前はパソコンを使用することで大量のデータ処理・収集が可能だと言われていました。
しかし最近ではPLC処理速度の向上だけでなく、クラウド上でのデータ処理、現場でのAI活用など生産現場のシステム形態が大きく変化している状況です。

そんな中、産業用PCを導入しても制御ではなく、データ集約や解析に利用している事例が増えてきているようです。

（3）分散制御システム（DCS）

DSCは分散制御システム（distributed control system）の略称で、主にプロセス制御の分野で使用されています。

複数の制御装置で構成され、それぞれの制御装置がネットワーク上で監視し合います。機器に異常が起きても停止が起こらない仕組みとなっていることが特徴です。

また0.5～1秒と制御の分野では比較的長い周期で入力信号を読み込み、演算して出力を行います。PLCが1ミリ秒（0.001秒）程度の制御周期だと考えると違いが良くわかります。

３．PLC活用事例

実際にPLCがどのような場面で使用されているか確認してみましょう。

（1）自動組立ロボット

赤外線センサーでワークを検出した時にロボットアーム用のシリンダーが動いたりと、多数の制御が組み合わさって構成されています。PLCといえば、このような制御方法をイメージすることが多いと思われます。

（2）データ収集装置

制御で使用しているセンサーデータのみならずその他のデータもPLCに取り込んで、そこから別の媒体に送信する方法です。複数のPLCのデータを一括管理するために統括PLCを用いる例もあります。