【電気工事士】シーケンス図の読み方(基本)~第一種電気工事士試験の過去問より~

電気工事士
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シーケンス図の読み方 タイトル

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1.シーケンス図とは

シーケンス制御とはJISの定義では「あらかじめ定められた順序、または論理にしたがって制御の各段階を逐次進めていく制御」とされています。

つまり、シーケンス図とは、どのような制御が行われるか、順序だてて説明するための図ということになります。

一方で、通常の配線図は、機器の配置や配線の繋ぎ方を説明するためにあります。

電池、スイッチ、電球をつないだ場合の配線図の一例

試験ではこのような配線図と、制御部分を表すシーケンス図を組み合わせた図面が出題されます。

例えば、タイマーにより自動で点灯や消灯するような回路はこのように、主回路(電源と電球)と制御回路(タイマーと接点)を分けて書かれます。

この記事では説明を単純にするため、シーケンス図(制御回路)のみに注目したいと思います。

※上の図は正確には「電磁接触器」と「タイムスイッチ」の回路になりますが、
イメージしやすいように「スイッチ」と「タイマー」と記載しています。

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2.シーケンス図を読むポイント(基本)

(1)電源線を確認する

シーケンス図は機器の配置や配線よりも、制御の流れがわかることを重視しています。

例として、「スイッチを押すと電源から電球に電流が流れる回路」は以下のように表します。

単純なシーケンス図の一例

ここで、電源を示すのは上下の2本の線です。
縦書きの場合は、「上の電源線から下の電源線に向かって、かつ左から右へ」電流が流れます。
横書きの場合は、「左の電源線から右の電源線に向かって、かつ上から下へ」電流が流れます。

シーケンス図は順番が大切なので、このように電流の流れる方向(制御の順番)が決まっています。

縦書きの場合
横書きの場合

(2)励磁する機器とその接点の確認

制御に使われるのは、単なるスイッチだけではありません。

コイルに電流が流れると磁場が発生(励磁)します。その結果、電磁力によって接点が動作します。

このように電磁力で接点が動く機器を電磁接触器やリレーなどと呼びます

これらの機器に電流が流れると、その記号が書かれた接点が動作します

例えば、以下のように押しボタンを押すと電磁接触器に電流が流れて、その結果、電磁接触器の接点が動作する回路があります。

電磁接触器を含むシーケンス図の一例

このようにシーケンス図の中には、「励磁する機器」「その接点」が離れた場所に書かれています

見落とさないようにしましょう。

(3)接点の種類を理解する

接点にはいくつか種類があります。試験で重要なのは「a接点」「b接点」、「限時接点」です。

ⅰ.a接点
a接点

a接点は通常は開いていて、スイッチを操作すると閉じるような接点のことです。
メーク接点NO(ノーマリーオープン)接点などとも呼びます。

ⅱ.b接点
b接点

b接点は通常は閉じていて、スイッチを操作すると開く接点のことです。
ブレーク接点NC(ノーマリークローズ)接点などとも呼びます。

ⅲ.c接点
c接点

c接点とはa接点とb接点を組み合わせた接点です。
通常は片方の接点が閉じていて、スイッチを操作するともう一方の接点が閉じます。
トランスファー接点などと呼ばれることもあります。

図面上ではNO接点、NC接点とともにCOM(コモン)と書かれます。

ⅳ.限時接点

タイマーを使って一定時間経過後に接点動作させる接点を、限時接点といいます。
限時接点の基本形は以下の4種です。

マークを傘に見立て、接点が動く向きに対して傘がどちらを向いているかで考えると覚えやすいと思います。
傘の開いている方向に動かすと、空気抵抗でゆっくりになるイメージができると思います。

①限時動作・瞬時復帰(a接点)

限時動作・瞬時復帰 a接点

限時動作・瞬時復帰のa接点はこのような記号です。
スイッチ操作で一定時間経過後に接点が閉じ、すぐに接点はもとの開いた状態に戻ります。

②限時動作・瞬時復帰(b接点)

限時動作・瞬時復帰のb接点はこのような記号です。
スイッチ操作で一定時間経過後に接点が開き、すぐに接点はもとの閉じた状態に戻ります。

③瞬時動作・限時復帰(a接点)

瞬時動作・限時復帰のa接点はこのような記号です。
スイッチ操作ですぐに接点が閉じ、一定時間経過後に接点はもとの開いた状態に戻ります。

④瞬時動作・限時復帰(b接点)

瞬時動作・限時復帰 b接点

瞬時動作・限時復帰のb接点はこのような記号です。
スイッチ操作ですぐに接点が開き、一定時間経過後に接点はもとの閉じた状態に戻ります。

(4)よく出る記号を理解する

以下に覚えておく必要のある図記号をご紹介します。

ⅰ.押しボタン
押しボタン

押しボタンの記号はローマ字のEのような文字が付きます。

名称は「PBー〇」(〇には番号)のと記載されることが多いです。

押しボタンには押して手を離すと接点が戻る「モーメンタリ」と、手を離しても、もう一度押すまで押されたままの「オルタネイト」があります。

ⅱ.ひねりボタン(参考)
ひねり操作

押しボタンに似た記号として、ひねりボタン(セレクタスイッチ)があります。

過去10年出題はありません。

ⅲ.電磁接触器等

長方形の図記号は、電流が流れると接点を動かす機能がある機器です。

電磁接触器の場合は近くに「MC」(Magnetic Contactor)の文字があります。

タイマーの場合は「TRL」(Time Lag Relay)の文字があります。

ⅳ.ブザー
ブザー

ブザーの記号は頻出です。

音が出る面が平らになっていることをイメージすると覚えやすいと思います。

ⅴ.ベル
ベル

ブザーによく似た記号にベルがあります。

よく考えるとベルはこんな形をしていると思います。

ⅵ.表示灯

丸にバツ印は表示灯です。「運転」「停止」「故障」など、回路の状態を示すために使用されます。

試験では単に「SL」(Signal Lamp)のあとに番号が記載されますが、現場の図面ではOL(オレンジランプ)、GL(グリーンランプ)など色を示すことが多いです。

