マイコン制御盤

マイコン制御ボックス

制御盤は、プログラマブルコントローラー(PLC)・シーケンサーを用いて制御することが一般的ですが、マイクロコンピューター(マイコン)やロジック回路などが載った「基板」を使って制御する場合もあります。

PLC制御の良いところは、ハードウェアの入手性と汎用性、ソフトウェアの生産性の良さです。マイコン制御基板(特注回路)を作れば1か月2か月かかるところ、PLCなら即納です。ソフトウェアもリアルタイム制御に特化したものであり、ラダー言語という「枯れた言語」(「枯れた」というのは長年の実績があり信頼性が高いの意味)で記述され、プログラマ人口も多く開発も保守も容易です。
PLCは価格が10万円弱~何十万・何百万しますが、同機能のものを安い部品代で作ると人件費がそれ以上にかかりますし、故障時に代替部品の入手が遅くてラインが止まる日数がかさむと損害が何十万円で済まないため、当社でも「安全な」PLC(特にすぐもってきてくれるキーエンス製、古い機器も在庫している三菱製)を積極的に使用しています。

マイコン制御の良さは、小型・省電力・省発熱と部品代の安さ、それに通信・情報処理などのインテリジェントな機能の実装が得意なところです。PLCで何万・何十万円するところ、部品原価だけなら数百円~数万円です(その代わり設計費が何十万~何百万)。
量産の場合と、小型化の必要がある場合と、市販汎用低価格マイコンがそのまま使えちゃうような場合はメリットがあります。入手性の悪さは予備部品を在庫しておくことでクリアすることになります。
ソフトウェアに関しては汎用言語を使うのでプログラマ人口は多いものの、「文系プログラマ」では不安があり、この手のプログラミングが得意な人物は引っ張り凧のロボコン経験者かベテランのマイコン世代のアマチュア無線家あたりの理系の秀才で、相対的に単価の高い(中堅ウェブプログラマの倍くらい)人物のアサインが必要になります。バックオーダーも抱えていますので、納期も長い目にみてほしいです。

メインCPUは市販量産品を購入するのが安価で確実ですが、制御用途ではI/Oまわりはマイコンとしては大電力を使いがちですので、大電力対応の入出力回路のプリント基板を作成することになって、これはこれで電子CADのできるエンジニアの工数と、基板製造メーカーの納期がかかります。少数ならユニバーサル基板で作るという手もありますが、予備部品が枯渇したときの供給に時間がかかるという難点がありますし、見た目に試作品感が出てしまいます。

近年のIoTブームを牽引する「Raspberry Pi(ラズベリーパイ)」「Arduino(アルドゥイーノ)」などの安価で入手性も開発環境よく情報も豊富な市販汎用マイコンが登場しており、これらを有効利用すれば、コストパフォーマンスの良い開発も可能になる場合もあります。

通常の制御盤にネットワーク通信・画面表示・キーボードやマウスでの入力などの機能を付加するときにも便利です。この場合は、サイズに余裕があればリアルタイム制御部分はPLCを使って、通信とUIだけマイコンを使ったほうが開発工数は節約できるかと思われます。

PICとかH8とかAKI-80とかの最小機能でシンプルで値段もこなれた枯れたマイコンもありますが、現在では使いどころが少ないかもしれません。

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