CC-Linkと多芯ケーブル、どちらを選ぶ？ 制御盤設計初心者が抱える疑問を徹底解説
CC-Linkと多芯ケーブル、どちらを選ぶ？ 制御盤設計初心者が抱える疑問を徹底解説
この記事では、制御盤設計の現場でよくある疑問、「CC-Linkと多芯ケーブル、どちらを選ぶべきか？」について、具体的な事例を基に、初心者にも分かりやすく解説します。制御盤設計の基礎知識から、それぞれのメリット・デメリット、そして最適な選択をするためのポイントまで、詳しく見ていきましょう。この記事を読めば、あなたも自信を持って制御盤設計に取り組めるはずです。
仕事の改善でメインの制御盤とは別に、手元の盤の作成を考えています。
その際、CC-Linkにてネットワークの構築を考えていますが、多芯ケーブルでもよいのでは無いかと言われました。
理由は、回路を難しくしないでほしい・・・とのことです。
何か多芯ケーブルでやるよりCC-Linkでやるメリットを教えていただけないでしょうか？
簡単に制御内容と条件を言いますと
『制御内容』
- 排水ポンプの運転、停止の手元スイッチを設置 (手元、遠方のスイッチとポンプ運転、停止スイッチ)
- 万一に備え非常停止ボタン設置
- 未使用のNo2ポンプが設置してあるので、将来を見据え穴加工しておき、使えるようにしておく
- 手元盤を２面設置予定
- QのPLC⇒AJの入出力⇒AJの入出力
- 将来はイーサネットを設置して遠方で状態監視する
『条件』
- 配線の長さは20mと10m、屋外で庇無し
- 高さは架台のしたに配線、配管するので脚立などは使用しない
- 生産ラインがあるが、高周波ノイズなどはなさそう 少なくとも20年位は変わってないラインです。
- 民家や他の工場が半径、約10m位のところにある
- 私自身、初めてCC-Linkの仕事をやる。ある程度、計装の仕事経験あり (1月に三菱のセミナーに参加します。自腹)
とりあえずこんなところです。よろしくお願いします
CC-Link vs 多芯ケーブル：制御盤設計の基礎知識
制御盤設計において、CC-Linkと多芯ケーブルは、それぞれ異なる特徴とメリット・デメリットを持っています。どちらを選択するかは、制御内容、設置環境、将来的な拡張性などを考慮して決定する必要があります。ここでは、それぞれの基本的な概念と、制御盤設計における役割について解説します。
CC-Linkとは？
CC-Link（Control & Communication Link）は、三菱電機が中心となって開発したオープンフィールドネットワークです。PLC（Programmable Logic Controller）や各種I/O機器を接続し、制御信号やデータを高速に伝送することを目的としています。CC-Linkの特徴は、以下の通りです。
- 高速通信: 最大10Mbpsの高速データ伝送が可能で、リアルタイム性の高い制御に適しています。
- 配線コストの削減: 複数の信号を1本のケーブルで伝送できるため、配線工数を削減できます。
- 拡張性: 容易に機器の増設やシステム拡張が行えます。
- ノイズ対策: 耐ノイズ性に優れており、産業環境での使用に適しています。
多芯ケーブルとは？
多芯ケーブルは、複数の電線を1本のケーブルにまとめたものです。制御盤内の信号伝送や、機器間の接続に使用されます。多芯ケーブルの特徴は、以下の通りです。
- シンプルな構成: 比較的シンプルな構成で、特別な知識や技術を必要としません。
- 低コスト: CC-Linkと比較して、初期費用が抑えられる場合があります。
- 信頼性: ケーブル自体の信頼性は高く、長期間にわたって安定した動作が期待できます。
- 柔軟性: 配線の自由度が高く、設置場所に合わせて柔軟に対応できます。
CC-Linkを選ぶメリット
今回のケーススタディにおいて、CC-Linkを選択することには、多芯ケーブルにはない多くのメリットがあります。以下に、具体的なメリットを解説します。
1. 配線コストの削減と省スペース化
CC-Linkは、複数の信号を1本のケーブルで伝送できるため、配線工数を大幅に削減できます。今回のケースでは、手元盤が2面あり、それぞれに複数の信号線が必要となります。多芯ケーブルを使用する場合、これらの信号線すべてを個別に配線する必要があり、配線作業に手間と時間がかかります。一方、CC-Linkを使用すれば、ケーブルの数を減らし、配線ルートもシンプルにすることができます。これにより、配線コストだけでなく、制御盤内のスペースも有効活用できます。
2. 将来的な拡張性と柔軟性
CC-Linkは、将来的な拡張性に優れています。将来的にイーサネットを設置して遠方で状態監視を行う計画があるとのことですが、CC-Linkは上位ネットワークとの連携も容易です。例えば、新しいポンプを追加する場合でも、CC-LinkのI/Oユニットを増設するだけで対応できます。多芯ケーブルの場合、新しい信号線を追加するたびに、配線作業が必要となり、拡張性が制限されます。
3. メンテナンス性の向上
CC-Linkは、トラブルシューティングが容易です。CC-Link対応のPLCやI/Oユニットには、自己診断機能が搭載されており、異常が発生した場合、原因を特定しやすくなっています。また、CC-Linkのネットワーク構成は、ソフトウェアで管理できるため、配線ミスや接続不良などのトラブルを早期に発見できます。多芯ケーブルの場合、配線図を見ながら、一つ一つ信号線の接続を確認する必要があり、トラブルシューティングに時間がかかることがあります。
