自動制御は大きく「シーケンス制御」と「フィードバック制御」に分類される。フィードバック制御は制御結果(出力)を検出して目標値と比較し、その差を修正するように操作量を調整する制御方式であり、あらかじめ定めた手順どおりに進めるシーケンス制御と対比される概念である((ア)=フィードバック)。
令和6年度 上期 第三種電気主任技術者 機械 問13
次の文章は,自動制御に関する記述である。
機械,装置及び製造ラインの運転や調整などを制御装置によって行うことを自動制御という。自動制御は,シーケンス制御と (ア) 制御とに大別される。
シーケンス制御は,あらかじめ定められた手順や判断によって制御の各段階を順に進めていく制御である。この制御を行うための機器として電磁リレーがある。電磁リレーを用いた (イ) シーケンス制御をリレーシーケンスという。
リレーシーケンスにおいて,2個の電磁リレーのそれぞれのコイルに,相手のb接点を直列に接続して,両者が決して同時に働かないようにすることを (ウ) という。
シーケンス制御の動作内容の確認や,制御回路設計の手助けのために,横軸に時間を表し,縦軸にコイルや接点の動作状態を表したものを (エ) という。
上記の記述中の空白箇所(ア)〜(エ)に当てはまる組合せとして,正しいものを次の(1)〜(5)のうちから一つ選べ。
選択肢
解説
結論 → 詳細 → 補足 の 3 層構成
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解説
結論 → 詳細 → 補足 の 3 層構成
詳細Layer 2展開閉じる
電磁リレー(有接点継電器)を用いて構成するシーケンス制御は、接点(コンタクト)の開閉によって回路を構成するため「有接点シーケンス制御」と呼ばれ、これをリレーシーケンスという。対して半導体素子(トランジスタ、ICなど)で構成するものは無接点シーケンス制御と呼ばれる((イ)=有接点)。
補足Layer 3展開閉じる
2個の電磁リレーのコイル回路に、それぞれ相手側リレーのb接点(常閉接点)を直列に挿入すると、一方のリレーが動作してb接点が開くと他方のリレーのコイル回路が遮断される。これにより両方のリレーが同時に動作することを電気的に阻止できる。この「二つの動作が同時に起こらないようにする」しくみをインタロック(インターロック)という((ウ)=インタロック)。
シーケンス制御において、横軸に時間経過、縦軸にコイルや接点(入力・出力)のON/OFF状態を表した図はタイムチャート(タイミングチャート)と呼ばれ、動作順序やタイミングの確認、回路設計の検証に用いられる((エ)=タイムチャート)。
以上より、(ア)フィードバック、(イ)有接点、(ウ)インタロック、(エ)タイムチャートの組合せが正しく、選択肢(2)が正解となる。
各選択肢の解説
- (1)
(ア)フィードフォワード (イ)無接点 (ウ)ブロック (エ)フローチャート
誤り。(ア)フィードフォワードは出力を検出せず外乱等を事前に予測して操作量を補正する制御であり、シーケンス制御と対をなす概念としては不適切(正しくはフィードバック)。(イ)無接点は電磁リレーを用いる方式と矛盾する(正しくは有接点)。(ウ)ブロックという用語はb接点直列によるコイル遮断の仕組みを表す一般的な制御用語ではない(正しくはインタロック)。(エ)フローチャートは処理手順を図形記号でフロー表現したものであり、時間軸と動作状態を表すタイムチャートとは異なる。4箇所とも誤り。
- (2)
(ア)フィードバック (イ)有接点 (ウ)インタロック (エ)タイムチャート
正しい。(ア)フィードバックは出力を検出して目標値と比較し修正する制御であり、シーケンス制御と対比される自動制御のもう一方の分類として適切。(イ)有接点は電磁リレーの接点開閉によるシーケンス制御を指す用語として適切(リレーシーケンス=有接点シーケンス制御)。(ウ)インタロックは相手のb接点をコイル回路に直列接続し同時動作を防止する仕組みを正しく表す用語。(エ)タイムチャートは横軸に時間、縦軸にコイルや接点の動作状態(ON/OFF)を表す図として適切。4箇所すべて文脈と整合する。
- (3)
(ア)フィードバック (イ)有接点 (ウ)ブロック (エ)フローチャート
誤り。(ア)フィードバック、(イ)有接点は文脈に整合し正しい。しかし(ウ)ブロックはb接点直列によるコイル遮断・同時動作防止の仕組みを表す用語ではない(正しくはインタロック)。(エ)フローチャートは時間軸に沿った動作状態の図示ではなく処理手順の図形表現であり、タイムチャートの定義に合わない。ウ・エが誤り。
- (4)
(ア)フィードフォワード (イ)有接点 (ウ)インタロック (エ)タイムチャート
誤り。(イ)有接点、(ウ)インタロック、(エ)タイムチャートは文脈に整合し正しい。しかし(ア)フィードフォワードは出力を検出せず外乱等を予め補正する制御であり、シーケンス制御と対をなす自動制御のもう一方の分類としては不適切(正しくはフィードバック、フィードバックは出力を検出して修正する点でシーケンス制御と対比される)。アのみ誤り。
- (5)
(ア)フィードバック (イ)無接点 (ウ)ブロック (エ)タイムチャート
誤り。(ア)フィードバック、(エ)タイムチャートは文脈に整合し正しい。しかし(イ)無接点は電磁リレー(接点を持つ機器)を用いる方式の説明と矛盾する(正しくは有接点)。(ウ)ブロックはb接点直列によるコイル遮断・同時動作防止の仕組みを表す用語ではない(正しくはインタロック)。イ・ウが誤り。
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