学生理解度を高めるシーケンス制御実験装置の開発

• Project/Area Number: 25918016
• Research Category: Grant-in-Aid for Encouragement of Scientists
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: 工学Ⅱ-A(電気・電子系)
• Research Institution: Hakodate National College of Technology
• Principal Investigator: 鳴海 敏治 独立行政法人国立高等専門学校機構 函館工業高等専門学校, 技術教育支援センター, 技術専門職員
• Project Period (FY): 2013-04-01 – 2014-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2013)
• Budget Amount: ¥400,000 (Direct Cost: ¥400,000); Fiscal Year 2013: ¥400,000 (Direct Cost: ¥400,000)
• Keywords: シーケンス制御 / PLC

Research Abstract

〈研究目的〉
現在、本校情報工学科ではPLC(プログラマブルロジックコントローラ)を用いたシーケンス制御実験を実施している。しかし、実験後のレポートを見ると学生の理解度が高いとは言えない状況である。これは実験に使用している機器がスイッチとランプだけの簡単なものであり、センサーやモーター等の制御を体験していないことが考えられる。本研究は、上記の現状を踏まえて学生の理解度をより高めるための、体感的なシーケンス制御実験装置を開発することを目的とする。
〈研究方法〉
今回開発する装置は制御を学生に体験させるために制御対象を、自動ドアとすることとする。自動ドアには位置決めセンサーや駆動系を含んでおり、今回の研究の目的に適していると考える。製作する自動ドアは卓上サイズとし、その機構もアクリル等で可視できものとする。また、学生実験にて使用するため誤動作を含むプログラム不具合が考えられる。この時、駆動部等を守るための工夫として、リレーを用いた正転逆転制御、クラッチによるモーター保護など装置を守るよう工夫する。
コントローラー部には、比較的入手し易いPICマイコンを使用する。PICマイコンにはシーケンス制御ソフトが公開されており今回はそれを使用する。
〈研究成果〉
今回、制御対象としての自動ドアを製作したが5Vでの回路設計にしたため、従来シーケンス制御に使用する光電センサー等を利用できなかった。そのため5Vで使用できる焦電センサー等を使用したが、リレー駆動の安定性を欠き改善が必要となった。コントローラーの製作に関しては設計を行い、ブレッドボード上にて動作を確認した。今回の研究では基板化し、単体で使用できるシーケンサーの製作には至らなかった。
本研究については、自動ドアのセンサーの安定動作・コントローラー部の基板化が今後の課題となる。