09 ｜電気配線

1.電気配線
電気は目に見えないが、非常に危険を伴う。
これは機器の取付や配線を行っている際は当然だが、施工後にテストを行っている際や完成し運用を始めてからも危険を伴う。漏電による火災や感電事故、保守の際の感電事故、また配線間違いによる誤動作などが考えられる。
これらを防ぐために正しい知識と施工する技能が求められる。

押しボタンスイッチやリレーなどの接資格の種類
電気工事の施工を行うための技術や技能を判断するために国家資格や国家試験がある。これは電気が非常に危険で電線の種類と端子点には「ａ接点」と「b接点」があります。

配線をする場合、使用する電線を選択押す↓

a接点する必要がある。電線の選択方法は会社により仕様で規定されている場合もああるため、正しくそれらの知識を習得し、評価するために行われている。
1.電気工事士1級、2級

２ 級では600V以下の一般住宅や店舗るが、作業する人が図面から電線を判断する場合も多くある。

電線は流れる電流の容量、直流・交流

押す↓

b接点の違い、屈曲性、周囲温度などで決まる。の電気工事、1級では2級の範囲と最大これを間違うと電線が発熱し、最悪の場ことができる。この試験は「一般財団法性がある。

500kw未満の工場やビルの工事を行う人

電気技術者試験センター」が実施している国家試験である。
2.電気主任技術士（第1種、2種、3種）

工場などの事業用電気設備の工事、維合被覆が溶けてしまい、火災となる可能
下記の表は用途と使用する電線の種

工場等で使用される機械設備には、作業者の安全を確保するために機械設類の1例である。
電線種類

備を緊急に停止させるための「非常停止スイッチ」が取り付けられている。

IV ：600Vクラスの電気工作物用配線材

気主任技術者を選任しなくてはならない接点が使用される。

HIV：600Vクラスの電気工作物用配線材。

「一般財団法人 電気技 術 者試 験セン

線されている電線が何らかの事故や故VSF：300Vクラスの電気工作物用配線材。

持管理、点検などの監督をするために電と法律で義務付けされている。
この試験はター」が実施している国家試験である。
3.
技 能検定「電気機器組立て、配電盤・制御盤組立て作業」

が流れず機能しなくなる。

を押すと電気の流れが切断され、信号は1級、2級、3級技能士の称号が与えられ認識する。

ンス制御作業」

PLCを用いた配線、プログラミングを使用したシーケンス制御の技術、技能

電線のサイズの呼び方は単線とより線b接点の場合、回路には常に電気が流中心にした配線や制御の技術、技能のる。
４.
技 能検定「電気機器組立て、シーケ

KV ：100Vクラスの電気工作物用配線材。
電線の断面積と電流値

障により切断されると、押されても電気れておりコントローラはオンと認識し、こ程度を測る国家検定である。合格者にはIVよりも耐熱性に優れている。

a接点の場合、非常停止スイッチに配商用電源を使用し三相誘導電動機を制御する制御盤を組立てる。AC200Vをとして最もポピュラーなもの。

この非常停止スイッチの接点は通常bで異なる。単線は直径で呼び、単位はミの状態を通常とする。非常停止スイッチリ、より線は導通部の公称断面積（mm2）オフとなり、スイッチが押されたことをる。太さが大きくなるにつれて、許容電事故や故障の時も切断され、電気が線の場合の参考値である。メーカや被覆

2であで呼び、単位はmm（“スケ”と呼ぶ）流値の値が大きくなっていく。下記はIV流れずオフになる。コントローラはこのの種類によって異なる。

際もスイッチが押された状態と判断し、動作を緊急停止する。

公称断面積（mm2）許容電流（A）

1.25

19の程度を測る国家検定。合格者には1級、2級、3級技能士の称号が与えられる。

非常停止スイッチ

A接点、b接点と非常停止スイッチ
名称

a接点
・メーク接点・ブレイク接点動作

76・常時開・常時閉

通常は離れており、動作するとつながる

通常はつながっており、動作すると離れる

ロボットシステムインテグレータのスキル読本

2737

5.549

用途と使用する電線の種類

b接点

他の ・NO・NC
呼び方 （ノーマリ・オープン） （ノーマリ・クローズ）

23.5

電線種類

動力回路

電源回路

IVIV

HIVHIV

電線色

黒

黄

断面積

2s以上

1.25s以上

電線キャップ

有有

圧着端子

丸型

丸型

マークチューブ

交流制御回路
共通線

信号線

VSF

直流制御回路
共通線

KV

VSF

黄0.75s以上

信号線
KV

青0.5s以上0.75s以上

接地線
IV
緑0.5s以上

2s以上

無無

有（緑色）

丸型

Y型

丸型

白色マークチューブに線番を印字

えたり、人が感電する可能性がある。の先端に「圧着端子」と呼ばれるものを（アース）に流してしまうことを接地（アーすべての銅線が端子台に接触できないの分電盤の中に接地用端子台が用意さ

