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【PLC入門講座 第1回】三菱電機PLCで学ぶラダー図の基本｜自己保持回路が読めるようになる第一歩

はじめに

製造業の現場では今、深刻なPLC技術者不足が課題になっています。設備の老朽化に伴う更新需要、DX推進による自動化ニーズの高まりに対して、ラダー図を読み書きできる人材の供給が追いついていません。 生成AIによる自動コーディングも、PLCのラダー言語に対応するのはもう少し先の話になりそうです。 一方で、電気系の基礎知識さえあれば、PLCとラダー図の考え方自体はそれほど難しいものではありません。

このシリーズでは、三菱電機のPLC（GX Works3）を題材に、ラダー図の基本を1つずつ解説していきます。第1回となる今回は、ラダー図を読む上で最初の壁となる 「自己保持回路」 を理解することをゴールにします。

対象読者：電気系の基礎知識はあるが、PLC・ラダー図は未経験という社会人の方

PLCとラダー図とは

PLC（Programmable Logic Controller）は、工場の設備やラインの動作を制御するための装置です。PLCが普及する以前、電気制御は主にリレー（電磁継電器）を組み合わせた「リレーシーケンス制御」で構成されていました。

ラダー図は、このリレーシーケンス回路の見た目を模したプログラム言語です。縦の2本の線（母線）の間に、はしご（ラダー）のように横方向の回路（ラダー図では「行」や「ライン」と呼ばれる)を並べて記述することから、この名前が付いています。

三菱電機のPLCは国内シェアが高く、企業によっては仕様として三菱電機製PLCを指定するケースもあるほど広く使われています。プログラム作成には専用ソフト「GX Works3」を使用します。

ラダー図の基本要素

ラダー図を構成する要素は、大きく分けて「接点」と「コイル」の2種類です。

ここで最初につまずきやすいポイントがあります。ラダー図は「電気配線図」ではなく、「論理（ロジック）」を表現した図だということです。実際にPLC内部を電流が流れているわけではなく、「この条件が成立すればこの出力をONにする」という論理関係を、リレー回路に見立てて表現しているに過ぎません。この視点の転換ができると、その後の理解が一気に進みます。

実際にラダー図を読んでみる：自己保持回路

PLC入門で必ず出てくる回路が「自己保持回路」です。スタートボタンを離しても出力がONの状態を保ち続ける、という制御を実現します。

やりたいこと：スタートボタン（X0）を押すと出力（Y0）がONになり、ボタンを離してもONを維持する。ストップボタン（X1）を押すとOFFになる。

ニーモニック（命令リスト）で書くと、以下のようになります。

LD  X0     ； X0（スタートボタン）を読み込む
OR  Y0     ； Y0自身の接点をORで並列に入れる（自己保持）
ANI X1     ； X1（ストップボタン）のb接点をAND
OUT Y0     ； 結果をY0に出力する

なぜY0の接点を並列に入れるのか

ここが自己保持回路の核心です。X0（スタートボタン）の接点だけでは、ボタンを離した瞬間にX0がOFFに戻り、Y0もOFFになってしまいます。

そこで、Y0自身のa接点をX0と並列に配置します。こうすることで、一度Y0がONになった後は、X0がOFFに戻ってもY0自身の接点を通じて回路が保たれ続けます。つまり「Y0がONの状態を、Y0自身が保持する」という自己参照的な構造になっているのが自己保持回路です。

この状態を解除するのがX1（ストップボタン）です。X1はb接点（ノーマルクローズ）として配置しているため、ストップボタンが押されるとこの行全体が非通電となり、Y0がOFFになります。

GX Works3で試してみる

GX Works3では、実機がなくても「GXシミュレータ」機能を使ってプログラムの動作を画面上で確認できます。X0・X1のスイッチをクリックしてON/OFFさせながら、Y0が保持される様子を実際に目で確認できるので、初めての方はまずシミュレータ上で試してみることをおすすめします。

（※GX Works3の入手方法・ライセンス形態は変更される場合があるため、三菱電機の公式サイトで最新情報をご確認ください）

まとめ

• PLCのラダー図は「電気配線図」ではなく「論理」を表現したもの
• 自己保持回路は、出力（Y0）自身の接点を並列に入れることで、入力が離れても状態を保持する仕組み
• ストップ入力にはb接点を使い、回路全体を遮断することでOFFにする

自己保持回路が理解できると、その後のタイマー・カウンタ命令や、インターロック回路（誤動作防止の仕組み）の理解もスムーズになります。

次回予告：第2回では、タイマー命令・カウンタ命令を使った回路の作り方を解説します。

体系的に学びたい方へ

独学でつまずきやすいポイントを一冊で押さえたい方には、以下のような三菱電機PLC準拠の入門書もおすすめです。

–でしまる 著『知識ゼロから楽しく学べる！PLCプログラミング入門（三菱電機GX Works2）』／演習・実習付きで手を動かしながら学べる構成

–『必携 PLCを使ったシーケンス制御プログラム定石集』（日刊工業新聞社）／具体的な装置構造とプログラム例を多数掲載

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