FA電気設計を行う上で当然必要になるのが電気回路の理解です。電気回路を理解した上で、機械を動かすためにどのような部品構成が必要かを考えながら設計をします。今回はこの電気回路について簡単に説明します。
電気回路とは？
電気回路は電気の通り道を表したものです。単純な例では電源＋側⇒スイッチ⇒負荷⇒電源－側といった具合に接続されます。
そして電気が流れるためには「電源」と「導線」と「負荷」の3つが必要です。
• 電源
電気を供給する部分。例えば、乾電池やコンセントです。FA電気設計では乾電池の代わりに直流電源（スイッチング電源）を使用します。
• 導線
電気が通る道になります。銅などの電気を通しやすい金属が使われ、一般に電線やケーブルを指します。
• 負荷
電気を消費する部分です。電球やモーター、ヒーターなど、電気を使って動かすものが「負荷」にあたります。
これらがすべて正しく接続されていないと、電気がうまく流れず、負荷は働きません。身近な例を挙げてみると、どこの家にもあるコンセント（電源）に扇風機のコンセントプラグ（導線）を接続し、羽根の付いたモーター（負荷）が回転して風を送るという流れです。
電源と負荷の間にスイッチがあれば、ON/OFFにより扇風機が送風したり停止したりします。電気回路設計ではこのスイッチのような役割を使って色々な制御を実現することが出来ます。
設計の為に必要な基礎知識
電気設計に必要な最低限の知識について解説します。
回路図記号
図記号を覚えないと回路図を書くことが出来ません。徐々に覚えていきましょう。
交流回路（AC）
工場内設備に供給される電源はAC200VやAC100V等の交流電源です。モーターやヒーター等の交流負荷やその他搭載する交流入力電圧機器の電源として使用します。家庭ではコンセントが交流電源（主にAC100V）で、扇風機やトースターなどが交流負荷に当たります。
直流回路（DC）
コードレス掃除機や玩具等、電池を使用する機器は直流回路で構成されています。電気自動車等の例外を除き、比較的小さな電力で駆動可能な機器が対象になります。
工場内FA機器において動作用の指示系統となる制御回路電源には主として直流電源が使用され、工場内設備に供給された交流電圧から直流電圧へ変換するスイッチング電源といわれる部品を使用します。スイッチング電源は入力端子に交流電圧を印可しすると出力端子に直流電圧を出力します。出力する直流電圧はDC24Vが多く使われています。
オームの法則
V(電圧) = I(電流)×R(抵抗)
｢なんだ。結局教科書通りか。｣と思われるかも知れませんが、流石にこれだけは覚えて欲しいです。機器選定の際に負荷容量や電流値の算出が欠かせない為です。
トランジスタNPN出力
これも拒否反応が出るかも知れませんが、トランジスタ出力は各種センサを使用する際によく出て来ます。覚えて欲しいのはスイッチング回路です。ベース-エミッタ間に電流が流れるとコレクタ-エミッタ間がONになり、コレクタ端子に接続されている負荷がONになると覚えておいて下さい。
電気回路図の作成について
電気回路図の作成について、現在はパソコンのCADソフトで作成されることが殆どです。CADソフトには電気設計用のものもあり、図記号等がインストールされていて効率よく設計出来る機能が搭載されているものもありますが、そうでなくとも手書きで作成するよりは数段楽に作成出来ます。フリーソフトもありますので、本格的に設計をする場合は導入をお勧めします。
供給電源からブレーカーへの接続、各種機器への接続については各々機器の取扱説明書を参照すれば接続図が記載されています。
下図は端子台にAC100V電源を接続してブレーカーをONするとスイッチング電源入力端子にAC100Vが供給され、スイッチング電源出力端子から端子台へDC24V負荷用の電圧が供給されるという単純な回路です。
まとめ
この記事ではFA電気設計における「電気回路」の基本について簡単に説明しました。次のステップではFA電気設計で最も重要な「PLC（プログラマブルロジックコントローラー）」について理解をしましょう。
下記の記事が参考になれば幸いです。それでは！
