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図１に示すように、ガラスチャンバーの内部を温めるヒーターに熱電対を付けて温度データをモニターします。

温度が設定値に到達するまではヒーター出力ＯＮにして、設定値を超えるとＯＦＦにします。

しばらくは惰性で温度上昇が続きますが（①オーバーシュート）、やまを超えると温度が下がり始めます。そして設定値を下回り、再びヒーターをＯＮにします。しばらくはやはり惰性で温度が下がります（②アンダーシュート）が、底を過ぎると再び温度が上昇し始めます。

温度の現状値を熱電対でモニターし閾値を設けることで自動で狙いの温度帯をキープすることができます。

すなわちフィードバック制御が可能となります。

オーバーシュートやアンダーシュートを押さえたい場合はＰＩＤ制御理論を用いると良いのですが、長くなるのでそれはまた別の機会とします。

アナログ信号をPLCなどの制御機器で直扱うことはできません。一旦デジタル信号に変換する必要があります。

Ａ／Ｄ変換。

逆に制御機器からモーターなどのアナログ制御を行いたい場合はデジタル信号からアナログ変化する必要があります。

Ｄ／Ａ変換。

どちらも考え方は同じですので、Ａ／Ｄ変換を見ていきます。

アナログ信号を出力するセンサーは多種あります。

・シートの張力を検知する、　

テンションメータ

・軸の回転角度を検知する、　

ポテンショメータ

・回転軸のトルクを検知する、

トルクセンサ

　・異常振動を検知する、　　　

ピエゾボルト

他にも、温度、湿度、光量、電流、電圧、流量、など測定対象は実にバラエティに富んでいます。

しかしこのアナログセンサーを制御機器で扱うためにはアナログ－デジタル変換の基本を押さえておけば大丈夫です。

シートを巻き取る装置にはテンションメータやポテンショメータなど多くのアナログセンサーが使用されています。

より具体的に見ていきましょう。

タコジェネとは直流モーターの反対で回転数に応じた電流を出力するセンサーです。

・ＤＣモーターは磁場の中にあるコイルに電気を流すと回転力が発生します。

　・タコジェネは磁場の中にあるコイルを回転させることで電気を発生させます。

タコジェネからの出力は回転数の大きさに応じて変化します。

その出力の単位はV/rpmで表されます。例えば3V/1,000rpmであればその出力は次の通りになります。

回転数   100rpmで0.3V、

　回転数　1,000rpmで3V

　回転数　1,500rpmで4.5V

一方でアナログ信号をデジタル信号に変換するためのA/D変換器の入力にはいくつかありますが、一旦0~5V入力を考えます。

０～５Vの入力値をＡ／Ｄ変換器の持つ分解能で分解します。ここでは分解能12bit=4,096とします。

5VをPLCの中で扱うデジタル値として4,096に分割するので、1デジタル値当たりは5÷4,096≒1.22mVになります。

タコジェネからの出力が0～1.22mVの時、　0として扱う。

タコジェネからの出力が1.22mV～2.44mVの時、1000 0000 0000として扱う。

タコジェネからの出力が2.44mV～3.66mVの時、0100 0000 0000として扱う。

・・・

タコジェネからの出力が～5.00Vの時、1111 1111 1111として扱う。

このようにしてアナログ値をデジタル値に変換します。

電圧出力の場合、センサー－PLC間の配線そのものの抵抗により電圧降下が生じます。微々たるものとはいえ正確性に欠けてしまいます。

電流出力で0～20mAの場合、信号線が断線したときに発見できません。

電流出力で4～20mAの場合、信号オフの時4mAの出力があり、信号線が断線したときに0mAになるので断線を発見できます。

次回はフィードバック制御の基本、ON・OFF制御を見ていきます。

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