そもそも電気設計とは。
電気設計と言っても様々あり、プラント系、家電系、住宅系、工場系などあります。
その中で私が属しているのは工場の設備、生産機械になります。
生産機械、つまりFA(ファクトリーオートメーション)機械の電気設計とは、工場で生産する製品をいかに効率良く生産できるように機械を動かす電気システムを構築するものです。
製品を効率良く生産する。これは非常に難しく、お客様独自のノウハウもあるため、特に一品ものの生産機械は最初トラブルが起きやすく、精神的にツラいです笑
電気設計業務の流れ
1．エンドユーザーとの仕様打ち合わせ
2．機械設計との仕様打ち合わせ
3．ハード設計
4．ソフト設計
5．試運転調整
1.エンドユーザーとの仕様打ち合わせ
エンドユーザーは製作したラインや装置を使用する人たちです。どのようなものを求めているか、どのように使用したいかを正確に読み取る必要があります。ここで話が食い違っていると、大幅な仕様変更を行わなければならない事態になってしまいますので、慎重に行って下さい。
正直、お客様の多くは何でもできると思ってメーカーに仕事を依頼します。
何でもできるというのは不可能ですが、限りなく実現はできます。
ただし、当然コストが掛かりますので、その辺りを納入後に追加で注文してくるお客様が多く非常に苦労します笑
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2.機械設計との仕様打ち合わせ
機械設計との打ち合わせは一番大切です。機械設計がどのようにモータを動かして欲しいか正確に判断する必要があるからです。速度、搬送能力等を考慮し、ラインや装置が成り立つかを正確に判断する必要があります。
機械との打ち合わせは何度行っても良いくらいです。必ず仕様漏れがあると思って打ち合わせを行って下さい。何度も行うことによって、試運転調整時のハード、ソフト変更が少なく済みます。
3.ハード設計
ハード設計は、まずPLCを使用するのか、それともリレー回路で行うのかを判断します。ここでは、PLCを使用する場合の設計手順を記述します。
1．PLCの選定
2．I/Oカード図(入出力)を作成
3．動力回路図を作成
4．制御回路図を作成
5．制御盤を作成
6．センサー、モータなどの機器配置図を作成
上記の手順でハード設計を行うことができます。具体的なPLCの選定方法ですが、スキャンタイムやプログラム容量を考慮しなければなりません。下記にPLC選定の参考図を示します。搬送能力やモータ台数やサーボモータ台数、センサー数によって決定します。
引用：
http://www.mitsubishielectric.co.jp/fa/products/cnt/plcq/pmerit/cpu/index.html
www.mitsubishielectric.co.jp
私の選定基準としては、
【Q00UJCPU】：搬送能力80個/分以下
モータ約20台以下
サーボ1台以下
センサー30点以下
上記以上のものですと、【Q03UDVCPU】を選定します。その後はラインや装置の規模に応じてPLCを選定します。
PLCの選定が終わりましたら、センサーの入力やモータの出力などのI/O番号を振り分け、I/Oカード図に反映します。
動力回路はまずモータの電気容量(電流値)から配線用遮断器を決定します。私は30AF(アンペアフレーム)/15AT(アンペアトリップ)を基準としています。増設や改造などを考慮し、8Aほどで1系統にするようにしています。
制御回路も同じように電気容量(電流値)から配線用遮断器を選定します。選定が完了しましたら、メインの配線用遮断器の選定を行います。増設、改造を考慮して選定するようにしてください。
制御盤設計を行うために、部品関係の選定も上記の手順の時点で済ませて下さい。制御盤はスペースを取るため、なるべく小さく設計する必要があります。しかし、増設スペースもある程度確保することで、ハードの改造がスムーズに済むようになります。設計者は十分考慮して制御盤設計を行う必要があります。
1～5が完了すれば、ラインや装置のどこにセンサーやモータが設置されるかを図示する必要があります。配線業者に作業の指示や事前打ち合わせを行うための重要な資料となります。わかりやすいことが重要ですので、丁寧に描くように心掛けて下さい。
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4.ソフト設計
ハード設計が完了しましたら、1．エンドユーザーとの仕様打ち合わせと2．機械設計との仕様打ち合わせの内容を考慮してソフトを作成します。
私の基準としまして
・エンドユーザーと機械設計の動作、仕様などを反映
・電源が遮断されても、搬送が正常復旧できるようにする(搬送記憶を取る)
・エンドユーザーでもパラメータの変更が可能なようにする
・タッチパネルは見やすく、使いやすくする
5.試運転調整
最終調整となりますので、電気関係のことだけでなく、機械的な部分も評価する必要があります。搬送能力は十分か、強度は問題無いか、ソフトのチェックは良いかなど、様々な部分を確認してください。
