リレーシーケンスとPLCの融合,電気ハードについて

Question

こんにちは、今 制御(ハード)で困っています。
精通する上司や先輩もいません、どなたか教えてください。
（ラダープログラムは少しやっていたのでわかりますが、
　ハード設計はわかりません。）
・リレーシーケンスで組まれた炉(30年前位のもの)があります。
・今回、炉の出口搬送系(PLC制御に)を変えようとしています。
・2つのモータ駆動と5個のリミットスイッチを取り外して、
　2つのインバータ制御モータとエアーシリンダと
　6つのロ－ラーコンベアモータ,センサー？個を追加しようとしています。
・この装置は、搬送系AC200V,炉の制御100Vとなっています。
・工期(装置を停められる期間5日)が短いので、あまり大幅な変更はしたく
　ありません。変更しなくてもいいところはそのまま使おうと思います。
・変更するユニットの信号系をDC24Vでやろうと思っていました。
質問１：シーケンサ：「M社 FX2N」を考えています。
　　　　出力は、リレータイプかトライアックタイプを選択すれば、
　　　　同じAC200V系を使えます。
　　　　シーケンサ入力はDC24Vとなっています。
　　　　PLCに入ってくる信号はDCのみということですか。
　　　　古いものはAC200Vのリミット、新しく追加するリミットはDC24V
　　　　というようなことになるのでしょうか。
質問２：リレーのA接点には、DC24VとAC200を混ぜて入れても
　　　　問題ないのでしょうか。
　　　　このような場合、どのようにするのがベストなのでしょうか。
質問３：インバータには、電子サーマル機能がついているようです、
　　　　インバータとモータが１対１の場合、サーマルをインバータの
　　　　後ろにつけなくてもいいのでしょうか。
質問４：モータを重量物昇降用に使う予定なので、ブレーキは「直流切り」
　　　　になると思うのですが、「同時切り」「別切り」「直流切り」
　　　　どう違うのでしょうか。
　　　　間違って理解しているかもしれませんが、
　　　　以前、ブレーキは直流と聞いたことがあります。
　　　　ブレーキには直流電源を使うのでしょうか。
質問５：ブレーキの使い方は、B接点で使用して、
　　　　常時通電するような回路にしないといけないのでしょうか。
　　　　動作させるときにOnさせる？
質問６：インバータの使用するにあたって、高調波対策として
　　　　リアクトルを接続するとなっていますが、どこの
　　　　メーカーでも出しているのでしょうか。ノイズフィルタなども
　　　　つけないといけないのでしょうか。
　　　　一般的な、インバータ、リアクトル、ノイズフィルタの
　　　　制御盤内配置、注意すべき点など教えてください。

書籍などで勉強するほうがいいと思うのですが、
どんなものがあるのかもわかりません。
質問について教えていただくのもありますが、
お勧めの書籍やサイトなどご存知でしたら教えてください。
よろしくお願いします。

Accepted Answer

自分が今件の更新工事担当だとしたら、
回答1：古いAC200VのリミットSWはリレーを介してDC24V入力にするか、リミットSW自体DC24仕様に変更してしまい　ます。
回答2：1つのリレーの接点でDCとACとを混合させることはよくやりますが、特に異常発生等の実績は現在のところありません。
回答3：インバータとモータが1対1のときは、客先の仕様にない限りサーマルを使用したことはありません。
　　　電子サーマルのみで使用しています。
回答4：ブレーキについてはモータのメーカによって電源仕様が異なりますが、Ｍ社の場合だとインバータの供給電源からリレーか電磁接触器を介して「別切り」しています。
　　　重量物ということなのでインバータの「周波数到達」信号ON（Ｍ社）でブレーキ解除、「周波数到達」信号OFFでブレーキをかけることになると思いますが、
　　　実際は試運転をしてみて決定します。
回答5：モータブレーキはブレーキを解除したいときに電源を印加し、励磁状態でブレーキ解除させます。
回答6：重量物の昇降ということなので、別途回生抵抗を使用すると思います。ノイズフィルタ等についてはインバータ、サーボアンプ等を多量に使用しない限り設けたことはありません。本当はあったほうがいいのでしょうけれど。

Answer

回答１：＞シーケンサ：「M社 FX2N」を考えています。
　　　　ＰＬＣはＭ社であればＡｎＳシリーズかＱシリーズをお勧めします
　　　　Ｆｘシリーズは今回のような機械にはお勧めできません
　　　　安価ですが炉と言う事なのでＰＬＣでケチってもたいしたコストダウン効果は望めません
　　　　（シーケンサは三菱電機の商品名です　業界ではＰＬＣと呼びます）
　　　　
　　　　＞古いものはAC200Vのリミット、新しく追加するリミットはDC24V
　　　　　というようなことになるのでしょうか。
オムロンのI/Oリレーターミナル
http://www.fa.omron.co.jp/product/detail/859/index_p.html
を使えば解決
ＡＣ２００Ｖをリレー受けしてＤＣ２４Ｖに変換してくれます
専用ケーブルで配線の手間無し
単純に部品代を積算するとかなり高価ですが
工数を積算すると部品代の差額を補って更に余る
それも有ってＦＸはお勧めできない理由の一つです
（ワンタッチ接続できない）

