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powerの日記: ボクがPLCに疑問を持つ理由

日記 by power
ボクは今のPLCの動きに対して、興味と共に非常に大きな嫌悪感を持っている。
そもそも電源なんてものを扱ってきていた経験があり、今現在ノイズというものを扱っていると言う特殊な環境が全ての要因かも知れない。
ボクが電源を扱っている頃に、高調波電流に関する自主規制化が行われた。
まだ経験浅い頃だったのは事実だが、その関係から電源環境というものに興味を持ち始めた。
そして調べれば調べるほど、一般家庭の電源環境は劣悪だと言うことが見えてきた。

要は「AC100V」と言う割に、ちゃんと理想的なAC100Vが供給されているというわけではない、ということ。
ちゃんと学校で習うような正弦波かと言えば、波形を見る限り高調波ノイズ成分が混じっている。
当然、他の家電機器などによる影響だって受ける。
そんな環境下であることがわかってくると、電源ラインに出すノイズ成分が他の機器に与える影響なども興味が出てくる。
というより、実際に高周波ノイズが装置として組んだときに問題になるケースにも遭遇した(苦笑)

そんな経験をしているからかも知れないが、以下の疑問点を持っている。
  • PLCによる信号を流すことによる電灯線の放射ノイズは本当に問題ないのか?
  • 現状の一般家庭の環境でPLC通信したときに、通信速度が確保できるのか?
  • PLCの信号が他の家電機器に対して悪影響を与えないのか?(特に古い家電機器に対して)

少なくとも、これらの疑問点が解消されるデータは出てきていない。
3番目の他の機器に対する影響にいたっては、パブリックコメントに対する回答で「後日、調査を行う」となっているだけで何ら解決策も出ていない状況だったりするわけです。
IECの規格など、この10年くらいで電源環境に対するものは変化していることを考えると、10年以上使う家電が普通に存在する一般家庭で問題が起きないことを前提としているこの考え方は問題ありなんじゃないかと思うんですよ。
だって、運用始めてから調査するってことは、問題起きないのが前提であり、起きたときにはその場に応じて対処する、ということですよ。
要はその場しのぎのレベルでOKと言ってることになります。

古くて使い慣れた機器というのは、どこの家庭にもあると思うし、実際我が家にも15年以上前に購入したTVが存在していたりします。
こんなPLCの信号波という、その機器自身にとってはノイズと思える波形が入ってくる可能性を考慮せずに設計された装置、に関してはどのような現象が出るかは不透明です。

まず回路的には、電源回路としてはかなり高調波になってしまうため、フィルターが機能しない領域の周波数成分が電源ラインに入ってくることになります。
フィルターが機能しない領域のノイズですから、電源の出力まで伝播する可能性があるわけです。
そうなると、その先の電子回路部分にこのノイズ成分が悪影響を与える可能性が出てきます。
それ以外にも電源内のコイルなどから電磁波として放射され、そのノイズが空間的に結合した先で問題を起こします。
最悪は、電源などの回路における共振周波数が通信波と同調したときです。
電源のスイッチング周波数は現状200kHz程度がメインのはず。
なので、これに近似するところは別として、制御系ループも含め回路的な共振周波数が別の周波数になるよう設計するのが基本です。
そうやって考えると、設計当初から想定されていなかった周波数のノイズが入ってくることになるわけで、問題が起きないと言いきれる方が不思議なくらいです。

で、これらに関しても問題は棚上げされているんですよね。
この辺を考えると、技術者として疑問視せざるを得ないということになるのです。
問題は、これらの内容を理解する人が少ないこと。
所詮、電源なんてブラックボックスで、電源環境も理想的な環境なんだ、と思い込んでる人の方が、技術者の中にも非常に多い、ということなんですよね…

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