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はじめに
制御盤・操作盤・中継BOXの設計と製作、及びこれらの立ち上げ試験についてまとめています、これから設計業務に携わられる人のお役に立てればと思います。
装置の大きさやその装置自体の環境的要素にもよりますが、制御盤を自立型にし、装置から少し離れた位置や制御室などの遠く離れた場所に設置するか、あるいは装置の側面や背面などいずれかの場所に組み込むかなどにより、大きさも形や構造も変わってきます。
ここで例として取り上げる 制御盤は、例えば製造装置などのM/C単体、あるいはラインの動きを制御する電気部品を集中配置し、M/C本体に取り付けられているアクチュエーターに接続される盤（BOX）です。
中継ボックス・端子盤は、制御盤の制御部品とM/C本体のアクチュエーターとの配線は、直接接続されることはなく、中継ボックスや端子盤の端子台やコネクタにて接続される比較的小型の複数の盤（BOX）です。
また、操作盤は、実際にM/Cを操作するものが、操作電源を入切りし、パネル表面に配置された表示灯を確認し、運転起動釦、停止釦、ほかの釦を操作する盤（BOX）です。
図の作成中
制御盤の設計は、以下の内容になります。
制御盤・操作盤・中継ボックス 設計の流れ
制御盤設計
回路図から部品表を作成し、そのうち、制御盤に配置したい部品をリストアップする
制御盤の大きさを決めるため、中板に部品を配置する
配置は、左上を配線の電源の入り口としてブレーカー類、電源回路、その他へと接続の流れのとおり順次配線できるようにします
これらの盤内配線は、モーター配線、電磁弁などの出力配線などダーティーな配線、センサー、スイッチなどの入力配線などダーティーでない配線をなるべく分けて配線できるようにします。
・部品配置図の作成
・箱 外形
・中板
正面パネル
側面パネル
これは主に正面パネルに部品が配置できない場合の苦肉の策といった面が否めないですが．．．。
底面パネル
入力電源のトランスなどは大きく重量もありますので底面に配置する場合もあります。
・扉
基本的には、制御電源表示灯
まれに、扉の裏にも中板を取り付ける場合もあります。
これも正面パネルに部品が配置できない場合の苦肉の策といった面が否めないですが．．．。
回路図から部品表を作成し、そのうち、制御盤に配置したい部品をリストアップする
制御盤の大きさを決めるため、中板に部品を配置する
配置は、左上を配線の電源の入り口としてブレーカー類、電源回路、その他へと接続の流れのとおり順次配線できるようにします
これらの盤内配線は、モーター配線、電磁弁などの出力配線などダーティーな配線、センサー、スイッチなどの入力配線などダーティーでない配線をなるべく分けて配線できるようにします。
図の作成中
操作盤設計
説明文
図の作成中
中継ボックス・端子盤
説明文
図の作成中
制御盤・操作盤・中継ボックスの製作・発注の流れ
箱の製作
・製作図面から板金加工会社に製作を依頼し、納めてもらう方法
加工会社のその都度の製作になりますのでコストが高くなります。 思い通りのサイズが購入できますが、納期がかかる点もデメリットです。
・制御盤、操作盤、分電盤、キャビネットを一定のサイズでラインナップとして販売している購入品を使う（日東工業など）
量産することが出来るので、コストは板金加工会社に製作図面を出して製作するよりも安価になり、また納期も早くなります。
しかしながら、サイズが思ったとおりのラインアップにないことも多く、選択した箱の大きさが大きくなることがあり、また小さいものを選定した場合は、スペースに余裕が無く、ぎゅうぎゅうになってしまうことがあります。
この場合、部品、配線間の距離が取れず、熱的にもノイズの観点からも難しい場合もあります。
中板への部品配置
中板パネルに、部品の配置を検討します
中板のサイズが決定すると箱の外形が決まる
社内基準で、盤の構造や各サイズを決めておく
奥行きは、350mm～400mm(ただし、スペースの関係から、場合によってはもう少し薄く製作する場合もある)
日東工業などの市販品を使うこともある
中板への部品取り付けと配線は、
社内で行う場合の会社と制御盤ごと外注に発注する場合があるが、会社の方針によって異なる
制御盤・操作盤・中継ボックスの立ち上げ試験
単体検査（設置前）
電源接続前のチェック
盤内チェック
盤内各部品、端子台、コネクタなど
すべての端子のねじがしっかりしまっていることを確認
すべてのコネクタがしっかり差し込まれているかを確認
メインブレーカーON
各回路短絡チェック
各ブレーカーON
各回路短絡チェック
電源接続してからのチェック
設備大元の電源がOFFを確認
設備大元の電源配線をメインブレーカーに電源を接続する
設備大元の電源を入れる
制御盤の接続端子位置で電源の電圧を確認
メインブレーカーON（異常時すぐOFF出来る注意をはらう）
制御電源ON表示灯点灯確認
各ブレーカーON（異常時すぐOFF出来る注意をはらう）
各回路電圧チェック
操作盤により操作電源ON
操作電源ON表示灯点灯確認
各回路電圧チェック
異常がないことを目視確認
異常うな臭いがないかなど注意をはらう
現場設置後（M/C（マシン本体）との各アクチュエーター、センサーの配線完了している状態）
入出力配線チェック
M/C（マシン本体）との各アクチュエーター、センサーの配線を目視確認
端子台のねじがしっかりしまっていることを確認
設備電源配線
設備大元の電源が電圧０Vを確認
設備大元の電源配線をメインブレーカーに電源を接続する
M/C試運転
設備大元の電源を入れる
制御盤の接続端子位置で電源の電圧を確認
メインブレーカーON（異常時すぐOFF出来る注意をはらう）
制御電源ON表示灯点灯確認
各ブレーカーON（異常時すぐOFF出来る注意をはらう）
各回路電圧チェック
操作盤により操作電源ON
操作電源ON表示灯点灯確認
各回路電圧チェック
異常がないことを目視確認
異常うな臭いがないかなど注意をはらう