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3.シーケンス図の読み方(例題)

次に、実際に出題されたシーケンス図をもとに、読み方を説明します。

以下は、タイマーにより機器を自動停止させるための回路を表しています。

シーケンス図の例題
令和4年度学科試験をもとに筆者作成

(1)押しボタンPB-2を押す

最初に押しボタンPB-2を押します。

すると押しボタンの下にある電磁接触器に電流が流れます。

MCは電磁接触器(Magnetic Contactor)を表す記号です。

電磁接触器に電流が流れると、主回路のモーターが運転を開始するのですが、同時に制御回路の接点も動作します。
(モーターのある主回路は省略しています)

(2)MC接点が動作する

電磁接触器に電流が流れると、それに対応した接点が動作します。
(MCと書かれた接点です)

ここで注意が必要なのは、a接点は閉じて、b接点は開くことになります。

回路を切り離す押しボタンPB-1があることから、
PB-2は手を離すと接点が戻る「モーメンタリ」だと思われます。

PB-2の接点が元に戻って開いていても、
MCのa接点が閉じたので電磁接触器に電流が流れ続けます。
(赤い矢印の流れ)

このようにもとの回路が切り離されても、電磁接触器に電流が流れ続け、
接点動作を維持できるようにした回路
「自己保持回路」と呼びます。

(3)タイマーがカウント開始

TLRはタイマー(Time Lag Relay)のことです。

MCのa接点が閉じたことでタイマーTLRにも電流が流れ、タイマーがカウント開始します。

「自己保持回路」になっているのでタイマーにも電流が流れ続けます。
(電流が流れないとタイマーのカウントが止まってしまう)

また、この時表示灯SL-3に電流が流れ、点灯することになります。
これでSL-3は「運転」ランプだということがわかります。

(4)タイマーが動作する

一定時間経過後、タイマーが動作し、TLRのb接点が開きます。

(5)MC接点が動作する

TLRのb接点が開くと、そのすぐ先の電磁接触器へ電流が流れなくなります。

その結果、MCの接点が動作することになります。

自己保持回路もなくなり、タイマーにも電流が流れなくなります。

(6)もとの状態に戻る

TLRの接点も閉じて、これで最初の状態に戻ります。

ここでMCのb接点が閉じるので、表示灯SL-4が点灯します。
これによりSL-4は「停止」ランプだということがわかります。

(7)熱動継電器(サーマルリレー)接点について

上の方にある「THR」熱動継電器(サーマルリレー:THermal Relay)の接点を表します。

過負荷で熱動継電器が動作し、この接点が動くと強制停止となります。

THRのa接点が閉じると表示灯SL-1が点灯になるので、SL-1は「過負荷」や「故障」を意味するランプだということがわかります。

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4.まとめ

シーケンス図はこのように「どう動かしたいのか」「どのように電流が流れるか」を考えながら読み解いていくことになります。

第一種電気工事士試験ではシーケンス図から5問が出題されますが、まったく出題されない年度もあります。

以下は、直近10年間の過去問の出題傾向です。

年度シーケンス制御の種類出題内容
令和6年度
下期
出題なし
令和6年度
上期
出題なし
令和5年度 午後タイマーで停止させる自動制御電源回路のELB(OC付)、押しボタンの機能、押しボタンの写真、適した限時接点、ブザーの図記号
令和5年度 午前出題なし
令和4年度 午後タイマーで停止させる自動制御電源回路のELB(OC付)、適した限時接点、電磁接触器の自己保持について、タイマーの写真、ブザーの図記号
令和4年度 午前出題なし
令和3年度出題なし
令和2年度手動で正逆運転切り替える回路サーマルリレーの機能、電磁接触器の自己保持について、ブザーの写真、押しボタンの役割、正逆運転するためのMCの結線について
令和元年度スターデルタ始動のタイマー制御回路押しボタンの図記号、適した限時接点、スターデルタのインタロック回路の接点、主回路からスター結線そして主回路へ戻る結線の順番について、サーマルリレーの写真
平成30年度出題なし
平成29年度出題なし
平成28年度タイマーで停止させる自動制御電源回路のELB(OC付)、適した限時接点、電磁接触器の自己保持について、タイマーの写真、ブザーの記号
平成27年度出題なし
過去10年間のシーケンス図の出題状況

(参考)平成26年度は「手動で正逆運転切り替える回路」が出題されています。(10年間から外れるため削除)
出題内容:正転から逆転へ押しボタン操作順序、AND回路とOR回路、3つの表示灯の意味、サーマルリレーの写真、正逆運転するためのMCの結線について

最も出題されているのは、タイマーで停止させる自動制御です。

出題されても5問、10点なので捨ててしまうのもありですが、
電気工事を仕事にする場合は大事な知識になるので、勉強しても無駄にはならないと思います。

シーケンス図の読み方のまとめは以下の通りです。

まとめ

 接点の意味、記号の意味を理解する

  動作する順番を考えて読み解く

  試験では5問(10点満点)、毎年出題されるわけではない

最後までお読みいただきありがとうございました。少しでもこの記事がお役に立てれば幸いです。

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