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ラダー言語とは

論理回路を表現するためのプログラム言語で、多くのプログラマブルコントローラ(PLC)で採用されている。
ラダー・ロジック、ラダー図、シーケンス言語などとも呼ばれる。
ラダー・ロジックは電気回路を模した図として表現され、これはリレーを用いた回路と等価である。
電気回路の知識があれば(一般的なプログラムの知識が無くても)比較的簡単に理解・利用ができる。
尚、ラダー言語はメーカーや機種が異なれば仕様が微妙に異なるため、他機種への移植は容易ではない。

成り立ち

元々、論理回路を表現するに当たっては、実際の素子を模した部品図を線で結んだ「実体配線図」を用いていた。

これは実際の回路をイメージしやすい反面、回路が大規模・複雑になると表現が煩雑となる。
このため、標準化された「シーケンス回路図」が用いられるようになった。
これは各機器を規格に準拠したシンボル記号に置き換えたものである。

ラダー図は、このシーケンス回路図をPLCの制御に適するよう整備したものである。

原則

電源の両極に相当する制御母線の間に、素子を配置する。ここで左の母線は入力端、右は出力端であり、信号は左から右に流れるものとする。
(これはシーケンス回路図と同様)
また、ラダー図の1行(これは一つの閉回路に相当)を「ラング」と呼び、あるラングの出力をそれ以降のラングの入力として用いることができる。
(即ち、上にあるラングの処理結果は下のラングに反映される)
このためラダー図は必ず「左から右へ」、「上から下へ」の順に読み進める。
末尾のラングには「END命令」を配置することで、プログラムの終わりを示す。
END命令を除き、各ラングは原則一つの出力をもつ。一つのラングに複数の出力や、出力の右に入力を置くことはできない。

回路素子

A接点

操作されない間は開いており、操作されると閉じる接点(ノーマリーオープン、ノーマリーオフ)。

B接点

A接点とは逆に、操作されない間は閉じており、操作されると開く接点(ノーマリークローズ、ノーマリーオン)。

出力

自身につながる入力がオンとなった結果、オンとなる素子(ランプなどに相当)。各ラングの処理結果を表す。
この出力(あるラングでの処理結果)を、後段のラングの入力として用いることも可能(リレーとして振る舞う)。
(図では、A接点0.00がオンされる ⇒ 出力1.00がオンされる ⇒ A接点1.00がオンされる(前段の結果を反映) ⇒ 出力1.01がオンされるとなる)

応用

AND回路

複数ある入力のすべてがオンにならないと、オンとならない回路。
複数の接点を直列に配置することで実現できる。

OR回路

複数ある入力のいずれかがオンになることで、オンとなる回路。
複数の接点を並列に配置することで実現できる。

自己保持回路

接点は通常、操作されている間のみオン(またはオフ)しており、操作をやめるとオフ(またはオン)に復帰する(モメンタリ動作)。
操作をやめても操作されたときの状態を保持する(オルタネート動作)回路を自己保持回路と呼ぶ。

自己保持回路の動作

出力(1.00)を自身の入力として用いる。
A接点0.00をオンすることで出力がオンされるため、0.00をオフにしても出力状態を保持できる。

しかし、これだけでは一度回路がオンしてしまうと、オフにする手段が存在しない。
⇒ 回路をオフにできるリセット入力(B接点)を追加する。

B接点0.01(リセット入力)をANDで追加する。リセット操作を行うと回路の出力がオフになり、保持が切れる。

内部補助リレー

PLCでは、自己保持回路を実現する際に「内部補助リレー」を用いることができる。
これはプログラム上だけで有効なリレーで、通常の入出力のように外部に影響を与えない。
⇒ 限られた入出力のアドレスを節約することができる。
尚、内部補助リレーは自己保持回路以外にも、長くなったラングを分割(出力を一時的に格納)するために用いることもできる。

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