電線を端子などに接続する際に、電線取り付ける。これは電線がより線の場合、可能性があるため、端子に圧着しそれをこの 機 械 に 流 れ 込 ん だ 電 気 を 地 球ス）という。ほとんどの工場では一次側れており、緑色の電線が配線されている。

ダーに電線やホースをつなげる場合にわれる伝導体を埋め、その極に配線され造となっており、この中に電線やホース途により形状が様々あり、会社や工場のている。

る必要がある。

が設けられ、機械の中の様々な機器がこ仕様、安全性、作業性に合わせて選択す
圧着端子には、丸型とY型と棒型などれに配線されている。

ものが変わる。

丸型

Y型

棒型

イズと端子台のねじのサイズで決まる。などを軽減する。

一般的に「ケーブルベア」と表現するが、これは（株）椿本チエインの登録商標であり、各社さまざまな商品名で販売

接地用の電線は緑色で、マース記号が使用されている。の低い径路で使用することが多い。高圧

建築業界では「ダクト」とは「空調ダクト」のような空気を通す管のことを指す

04
フレキ

ケーブルベア

金属ダクト、ケーブルラック

大量の電線を入れる場合や足で踏む可能性のある場所などには金属性のダクトを使用する場合が多くある。

圧着端子にその電線が何かが分かるをしたり、保護の目的で使用される。まブルラックを使用することが多くある。

クチューブには配線図に記載されているいては金属ダクトに入れることもある。
1.配線ダクトを示すことが一般的である。電線の整理ように「マークチューブ」を付ける。マーた、ノイズの影響を受けやすいものにつ05
電気設計

が、FA業界での「ダクト」とは配線ダクト電線の重みで抜け落ちないからである。
マークチューブ

また、天井からぶら下げる場合はケー06

制御盤や分電盤の中で使用されるこ

ロボット制御電線の番号を印字する。

03

クチューブの記号は「E.」やアー

配線ダクトで丸端子を使うのは、ねじを緩めた際にを入れることで整理し、摩擦による破損されている。

また、用途は丸型は動力系などの電圧の高い経路で使用し、Y型は制御系の電圧

02

機械設計

圧着端子のサイズは対応する電線のサ使用する。直線動作に追従し屈曲する構安全／品質対応があり、電線の太さによって使用できる

制御盤や配電盤の中には接地端子台

直線動作をする1軸ロボットやスライ生産技術

この電線の先端は地中に「接地極」
とい01

一般に「フレキ」と呼ばれている配線ダクト。自由に屈曲が可能。
ケーブルチェーン（ケーブルベア）

端子台でねじ締めをすることで確実に接触するようにしている。圧着端子にも用

２.フレキシブル型配線ダクト

組織体制

端子との多いダクト。樹脂で作られた物が多く両側に穴が開いており、自由に電線の引き回しができるようになっている。

接地（アース）07
画像処理

機械設備には金属が沢山使われている。その中に電線を通し電気を流すと、配線ダクト内の電線占有率磁界が発生しその磁界により金属に微弱な電気が発生し静電気となる。また、漏電が発生した際も金属に電流が流れ属に電気が流れ込むと機械に障害を与の数はダクト、管の材質、流れる電気の配線ダクト種類、電線の種類で決まってくる。これ
配線ダクト

08

は発熱等で絶縁被覆が劣化する可能性システム制御込むこととなる。これらの原因により金配線ダクトに入れることができる電線等があるからである。

ねじ式端子台は日本が中心

日本ではY型端子や丸型端子を電線に圧着し、端子台のねじを締めるタイプが主流である。これは日本圧着端子製造株式会社が「圧着端子」を開発、販売しそれに伴い様々な会社が端子台を販売したことで急速に広がっていった。一方、ヨーロッパを中心にクランプ式端子台が主流である。

09
電気配線

配線と電気の流れ方向

ブレーカやリレー、端子台に電線を接続する場合、電気が “上”から“下”に流れるように配線する。 ねじ式端子台
一次側が “上”、二次側が “下”になるようにする。
また、横向きに接続する場合は、“左”から“右”に流れるように配線するのが一般的である。

