Technology
IEC 60204-1
(IEC 60204-1)
IEC 60204-1とは、産業機械に使用される電気・電子・プログラマブル電子装置について、安全に関する一般要求を定めた国際規格です。機械の電気装置における感電、火災、誤動作、予期しない起動などのリスクを低減するために利用されます。
制御盤単体だけでなく、電源引込部、モーター、センサ、操作機器、配線、保護接地、停止機能、技術文書など、機械の電気装置全体が対象となります。
ハカルプラスでは、機械の電源条件、負荷、制御方式、安全機能を確認し、制御盤ハード設計、配線、保護、表示、試験を含む構成を検討します。
IEC 60204-1の主な目的
- 感電を防止する
- 過電流・短絡による火災を防止する
- 設備の予期しない起動を防止する
- 停止・非常停止を適切に機能させる
- 保守時の安全な電源遮断を可能にする
- 配線・表示・文書を統一する
適用範囲
一般に、機械の電源接続点から、機械に搭載される電気装置までを対象として考えます。
受配電設備や建築設備側の配線、製品固有規格、安全機能規格などは、別規格と併せて確認します。
電源条件
機械へ供給される電圧、周波数、相数、許容変動、短絡電流などを確認します。
輸出設備では、国内と異なる電圧・周波数・接地方式が使用されます。変圧器、電源装置、モーターの対応を確認します。
主電源遮断装置
機械の電気装置を電源から切り離すため、主電源遮断装置を設けます。
操作しやすい位置に配置し、OFF位置で施錠できる構造を検討します。保守作業者が誤投入を防止できることが重要です。
電源遮断後の残留電圧
コンデンサ、インバーター、電源装置には、電源遮断後も危険な電圧が残る場合があります。
放電回路、表示、待機時間、測定手順を設けます。扉を開ける前に安全な電圧へ低下することを確認します。
感電保護
充電部への直接接触と、絶縁故障によって金属部へ電圧が現れる間接接触の両方を防止します。
カバー、絶縁、保護接地、過電流保護、漏電保護などを組み合わせます。
保護接地回路
筐体、扉、モーターフレームなどの露出導電部を保護接地へ接続します。
故障電流を確実に流し、保護装置を動作させるため、接地導体の太さ、接続方法、連続性を確認します。
扉の接地
制御盤扉に電気機器を取り付ける場合や、蝶番だけでは接地連続性が不十分な場合は、専用の接地線を設けます。
扉開閉によって断線しない柔軟な導体を使用し、機械的保護を行います。
過電流保護
配線や機器を短絡・過負荷から保護するため、ヒューズ、配線用遮断器、モーター保護機器などを設けます。
負荷電流だけでなく、電線許容電流、始動電流、短絡電流を考慮して選定します。
短絡電流
設置場所で想定される短絡電流に対し、遮断器、接触器、端子、母線などが耐えられることを確認します。
部品単体の定格だけでなく、組み合わせ時の短絡性能を確認する場合があります。
モーター保護
モーターには、過負荷、拘束、欠相、過熱などに対する保護を設けます。
インバーター駆動では、電子サーマル、モーター温度センサ、出力側短絡などを含めて保護方法を検討します。
制御回路電源
制御回路には、変圧器や直流電源を使用し、動力回路から適切に分離します。
制御電圧、接地方式、過電流保護、電圧低下時の動作を確認します。一般に、操作回路へ安全性の高い低電圧を用いることがあります。
電圧低下・停電時の動作
電圧低下や停電によって機械が危険な状態にならないようにします。
復電時に自動再起動しない構成、ブレーキや保持機構の動作、データ保存、再始動手順を検討します。
始動機能
機械の始動は、意図した操作によってのみ行われるようにします。
運転モード切替、扉開閉、停電復帰、異常リセットだけで自動的に起動しないようにします。
停止機能
通常停止、運転停止、非常停止など、用途に応じた停止機能を設けます。
停止方法には、直ちに動力を遮断する方式や、制御された停止後に動力を遮断する方式などがあります。機械の慣性や危険状態を考慮します。
停止カテゴリ
停止時に動力をどのように扱うかによって、複数の停止カテゴリが定義されています。
