自動制御ってなに？小学生にもわかるやさしい入門ガイド

この記事は「自動制御」という言葉をはじめて聞く人のために書いたよ

むずかしい用語はなるべく使わずに、たとえ話だけで進めるね

こんにちは、電ラビです

計装・自動制御の業界に20年以上いるウサギです

「自動制御」って、言葉だけ聞くとすごく難しそうですよね

でも、実はみなさんの家の中にもたくさんあります

この記事では、むずかしい計算も用語もぬきにして、身近なたとえだけで「自動制御って何？」を説明していきます

自動制御ってどんなもの？

いちばんわかりやすい例はエアコンです

エアコンのリモコンで「26℃」にセットしたら、あとは何もしなくても部屋は26℃くらいに保たれますよね

暑くなったら自動で冷たい風が強く出て、ちょうどよくなったら風がやさしくなる

これが自動制御です

「人間が見てなくても、機械がひとりでに目標を守ってくれる仕組み」

これが自動制御のいちばんシンプルな説明です

もし「自動」じゃなかったらどうなる？

エアコンがもし自動じゃなかったら、どうなるか想像してみてください

• ずっと温度計を見ていないといけない
• 「暑くなってきたな」と感じたら自分で風の強さのつまみを回す
• 「ちょっと冷えすぎた」と思ったらまたつまみを戻す
• 寝るときも、ごはんのときも、ずーっと温度計とにらめっこ

これは大変ですよね

この「ずーっと見ておかないといけない仕事」を、機械にやってもらうのが自動制御です

むかしは本当に「温度を見るだけの人」が工場にいたんだよ

今はその仕事を機械が代わりにやってくれているってことだね

身のまわりにある自動制御

自動制御は、実はエアコンだけじゃありません

みなさんが毎日つかっているものの中にもたくさん入っています

① 冷蔵庫

冷蔵庫の中は、いつでも冷たい状態が保たれています

中の温度が上がりすぎたら自動で冷やしはじめ、ちょうどよくなったら止まる

これもエアコンと同じ考え方です

② 電気ポット

ポットのお湯は、いつでも熱いまま保たれていますよね

ぬるくなってきたら自動でまた温めてくれる

これも自動制御です

③ お風呂の自動お湯はり

ボタン一つで「お湯が入る→止まる→あたためる」が全部自動でされますよね

これもセンサーで水の量と温度を見て、勝手にバルブを閉めたり、おいだきをしたりしています

④ 信号機

赤→青→黄→赤…と順番に色が変わりますよね

あれも決められた順番でひとりでに動いていく自動制御のなかまです

⑤ 全自動洗濯機

「水をためる→洗う→すすぐ→脱水する」までボタン1つで全部やってくれる

これも決められた順番で動いていく自動制御です

自動制御がやっていることは、たった4つ

むずかしそうに見える自動制御ですが、やっていることは実はたった4つだけです

この4つを、ひたすらグルグルくり返しているだけ

人間でいうと「目で見る」→「頭で考える」→「手を動かす」をずっとくり返している感じです

自動制御の機械も、まさにこの「目・頭・手」の役をする部品が集まってできています

※ センサー＝感じる部品

調節器＝考える部品

アクチュエータ＝動かす部品、というふうに覚えてOKです

自動制御があると、何がうれしい？

自動制御があると、いいことが4つあります

① 人がラクになる

一日中、温度計とにらめっこしなくていい

そのぶん別の仕事ができます

② いつでも同じ状態を保てる

人間だと「今日はちょっと寒いな」みたいにバラつきが出ますが、機械はいつでも同じやり方で動いてくれる

いつ行っても同じ温度のお風呂、いつ出しても同じ温度のポットのお湯

これは自動制御のおかげです

③ ムダが減って、電気代が安くなる

必要なときだけ動いて、必要ないときは止まる

だから電気やガスをムダに使いません

夏にエアコンを1℃上げただけで、電気代が結構変わると言われるのはこの仕組みのおかげです

④ 24時間ずっと動かせる

人間は夜は寝ますが、機械は寝ません

工場や病院のように「ぜったいに止めちゃいけない場所」では、自動制御がないと成立しません

大きい建物の中にも自動制御はたくさんある

ビルや大きな建物の中にも、実はたくさんの自動制御が入っています

• 全部の部屋の空調を同じ温度に保つしくみ
• 夏だけ強く冷やし、冬だけ強く温めるしくみ
• 外の天気に合わせて強さを変えるしくみ
• 夜は弱く、朝は強く動くしくみ
• 火事のときに窓を閉めたり換気を強くしたりするしくみ

ビルの中の自動制御をつくる仕事

これが私の本業「計装（けいそう）」という仕事です

ビルに入ると夏はすずしくて、冬はあったかい

それが”ちょうどよく”感じられるのは、裏で自動制御がずっと働いてくれているからなんだ

よくある質問

Q. ロボットと自動制御って何がちがうの？

ロボットの中にも自動制御は入っています

ロボットは「動く体」で、自動制御は「その動きを決めているしくみ」

つまりロボットの中身の考え方が自動制御、というイメージでOKです

Q. AIと自動制御って同じ？

にているけど、ちょっとちがいます

ふつうの自動制御は「決められたルール通りに動く」

AIは「自分で経験して上手になっていく」

最近はAIの考え方が入った自動制御も増えてきています

Q. 自動制御の仕事ってどんな人が向いてる？

「仕組みを考えるのが好きな人」「故障の原因を探すのが好きな人」は向いています

プラモデルや工作が好きだった人にはとても楽しい世界です

まとめ

むずかしい用語はひとつも使わなくても、自動制御のだいたいのイメージはつかめたんじゃないかと思います

もう少し詳しく知りたくなったら、フィードバック制御やPID制御など、自動制御の”もう一歩先”の話もこのブログで書いていく予定です

そっちも読んでもらえるとうれしいです