クランプ式端子台

10電源用ケーブルを配線する場合、交流のプラスとマイナスの2本、AC100Vや単相AC200Vは電線が2本、三相200Vの場合は電線が3本になる。これらを配線する場合、電線を “ツイスト”することがよくある。“ツイスト”とは双方の電線をねじって束ねることをいう。
これはそれぞれから発生するノイズを打ち消し合うようにするためである。また、こうすることで外部からのノイズの影響も低くなる。

機械組立

電源ケーブルのツイスト電源をツイストして配線ロボットシステムインテグレータのスキル読本77

09 ｜電気配線

2. LAN 工事
情報連携（IoT）の普及する今日、Ethernet対応機器が増加している。それらを繋ぎ込むネットワークの構築には、必ずLAN工事、配線設計が必要となる。FAに求められるLANの特性を確実に理解し適切なネットワークを構築することは現代のシステムインテグレータには必須の技術となっている。

LAN工事

タ交換を確実に通信させる必要がある。との通信環境を構築する際にも、必要とると、数十ミリ秒から数百ミリ秒でのレいったネットワークの知識も必要となる。

度な性能が要求されるので、配線選定上位（生産管理などのシステム）システム

資格についてLAN工事に関しては基本的に資格の必要はない。ただし、電話線の配線になると工事担任者の資格が必要となる。市なる。工場を最適に自動化するには、こうなお、オフィスで使用するLANと産業販されているモジュラーケーブルを繋ぐ用との違いは、産業用は「リアルタイム増設や配線工事はできないことになる。

実性が強く要求されることである。

程度では問題ないが、電気工事と同様に（以下電気工事士法一部抜粋）
第三条
２

第一種電気工事士又は第二種電気工事士免状の交付を受けている者（以下性」を重視した通信で、さらに安定性確

IoTとLANIoT は、 製 造 設 備 を 接 続 制 御 する

Operational Technology=OTと、 組 立

加 工 作 業 工 程 ライン を自 動 化 する

第三項の規定に違反した者は、三月以下導入されている。の懲役又は三万円以下の罰金に処する。

業者依頼内容（現地調査／配線設計）

Factory Automation=FA の 手 段として工場のIoT化では、ITの導入という利点を生かすためにインターネットなどの外部のネットワークへの接続が必要となる。ここでやはり問題となるのが、セキュ業者に依頼する際、以下のような選定リティの部分である。クラウドやデータケーブル配線ルートの確保、配線方法データを管理するというようなことは、ど、基本的には業者が直接現地調査し選るような場合には適しており、利便性はが必要となる。

は床下、天井配線、モール保護ありかな択肢を提示してくれるが、概ねの配線図は描けるように準備しておくべきである。ケーブルの仕様選定（Cat5e/Cat6A

産業用の機器は振動、ノイズあるいは高温度などの比較的に悪環境下においが多く、制御盤内などに取り付け可能なじ。）に従事してはならない。

第三条第一項、第二項又は周辺機器・配線の選定

でIoT化が促進されており、日本の工場も例外ではない。

第十四条にはその点に留意する必要がある。て運用されることになる。工場内においの作業（一般用電気工作物の保安上支済産業省令で定めるものを除く。以下同スポンスが必要となるため、非常に高精工場のネットワーク化は今後必須要件となると考えても過言ではない。世界中

障がないと認められる作業であつて、経また制御盤・PLC・各コントローラ間とな周辺機器において「第二種電気工事士」という。）でなければ、一般用電気工作物に係る電気工事ては設置するスペースも制限されることコンパクトなサイズの機器が求められる。ネットワーク周辺機器であるルータ・スイッチ・ハブなども含め、全てに配慮する必要がある。
配線において配線には、有線LANと無線LANがある。

それぞれ特徴、メリット、デメリットを理解した上で敷設するようにする必要がある。
無線LANのメリット● ケーブルの引き回しを気にせず作業でき、利便性が高いセンターなどに製造ラインで生成された● 工場内のライン新設、レイアウト変更

地方で離れている工場間通信を実現す● 配線フリーで、配線工事費を大幅削格段とあがり生産ラインの自動化も大幅（無線LANの規格として、最も普及しに前進する可能性がある。しかし、現実

では、有線ならではの信頼・安心感もさも柔軟に対応可能
減できるているのはIEEE802.11b）
無線LANの注意点

UTPケーブル、光ケーブル、産業用ケーることながら、セキュリティ（データの改気を付けなければならないことは、以下（PLC、表示機、PC、ローゼット、モジュ実装している工場は余り多くはない。