負荷を即時遮断すると危険な機械では、制御停止後に動力を切る方法を採用する場合があります。安全機能の妥当性はリスクアセスメントで確認します。
非常停止
非常停止は、発生中または差し迫った危険を停止させるための機能です。
赤色の操作部と黄色の背景を用い、押した状態を機械的に保持し、意図的な操作で解除します。解除しただけで機械が再起動しないようにします。
非常停止の配置
作業位置、保守位置、危険区域の出入口など、緊急時に操作しやすい場所へ配置します。
機械が長い場合や複数作業位置がある場合は、複数の非常停止機器を設けます。
運転モード
自動、手動、段取り、保守などの運転モードを設ける場合、選択状態を明確にします。
モードによって安全機能を変更する場合は、権限、選択スイッチ、制限速度、保持操作などを検討します。
手動操作
保守や調整でアクチュエータを個別操作する場合も、機械干渉や人体への危険を防止します。
押している間だけ動作する操作、低速運転、イネーブル装置、視認可能な範囲での操作を検討します。
表示色
表示灯や画面の色には、異常、警告、正常、運転状態などの意味を持たせます。
同じ色を異なる意味で使用せず、設備全体で統一します。色だけでなく文字や記号も併用します。
押しボタンの色
始動、停止、非常停止、リセットなどの操作部には、役割に応じた色を使用します。
非常停止と通常停止を混同しないようにし、周囲の表示や配置も含めて分かりやすくします。
配線
動力線、制御線、通信線を整理し、ノイズ、安全、保守性を考慮して配線します。
端子部での緩み、電線被覆損傷、可動部への接触を防ぎます。盤外配線の保護と固定も重要です。
電線識別
電線色、マークチューブ、端子番号を使用し、回路図と実配線を対応させます。
保護接地、中性線、制御回路などは、適切な識別を行います。海外向けでは、現地規格や顧客仕様も確認します。
端子台
外部配線と内部配線を分け、保守しやすい端子台構成とします。
異なる電圧、動力、信号、接地を区分し、必要な絶縁距離と表示を設けます。
盤内スペース
機器間の放熱、配線作業、端子増締め、部品交換に必要な空間を確保します。
部品を詰め込みすぎると、温度上昇、誤配線、保守困難につながります。
試験・検証
保護接地回路の連続性、絶縁抵抗、耐電圧、残留電圧、機能動作などを確認します。
試験項目は機械構成と適用規格に応じて決め、結果を記録します。
技術文書
回路図、盤配置図、端子図、部品表、取扱説明書、保守手順などを整備します。
設定値、保護装置定格、電源条件、予備品情報を記載し、現地保守で利用できるようにします。
機械改造時の注意
モーター追加、PLC更新、インバーター化、安全機器追加によって、電源容量や保護協調が変化します。
既設図面だけを部分修正せず、短絡電流、電線、遮断器、停止機能を再評価します。
異常時の確認
遮断器が頻繁に動作する場合は、負荷電流、始動電流、短絡、選定定格を確認します。
復電時に自動起動する場合は、自己保持回路、PLC初期処理、運転指令を点検します。接地異常では、接地線と接続部の連続性を確認します。
ハカルプラスの対応
ハカルプラスでは、機械設備の電源、負荷、安全機能、運転方法を確認し、IEC 60204-1を考慮した制御盤を設計します。
主電源遮断、過電流保護、接地、非常停止、配線、試験、図面を含め、既設設備の改造や海外向け機械の電気設計に対応できる場合があります。
よくある質問
Q. IEC 60204-1は制御盤だけの規格ですか？
A. 制御盤を含む、機械の電源接続点以降の電気装置全体を対象として考えます。
Q. 非常停止を押すと必ず主電源を切る必要がありますか？
A. 機械の危険と停止方法に応じて、適切な停止カテゴリを選定します。
Q. 復電後に自動運転を再開してもよいですか？
A. 予期しない起動が危険となる場合は、自動再始動を防止し、再始動操作を必要とします。
Q. 制御盤扉にも接地線が必要ですか？
A. 蝶番だけで十分な接地連続性を確保できない場合などは、専用接地線を設けます。
Q. 既設機械の改造でも適用を検討しますか？
A. 改造範囲とリスクを確認し、電源、保護、停止、配線を再評価する必要があります。
関連ワード
同じカテゴリの『ハカル技術辞典』を見る