シーケンス制御とは？接点・リレー・自己保持回路をやさしく解説

シーケンス制御は計装のいちばん基礎

ここをおさえておかないとこの先ぜんぶつまずくから、最初の1本をじっくりどうぞ

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

この記事では「シーケンス制御」を、初めて聞く人でもイメージできるレベルまで砕いて解説します

ラダー図や接点の話まで出てくる本格的な世界ですが、入口は拍子抜けするくらいシンプルです

シーケンス制御ってそもそも何？

シーケンス制御とは、あらかじめ決めておいた順番や条件どおりに、機械を段階的に動かす制御のことです

いちばん身近な例は全自動洗濯機

スタートボタンを押すと、

1. 給水して
2. 洗って
3. すすいで
4. 脱水して
5. 止まる

というふうに、決まった順番で自動的に動きますよね

これぞシーケンス制御です

ほかにも、身のまわりにあふれています

• 自動販売機：お金を入れる→ボタンを押す→商品を落とす→おつりを返す
• 自動ドア：人を感知→モータ起動→開く→一定時間待つ→閉じる
• 信号機：青→黄→赤→青…を決まった時間で切り替え
• エレベーター：ボタン受付→ドア閉→移動→停止→ドア開
• コインランドリー：コイン投入→運転開始→規定時間で停止

こうした「手順が決まった自動動作」は、すべてシーケンス制御の仲間と考えてOKです

手動制御とシーケンス制御のちがい

制御は大きく手動制御と自動制御に分けられます

シーケンス制御は自動制御の代表格です

現場で回路を組むのは、たいてい後者

「人間がやっていた手順を、機器に代わりにやらせる」というのがシーケンス制御の本質です

回路の最小単位「接点」

シーケンス回路は、突き詰めれば「接点を開いたり閉じたりする組み合わせ」でできています

接点は回路を電気的に入り切りする部品です

接点には大きく2種類あります

① メーク接点（a接点）

ふだんは開いていて、操作すると閉じるタイプ

“押すと電気が流れる”接点

玄関のチャイムボタンを想像するとわかりやすい

② ブレーク接点（b接点）

ふだんは閉じていて、操作すると開くタイプ

“押すと電気が止まる”接点

冷蔵庫の扉のスイッチ（開けると庫内灯が点くように見えるが、内部的には扉が閉じると接点が押されて灯りが消える仕組み）が近いです

さらに、接点には「自動復帰するもの」と「自動復帰しないもの」があります

• 自動復帰する接点：押している間だけ作動、指を離すと元に戻る（チャイムのボタン）
• 自動復帰しない接点：一度操作すると作動したまま、もう一度押さないと戻らない（シーリングライトのカチッと押すスイッチ）

リレーとは？

接点を人の指ではなく、電気の力で勝手に動かしたい

そこで登場するのがリレー（電磁リレー）です

リレーはざっくり3つの部品でできています

• コイル：電気を流すと電磁石になる部品
• 可動接点：動く側の接点
• 固定接点：動かない側の接点

コイルに電気を流すと電磁石になり、可動接点を引きつけて接点が切り替わる

電気を切ると、バネで元の位置に戻る

これだけです

ポイントは、リレーは「1つの部品」だけど、回路としては2本に分かれているということ

• コイル側の回路（電磁石を作る回路）
• 接点側の回路（切り替わる回路）

この”2回路を1つの部品でつなぐ”という考え方がシーケンスの肝

小さな電圧でコイルを動かし、その電磁力で別の大きな電流を切り替える、というテコの原理のような使い方ができます

コンタクタ（電磁接触器）とは？

リレーの”大電流バージョン”が電磁接触器（コンタクタ）です

モータやヒーターのように消費電力が大きい機器は、小さなリレーでは接点が溶けてしまう

そこで主接点（大電流用）と補助接点（制御用）を一体にしたのがコンタクタ

ビル空調の制御盤をあけると、ずらっと並んでいる黒い箱がコンタクタ

これがエアコンの室外機や送風機を実際にON/OFFしています

シーケンス制御の花形「自己保持回路」

ここから一気に実用レベル

シーケンス制御の代表的な回路が自己保持回路です

困りごとから出発しよう

送風機を”自動復帰するボタン”（押している間だけ動く）で動かすとしましょう

これだと、作業員はずっとボタンを押しっぱなしにしないといけない

さすがに使えない

かといって”自動復帰しないボタン”にすると、停電が起きて電気が復旧したとたん、勝手に機器が動き出してしまう

これも危ない

この2つの問題を同時に解決するのが、自己保持回路です

自己保持回路のしくみ

基本の考え方はシンプル

• 「入」ボタン（自動復帰するメーク接点）とコンタクタ自身の補助接点を並列に接続する
• コンタクタのコイルと直列に「切」ボタン（ブレーク接点）を入れる

動作を順に追ってみます

1. 入ボタンを押す → コイルに電気が流れる
2. コンタクタが励磁し、主接点が閉じてモータが回る
3. 同時に補助接点も閉じ、”入ボタンと並列”の通電ルートができる
4. 入ボタンから指を離しても、補助接点を通ってコイルに電気が流れ続ける
5. 切ボタンを押すとコイルへの通電が断たれ、接点が全部戻って停止

自分の接点で自分のコイルを励磁し続ける

だから”自己保持”

停電が起きれば接点はいったん全開放されるので、復電しても勝手には動き出さない

安全ですね

自己保持回路はシーケンスの入り口にして通し券

ここを腹落ちさせれば、現場図面の8割は読めるようになるよ

復帰優先と作動優先

自己保持回路には2種類あります

• 復帰優先（切優先）：入ボタンと切ボタンを同時に押したら、停止が優先
• 作動優先（入優先）：同じ状況でも動作が続く

安全の観点から、実機の多くは復帰優先が採用されます

万一入ボタンが故障して閉じたままになっても、切ボタンで止められるからです

シーケンス図は”絵の文法”

現場ではJIS記号にしたがって回路を絵で表します

シーケンス図(ラダー図)

• 左右2本の縦線＝制御母線（電源の両側）
• その間を横にわたる線＝接続線（1本1本が1つの動作）
• 機器ごとに文字記号（M、R、MC、BSなど）を書き添えて区別

はじめは暗号にしか見えませんが、「入ボタンを押す→コイルが励磁→接点が動く→次の回路が通電」を左→右に追っていくだけ

慣れると自転車を読むようにすいすい読めるようになります

よくある質問

Q. シーケンス制御とPLCの違いは？

シーケンス制御は”考え方”、PLCは”その考え方を実装する機械”です

昔はリレーを何十個も並べて組んでいたシーケンス回路を、PLCという小型コンピュータ1台で置き換えたのが現代の姿

中身で動いている理屈は同じです

Q. フィードバック制御とは何が違う？

フィードバック制御は”結果を見て連続的に調整する”タイプ

シーケンス制御は”決めた順番で段階的に切り替える”タイプ

実際の設備では両方が混ざって動いています

Q. 電気工事士の資格で勉強したのと同じ？

電気工事士はおもに配線や施工の知識

シーケンス制御は回路の動作理解がメイン

重なる部分もありますが、別のスキルと考えたほうがいいです

計装士の試験では両方必要になります

まとめ