バルブの配線方法4選を解説:初心者向け簡単ガイド

産業オートメーションの現場では、初心者がバルブの配線に苦労することがよくあります。配線後もバルブが動作しない、制御ロジックが一致しない、あるいはシナリオに適した配線方法の選択に戸惑うなどです。しかし、実は基本的な考え方は非常にシンプルです。まず制御要件を明確にし、それに応じた配線方法を選択するのです。

この記事では、最も一般的に使用される4つのバルブ配線方法(2線式逆極性、3線式2点制御、3線式1点制御、2線式自動復帰)について詳しく解説します。主要な原理の詳細を補足し、分かりやすい比較表を掲載しているので、初心者でもすぐに理解し、ニーズに合った適切な配線方法を選択できます。

I.まず、間違いを避けるために3つの基本概念を理解しましょう

後で理解しやすくするために、まずよく使われる3つの用語を明確にしておきましょう。

  • ノーマルクローズ(NC)/ ノーマルオープン(NO): 電源や信号がない場合のバルブのデフォルトの状態です。NCバルブはデフォルトで閉じており、NOバルブはデフォルトで開いています(産業用途では、より高い安全性を求めるため、NCが推奨されます)。
  • 位置保持/自動復帰: 停電後の動作 - 位置保持 = 現在の位置に留まります。自動復帰 = スプリングによって自動的にデフォルト状態に戻ります。
  • トリガーロジック: バルブが信号を受信した後の動作ルール — オン/オフ直接制御 = 信号のオン/オフが直接開/閉に対応します。セカンダリトリガー = 電源投入ごとに状態が切り替わります(開 → 閉 → 開)。

II. 4つの一般的な配線方法の詳細な説明

各配線方法は、専門性と簡潔さを兼ね備えた「基本原理」に基づき、わかりやすい例えを用いて説明されています。

1. 2線式逆極性制御:最小限の配線で実現する「極性スイッチ」

例え:電池駆動のおもちゃの車を制御する場合、必要なのは2本の電源線だけで、正極と負極を切り替えることで動作方向を切り替えます。バルブの開閉も2本の線の極性を切り替えることで制御されるため、追加の制御線は不要です。停電後もバルブは現在の位置を維持します。

2. 3線式2点制御:精密な独立制御を実現する「デュアルボタンスイッチ」

例え:バルブに2つの独立したボタンを取り付ける場合、合計3本の線(共通線 + バルブ開線 + バルブ閉線)を使用します。「バルブ開」ボタンを押す(バルブ開線に電源が入る)→ バルブが開き、「バルブ閉」ボタンを押す(バルブ閉線に電源が入る)→ バルブが閉じます。両方のボタンを放すと(両方のワイヤが非通電状態になると)、バルブは現在の位置を維持します。

3. 3線式1点制御:柔軟なロジックを備えた「シングルシグナルトリガースイッチ」

これは混同しやすいタイプです。トリガーロジックに基づいて3つのサブタイプがあり、その主な違いは「信号と動作の対応」です。合計3本のワイヤ(電源+、電源-、トリガー制御ワイヤ)があり、その中心は「シングルシグナルトリガー」です。

類似例:シングルキースイッチ。押すとオン(電源オン)になり、放すとオフ(電源オフ)になるものもあれば、一度押すとオンになり、もう一度押すとオフになり、放すと現在の位置を維持します。

3つのサブタイプ:オン/オフ直接制御(SW=ON→開、SW=OFF→閉)。二次トリガーホールドポジション(最初の電源投入時→開、2回目の電源投入時→閉、電源切断時に位置を保持)。自動復帰はオプション(最初の2つのロジックを切り替えるジャンパー)。

4. 2線式自動復帰:安全性を優先する「緊急スイッチ」

例え:非常口ドアの場合、必要な制御線は2本だけです。電源投入時にバルブは作動位置(通常は開)に移動します。電源が切断されると、内部スプリングが自動的にバルブを安全位置(通常は閉)にリセットし、安全性を優先して故障の危険を回避します。

III. 4つの配線方法の分かりやすい比較

この見やすい表で、ニーズを素早く見つけてください。

 配線方法 コア機能(簡略化)
停電後の状態
2線式逆極性
2本のワイヤー、極性を切り替えて開閉を制御
現在のポジションを保持
3線式2点制御
3本のワイヤー、開閉の独立制御
現在のポジションを保持
3線式1点制御
3 本のワイヤ、1 つの信号でアクションをトリガー (3 つのロジックが使用可能)
ほとんどは現在位置を保持します(自動復帰タイプを除く)
2線式自動復帰
2 本のワイヤー、電源を入れると作動し、電源を切ると自動的に安全位置に戻ります
自動的に安全位置(通常は閉じた状態)に戻ります

 

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