回答２：　通常の使用では全く問題はありません　
　　　　但し、ＡＣ２００Ｖ回路とアナログ微弱信号回路を同じリレーで
　　　　開閉することはお勧めできません

回答３：電子サーマルだけでＯＫです
　　　　外付けサーマルの必要な場合はインバータ2次側に複数のモータを
　　　　ぶら下げる場合くらいです

回答４：＞モータを重量物昇降用に使う予定なので、ブレーキは「直流切り」
　　　　＞になると思うのですが、「同時切り」「別切り」「直流切り」
　　　　＞どう違うのでしょうか。
単純に動作速度の違いです
　遅い　　　ＡＣ切り＞同時切り＞直流切り＞　　早い
詳細はモータメーカ発行マニュアルを熟読してください

＞ブレーキには直流電源を使うのでしょうか。
http://www.nissei-gtr.co.jp/seihin/gizyutu/t_box_ind.html
にあるようにモータに内蔵されているか制御盤に整流器を付けます

回答５：＞ブレーキの使い方は、B接点で使用して、
　　Ｂ接点駆動＝励磁作動ブレーキ
　　Ａ接点駆動＝非励磁作動ブレーキ
　　モータメーカのマニュアルをよく読んでください
　　一般的に
　　ブレーキモータは非励磁作動ブレーキ
　　クラッチブレーキは励磁作動ブレーキ

回答６：高調波対策が義務付けられる場合は大型の場合（概ね２２ｋｗ以上）
　　　　高調波がバカにならないほど大きくなるから
　　　　比較的小さい場合は無視しても構わない
　　　　＞一般的な、インバータ、リアクトル、ノイズフィルタの
　　　　＞　制御盤内配置、注意すべき点など教えてください。
　　　　インバータマニュアルを熟読してください
　　　　回答としてはマニュアルに記載の注意事項を全て守ることに尽きます

＞書籍などで勉強するほうがいいと思うのですが、
＞どんなものがあるのかもわかりません。
現在の日本でメーカ発行マニュアルよりも実用的な書籍は存在しません
（ＰＬＣ、インバータ、サーボモータ等のＦＡ機器）

＞お勧めの書籍やサイトなどご存知でしたら教えてください。
http://www.e-mechatronics.com/mc/index.html
http://www.toshiba-tips.co.jp/
http://www.nagoya.melco.co.jp/index_j.htm
http://www.fujielectric.co.jp/fcs/jpn/index.html

http://www.jsia.or.jp/index.html
https://www.jema-net.or.jp/cgi-bin/jem_mok.cgi
http://nippon.zaidan.info/seikabutsu/2000/00445/mokuji.htm

http://www.system-brain.com/fa.htm
http://www9.plala.or.jp/c-hokuto/page10.html

Answer

シーケンサーの入力は、基本的にＤＣです。　センサー、リミットスイチをシーケンサーの入力に取り込む場合は、ＤＣ回路になります。

リレー出力を使用する場合、出力はＤＣ、ＡＣどちらでもかまいませんが、４～８点づつが１つのコモンになっているので、注意が必要です。
また出力のリレーの容量が小さいので、あまり大きな負荷は繋げません。
質問の内容から考えると出力は全てＤＣとし、ＡＣを使用する場合は、出力にリレーを接続し、接点をＡＣ回路に繋いだ方が良いように思います。

ブレーキは、励磁動作型を使用すべきと思います。
ブレーキのタイミングはインバーターより信号が取り出せるはずです。
モーターを動作させる時、加速、減速をすると思いますが、インバーターからの出力が一定周波数以上になったからブレーキを解除し、一定周波数以下になってからブレーキをかける、といった制御になると思います。
（ブレーキの制御は、インバーターから一定周波数以上／以下になったらON/OFFする信号をシーケンサーに取り込み、単独でシーケンサーから制御）
ブレーキ自身は、直流と思います。　モーターにブレーキ用の整流器が付属してくると思います（メーカーに確認下さい）。

ノイズフィルターはシーケンサーの電源ラインに入れておいた方が無難と思います。

ブレーキは、通電時にブレーキを解除するタイプを使用することで。　モーターを動かす時に、シーケンサーの出力をＯＮしてブレーキを解除し、シーケンサー出力が無いとき（CPUが運転していないとき）は、ブレーキがかかる様になります。
非常時（「非常停止」が押されたときなど）はシーケンサーの出力（ブレーキの出力）をＯＦＦする様なソフトにする必要があります。
ハード回路で強制的にブレーキへの通電を切ると言う方法も有ります。
非常時にブレーキをかけたときに、モーターを止める等の処置を考慮したソフトが必要になります。

リレーシーケンスとPLCの融合についての質問