お疲れ様です、Naoです。
保全の仕事で、新人が最初に任される作業の一つが「センサーの交換」です。 「このシリンダーセンサー、壊れてるから新品に変えといて」 先輩にそう言われて、予備部品を持っていざ交換しようとすると…
「あれ？ ついているのは2本線なのに、予備品は3本線だぞ？」 「茶色と青色はわかるけど、黒色ってどこに繋ぐの？」
こんな風にパニックになったことはありませんか？ センサーには大きく分けて「2線式」と「3線式」があり、繋ぎ方が全く違います。
今回は、この2つの決定的な違いと、日本の現場で標準的な「配線の色分けルール」、そして「2線式から3線式へ変える時の落とし穴」について、分かりやすい図解付きで解説します。
1. そもそも「2線式」と「3線式」は何が違う？
見た目は似ていますが、中身の「仕事のやり方」が全く違います。 イメージとしては「ただのスイッチ」か「小さなロボット」かの違いです。
① 2線式（線が2本）
「ただのスイッチ」です。
- イメージ： 部屋の照明スイッチと同じです。カチッと押すと道がつながり、電気が流れるだけの単純な構造です。
- 配線： 回路の途中に「直列」に繋ぎます。
- 代表例： オートスイッチ（有接点リードスイッチ）、リミットスイッチなど。
② 3線式（線が3本）
「小さなロボット（電子機器）」です。
- イメージ： テレビやパソコンと同じです。センサーの中に「電子回路（小さな頭脳）」が入っていて、まずこいつに電気を食べさせて（電源供給して）あげないと動きません。
- 配線： 電源（＋－）と信号線の3本を繋ぎます。
- 代表例： 光電センサー、近接センサー、無接点オートスイッチなど。
2. 絶対に覚えるべき「3線式」の色分けルール（NPN）
日本の産業用センサー（キーエンスやオムロンなど）は、線の色が統一されています。 これを覚えるだけで、配線図を見なくても繋げるようになります。
- 茶色（Brown）： プラス電源（DC24V）
- 青色（Blue）： マイナス電源（0V / GND）
- 黒色（Black）： 信号出力（PLCの入力へ）
覚え方： 「茶色がプラス、青がマイナス、黒で指令を出す」
【⚠重要】配線前に「COM端子」をチェック！ 日本の設備は、入力ユニットが「24V（NPN）」のタイプが圧倒的に多いですが、稀に「0V（PNP）」の設備もあります（海外製の装置など）。
「どうせ24Vだろ」と思い込まず、配線前に必ずPLCの「COM端子」を確認してください。
- COMに24Vがつながっている ➡ NPN（この記事の配線でOK）
- COMに0Vがつながっている ➡ PNP（配線が逆になるので注意！）
【図解】一目でわかる！3線式と2線式のつなぎ方
現場で「どっちだっけ？」と迷ったら、この図を見てください。 日本の一般的な設備（NPN入力・マイナスコモン）の場合の配線図です。
① 3線式のつなぎ方（NPN）
電源線（茶・青）でセンサーを動かし、黒い線で信号を送ります。
- 茶色 ➡ 盤の 24V 端子台へ
- 青色 ➡ 盤の 0V 端子台へ
- 黒色 ➡ PLCの 入力(X) 端子へ
② 2線式のつなぎ方
信号線はなく、電源回路の途中に「割り込む」イメージです。
- 茶色 ➡ PLCの 入力(X) 端子へ
- 青色 ➡ 盤の 0V 端子台へ
※2線式には「黒い線」も「24Vにつなぐ線」もありません。 誤って茶色を24Vにつなぐとショートするので注意！
3. なぜ「2線式」には信号線がないの？
ここで初心者が抱く疑問があります。 「2線式は電源線しかないのに、どうやってPLCに『ONしたよ』って伝えてるの？」
答えは、「電流が流れること、それ自体を信号にしているから」です。
2線式センサーは、PLC入力ユニットまでの「電気の通り道（橋）」になることで仕事をします。
【電気の流れ】 PLCのCOM端子(24V) → PLC入力端子 → 茶色 → センサー(スイッチ) → 青色 → 盤の0V
センサーがONして道がつながると、PLCから電気がドバっと流れて0Vへ抜けていきます。 この「電気が流れた！」という状態を、PLCが検知してONになるのです。
【警告】2線式の「電源直結」は即死します
絶対にやってはいけないのがこれです。 「茶色を24V、青色を0Vに直接つなぐ」
これをやると、センサー内部でショート（短絡）して、一瞬で溶着・破損します。 2線式は必ず「PLCの入力」などの負荷と直列につないでください。
4. 「2線式」の場所に「3線式」をつける時の落とし穴
現場では「壊れた2線式の予備がなくて、手持ちの3線式で代用したい」という場面があります。 しかし、これには大きな壁があります。
「24Vの電源線が足りない！」
先ほど説明した通り、2線式は「信号の通り道」だけあればいいので、配線ケーブルも「2芯（線が2本）」しか来ていないことがほとんどです。 ここに3線式をつけようとすると、「茶色（24V）」をつなぐ線が現場に存在しません。
- 信号（黒）： 今ある線を使える。
- 0V（青）： 今ある線を使える。
- 24V（茶）： ない！！
無理やりつなぐには、盤から新しく線を1本引っ張ってくるか、ケーブル自体を3芯以上のものに引き直す工事が必要です。 （可動部で線を1本だけ継ぎ足すと断線の原因になるので、基本はケーブル引き直し推奨です）
教訓： 2線式の交換用には、必ず「2線式」を用意しましょう。3線式への変更は「工事」になります。
まとめ
センサー交換で迷ったら、まずは線の本数を確認し、図解を参考に配線しましょう。
- 2線式： ただのスイッチ。直列に繋ぐ（電源直結はNG！）。
- 3線式： 茶(+)・青(-)・黒(信号) のルールで繋ぐ（24V電源が必要）。
- 確認： 配線前に必ずPLCのCOM端子を見て、24V（NPN）か0V（PNP）かを確認する。
まずはこの基本ルールを叩き込んでください！
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