自己保持回路のラダー図での書き方(GX Works3・PLCプログラム視点)
自己保持回路とは
自己保持回路とは、押しボタンを一度押してから離しても、出力が動き続ける回路の仕組みです。押している間だけ出力が出る回路(一時的な接点回路)と対比して理解するとわかりやすいです。
現場でいえば、コンベアやポンプ・ファンの起動保持がわかりやすい例です。「起動ボタンを押す → モーターが回り始める → ボタンを離してもモーターが回り続ける → 停止ボタンを押したら止まる」というのが自己保持回路の基本動作です。もしボタンを押している間しかモーターが回らなければ、作業者はずっとボタンを押し続けなければならなくなります。これは実用にならないため、自己保持回路はシーケンス制御の出発点といえる基本パターンです。
展開接続図(シーケンス回路図)での自己保持については、電磁接触器の補助接点:自己保持回路と寸動回路の作り方でリレーシーケンスの視点から詳しく解説しています。本記事ではそのPLC版、つまりGX Works3のラダー図での書き方に絞って整理します。
本記事で使う用語
| 用語 | 説明 |
|---|---|
| ラング | ラダー図の横1行。左右の母線をつなぐ横棒1本のこと |
| a接点 | 通常は開いており、コイルが励磁されると閉じる接点 |
| b接点 | 通常は閉じており、コイルが励磁されると開く接点 |
| コイル | 出力を表す記号。条件が成立すると励磁(ON)になる |
ラダー図での書き方(a接点・b接点版)
ラダー図は電気回路の展開接続図をそのままPLCのプログラム表現に置き換えたものです。左母線から右母線へ電流が流れるイメージで読むと、展開接続図の経験がそのまま活きます。
自己保持回路のラダー図は3段階のステップで理解するのが確実です。
ステップ1:起動だけの回路(基本形)
まず最もシンプルな形から始めます。X0のa接点を1つ置き、右端にY0のコイルを置くだけの1ラングです。
このラングの動作はこうです。X0(起動ボタン)を押している間はX0のa接点が閉じてY0コイルに電流が流れ、Y0が出力されます。しかしX0から手を離すとa接点が開き、Y0は即座に消えます。
これはいわゆる「寸動(インチング)」の動作です。機械を少しだけ動かして位置を確認したい場合には使えますが、連続運転には使えません。
ステップ2:自己保持接点を追加
Y0が出力されたとき、Y0自身の補助a接点をX0と並列に接続します。これが「自己保持」の核心です。
動作の流れはこうです。X0を押す → X0のa接点が閉じる → Y0コイルが励磁 → Y0の補助a接点が閉じる → X0から手を離してもY0の補助a接点経由で電流が流れ続ける → Y0が保持される。
Y0自身が「自分を保持するための接点を閉じる」という動作をするため、これを自己保持と呼びます。ラダー図上では、Y0コイルと同じデバイス番号(Y0)のa接点をX0と並列(縦に並べる)に配置することで表現します。
ステップ3:停止ボタンを追加して完成
自己保持しっぱなしでは止められません。X1のb接点を直列に追加して停止機能を持たせます。
X1(停止ボタン)を押すとX1のb接点が開き、Y0コイルへの電流経路が切れます。Y0コイルが消磁されると同時にY0の補助a接点も開くため、X1を離してもY0は保持されません。自己保持が解除された状態です。
このラングで使うデバイスの割り当ては次のとおりです。
| デバイス | 種別 | 役割 |
|---|---|---|
| X0 | a接点(入力) | 起動ボタン |
| X1 | b接点(入力) | 停止ボタン |
| Y0 | コイル(出力) | 出力コイル |
| Y0 | a接点(補助) | 自己保持用接点 |
停止ボタン側がb接点になる点に注意してください。押しボタンスイッチの実機はa接点(常開)のものを使い、PLC入力に接続します。PLCのプログラム上でX1をb接点として使うことで、「押されていない平常時はX1のb接点が閉じている → 回路が通電できる状態」という論理になります。
SET/RST命令で書く方法
GX Works3のラダー図にはa接点・b接点によるコイル駆動以外に、SET命令とRST命令を使う方法があります。SET命令は「そのデバイスを強制的にONにする」命令で、RST命令は「強制的にOFFにする」命令です。一度SETされたデバイスは、RSTが実行されるまでONの状態を保ち続けます。これが自己保持の機能をそのまま命令に持たせた形です。
a接点・b接点版との最大の違いは、停止側の入力(X1)がa接点になる点です。a接点・b接点版ではX1をb接点として直列に入れていましたが、SET/RST版ではX1のa接点が閉じたとき(押されたとき)にRST命令が実行されてY0がOFFになります。
ラダー図の構成は2ラングになります。
- ラング1:X0(a接点)→ SET Y0
- ラング2:X1(a接点)→ RST Y0
X0を押すとSET Y0が実行され、Y0がONになります。Y0はその後X0から手を離してもONを保持します。X1を押すとRST Y0が実行され、Y0がOFFになります。RSTの後はX1を離しても再びSETが実行されるまでY0はOFFのままです。
自己保持用の補助接点を別途用意する必要がなく、ラダー図の記述がすっきりします。PLC特有の命令を使う分、「PLCらしい書き方」といえます。
2つの方法の違いと使い分け
どちらの方法も動作結果は同じですが、現場での読まれ方や使われる場面には違いがあります。
| 項目 | a接点・b接点版 | SET/RST版 |
|---|---|---|
| 停止ボタンの接点種別 | b接点(X1) | a接点(X1) |
| ラング数 | 1ラング | 2ラング |
| 直感的な読みやすさ | リレーシーケンス経験者に馴染む | PLC的な書き方 |
| 現場でよく見る場面 | 既設設備・改修案件 | 新規PLCプログラム |
既設設備の改修や展開接続図からPLCへの移植案件では、a接点・b接点版のほうが元の回路図との対応が取りやすく、図面確認も楽です。一方、ゼロから新規でPLCプログラムを書く場合や、複数のデバイスを同時にSET/RSTする処理が多い場合はSET/RST版のほうがスッキリ書けます。
現場によって「ここのプログラムはコイル版で書く」「このクラスの機械はSET/RST統一」といったルールがあることもあります。チームや客先の標準に合わせるのが現実的な判断です。
まとめ
- 自己保持回路:押しボタンを離しても出力が保持される回路。コンベア・ポンプ・ファン等の起動保持に使う
- a接点・b接点版:Y0補助a接点をX0と並列に置き、X1のb接点を直列に入れる。1ラングで完結。リレーシーケンスの経験がそのまま活きる
- SET/RST版:X0でSET、X1でRSTする2ラング構成。停止側はa接点になる。補助接点が不要でシンプル
- 使い分け:改修・移植案件はa接点・b接点版、新規はSET/RST版が多い。現場・客先の標準に合わせる
展開接続図(シーケンス回路図)の記号や読む順番の基礎は展開接続図(シーケンス回路図)の読み方:記号と読む順番を基礎から整理で整理しています。また、自己保持と組み合わせて使うインターロック回路についてはインターロック回路とは?b接点を使った安全制御の基本パターンも参考にしてください。