● 干渉なく安定的に通信ができるかブ ル ）、ケーブ ル 本 数 計 算、末 端 部 材ラージャックなど）の選定も必要となる。

さらに必要な場合は、配線図／構成図の作成もしてもらうこともできるが、一般的に有料である。

LANとはざん、紛失、盗聴など）面での問題から以下のようなネットワークが工場には存在し、それらをLANで接続する必要性がある。

● 情報系ネットワーク● コントローラ間ネットワーク● フィールドネットワーク

ネットワークに関しては別途講じている

LANとは、建物や工場内にある機械・（「FAにおけるネットワーク技術」参照）

net配線などを指す。LANは、ロボットやでの通信とは異なり、一定の時間にデー機器で構成されたネットワークのEther

78

カメラなどの機器間の通信はもちろん、ロボットシステムインテグレータのスキル読本

上記ネットワーク間では、オフィス間のとおり。

● 通信が切断されたり、データが正常に送られない場合、リカバリィ処理およびエラー通知が行われること● 干渉対策がとれること● 導入コストとランニングコストをできるだけ安くすること（キャリア回線利用の場合のみ）

次に有線LANの説明をする。まず産業用で使用される有線LANは、情報系で使用されるケーブルと同等で、銅線、光ファ

01
組織体制

無線化
表示器

表示器

02
生産技術

シーケンサ

産業用スイッチング
HUB

シーケンサ

産業用スイッチング
HUB

ノートパソコン

パソコン

パソコン

03

▲

事務所

安全／品質対応

Ethernet
アダプタ

表示器
Ethernet
機器

シーケンサ

04
機械設計

三菱無線LANアダプタカタログより作成

イバーケーブルを状況に応じて使用す● 高周波特性が強い現場にはアルミ場ではやはり無線より有線が採用されてブル、コネクタは悪環境に耐えうるものが必要となる。また低周波特性が強い

では多品種小ロットな工場でも省人化をる。ただ、銅線をコーティングするケー● 防滴あるいは防水（耐油性）に関し、現場環境にあったものを採用する必要がある。

FAのLANについてFAのネットワークを構築するにあたに対応するためには耐屈曲性能の優り、以下の点を要件にする必要がある。

可動部には、通常の検査に加えて耐屈②物理的・電気的なFA環境への耐久性れたものを検討する必要がある。また、

曲試験やU字ベンド試験によって性能もある。なお、ケーブルはメーカ純正のケーブルを使用すべきである。

③高速な通信速度保証④干渉・到達に対する保証

上記の点を踏まえると、無線LANによる実現はハードルが高い。事実、FAの現行う傾向にあり、積極的にロボットを導入する企業が増加している。そのため、レイアウトフリーであることを希望する現場が多い。そうすると先ほどあげた通信の要件をできうる限り実現する無線環

06

境を提供できるような構成案の提案が望ましい。全て無線環境で構成することは現代の無線技術ではまだまだ困難だ

が、今後の無線LAN技術の向上に常にアンテナをはり、工場の最適化を考案できるシステムインテグレータでいることが07
画像処理を評価されたケーブルを使用する必要①確実な通信の確保

05

ロボット制御● 産業ロボット、自動工作機等の可動部

現場には編組シールドなどを施したケーブルを敷設する。

いることがほとんどだ。だが、近年工場電気設計を想定して選定する必要がある。
有線LANのポイント

テープシールドが適用されているもの大切だと考える。

MES

08
システム制御MESとは（ エ ム イー エ ス：Manufacturing Execution System、 メスとも 呼称される）「製造実行システム」のことである。MESを導入することにより、製造現場にある設備、原料、仕掛品の製造現状をリアルタイムに把握できる。またさらに生産管理計画に基づいた作業スケジュールを組立てることができる。これらの導入メリットから、FAを検討する際、MESが未導入な工場であれば、本項で説明しているLAN工事を構想する機会などでも、将来的にMESを導入することを視野に入れたシステム構成を検討することを推奨する。

09
電気配線

MESはコントローラ間ネットワークの上位に構築されるシステムになり（MESの上位にはERP等計画システムが構築されるケースが多い）、TCP/IPのプロトコルのもと、Ethernet（LAN）で通信を図る。レスポンス性能としては、先ほど述べたリアルタイムで製造現場の状況を管理するシステムであるため、数十ミリから数百ミリ秒の通信速度が求められる。接続先としてはPLCや制御盤が対象となるた
め、通信をMESに送り込む必要があり、LAN工事の際、無線、有線どちらを採用するにしろ通信速度に注意する必要がある。

10
機械組立

ロボットシステムインテグレータのスキル読本

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