4. ノイズ対策と安定性
今回のケースでは、生産ラインがあり、高周波ノイズが発生する可能性があります。CC-Linkは、耐ノイズ性に優れており、産業環境での使用に適しています。多芯ケーブルの場合、ノイズの影響を受けやすく、誤動作の原因となることがあります。CC-Linkを使用することで、ノイズの影響を最小限に抑え、システムの安定性を高めることができます。
多芯ケーブルを選ぶ場合の注意点
多芯ケーブルを選択する場合、以下の点に注意が必要です。
1. 配線設計の複雑化
多芯ケーブルを使用する場合、配線設計が複雑になる可能性があります。複数の信号線を正確に接続し、配線ルートを適切に計画する必要があります。配線ミスや接続不良が発生した場合、トラブルシューティングに時間がかかることがあります。
2. 拡張性の制限
多芯ケーブルは、将来的な拡張性に制限があります。新しい機器を追加する場合、追加の配線作業が必要となり、システムの変更に手間と時間がかかります。
3. ノイズ対策の必要性
多芯ケーブルを使用する場合、ノイズ対策が必要となる場合があります。ノイズの影響を避けるために、シールドケーブルを使用したり、配線ルートを工夫したりする必要があります。
4. メンテナンス性の低下
多芯ケーブルは、トラブルシューティングが難しく、メンテナンスに時間がかかることがあります。配線図を見ながら、一つ一つ信号線の接続を確認する必要があり、トラブルの原因を特定するのに時間がかかることがあります。
CC-Link導入のステップ
CC-Linkを導入する際には、以下のステップで進めるのがおすすめです。
1. システム設計
まず、制御内容と必要なI/O点数を明確にし、CC-Linkのネットワーク構成を設計します。PLC、I/Oユニット、ケーブルの種類などを決定します。今回のケースでは、手元盤2面、排水ポンプの運転・停止、非常停止ボタン、将来的なポンプ増設などを考慮して、必要なI/O点数を算出します。
2. 部品選定
システム設計に基づいて、PLC、I/Oユニット、ケーブルなどの部品を選定します。三菱電機のCC-Link製品は、豊富なラインナップがあり、用途に合わせて最適な製品を選択できます。今回のケースでは、三菱電機のセミナーに参加し、製品知識を深めることが重要です。
3. 配線工事
選定した部品を使用して、配線工事を行います。CC-Linkのケーブルは、専用のコネクタで接続します。配線図に従い、正確に配線を行い、ケーブルの接続を確認します。今回のケースでは、配線の長さに注意し、屋外での使用に適したケーブルを選定します。
4. プログラミング
PLCのプログラムを作成し、CC-Linkのネットワーク設定を行います。PLCとI/Oユニット間のデータ通信を設定し、制御内容を実現するためのプログラムを記述します。今回のケースでは、排水ポンプの運転・停止、非常停止ボタン、将来的なポンプ増設などを考慮したプログラムを作成します。
5. 試運転と調整
配線工事とプログラミングが完了したら、試運転を行い、システムの動作を確認します。異常がないか確認し、必要に応じて調整を行います。今回のケースでは、手元盤からの操作、ポンプの運転・停止、非常停止ボタンの動作などを確認します。
成功事例：CC-Link導入によるコスト削減と効率化
ある食品加工工場では、老朽化した制御盤の更新を検討していました。以前は、多芯ケーブルを使用していましたが、配線作業に手間と時間がかかり、拡張性にも課題がありました。そこで、CC-Linkを導入した結果、以下の効果が得られました。
- 配線コストの削減: 配線工数が大幅に削減され、配線コストが30%削減されました。
- 省スペース化: ケーブルの数が減り、制御盤内のスペースが有効活用できるようになりました。
- 拡張性の向上: 新しい機器の追加が容易になり、システムの拡張性が向上しました。
- メンテナンス性の向上: トラブルシューティングが容易になり、メンテナンス時間が短縮されました。
この事例からも、CC-Link導入によるコスト削減と効率化の効果が明らかです。
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まとめ：CC-Linkで制御盤設計を最適化
今回のケースでは、CC-Linkを選択することで、配線コストの削減、将来的な拡張性、メンテナンス性の向上、ノイズ対策など、多くのメリットを享受できます。多芯ケーブルも選択肢の一つですが、CC-Linkのメリットを考慮すると、今回のケースではCC-Linkが最適な選択肢と言えるでしょう。制御盤設計の知識を深め、CC-Linkの導入を検討することで、より効率的で信頼性の高いシステムを構築できます。
制御盤設計は、奥深い分野ですが、一つ一つ知識を積み重ねていくことで、必ずスキルアップできます。この記事が、あなたの制御盤設計スキル向上の一助となれば幸いです。
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