現場でのノイズ対策ノウハウ

はじめに

工場などの現場では「ノイズ」が原因となって様々な障害が発生することがあります。今回は、このようなノイズの対策方法がテーマです。

ノイズの種類

工場における「ノイズ」とは、主に電気的な「雑音（不要な信号）」を指します。主な種類は以下の通りです。

ノイズの種類	概要
伝導ノイズ	電源線や信号線を介して、機器から機器へ伝わるノイズ。主にケーブルに流れる。
放射ノイズ	空間を通って電磁波として伝わるノイズ。隣接機器に影響する。
インパルスノイズ	突発的な大きなエネルギー（雷、モーターの起動・停止など）によるノイズ。
低周波ノイズ	50Hz/60Hzの電源周波数やその倍数（高調波）によるノイズ。
高周波ノイズ	数kHz〜GHzの周波数をもつノイズ。インバータ、無線通信機器などが発生源。

障害の種類

ノイズによって引き起こされる代表的な障害は以下の通りです。

障害の種類	概要
誤動作	センサーやコントローラが間違った信号を感知・出力する。
通信障害	ネットワーク、シリアル通信、Ethernetなどが不安定になったり、データが欠落する。
機器の損傷	強い雷サージやスイッチングノイズで部品が破損。
測定値の誤差	計測器や制御盤の計測値がノイズによって乱れる。
動作停止	機器が安全装置（インターロック等）で意図せず停止することがある。

ノイズ対策に必要なツール（測定器）

ノイズ対策を行うためには「発生源」「伝播経路」「影響先」を特定することが重要です。そのために以下の測定器が使われます。

測定器の名称	用途
オシロスコープ（携帯型も有り）	電圧、パルス状ノイズの波形観測。
スペクトラムアナライザ（スペアナ）	ノイズの周波数成分の分析。
ノイズメータ	特定の規格（V/m、dBなど）でのノイズ計測。
絶縁抵抗計（メガー）	絶縁劣化がノイズの原因か確認。
EMC用検知アンテナ	空間ノイズ（放射ノイズ）の検出。

効果的な対策方法

発生源の抑制

• 電源ノイズフィルタを機器の電源ラインに入れる（フィルタ回路）。
• 接地（アース）を適切にする。浮いたアースや共通アースは避ける。
• モーターやインバータのノイズ抑制部品（ノイズフィルタやスナバ回路）を追加。

伝搬経路の対策

• 信号・電源ケーブルをシールド線にする。
• ノイズ源と信号ケーブルは物理的に距離をとる（配線ダクトを分ける）。
• ケーブルはできるだけ短く、束ねて配線しない。
• アースの取り方を「一点アース」にすることでループを避ける。
• 鉄箱や金属ダクト（シールド）に制御機器を収納する。

影響先の耐ノイズ強化

• ノイズ耐性の高い機器を選定。
• サージ保護素子（SPD、バリスタ）を通信・電源ラインに設置。
• 適切なコモンモードチョークを挿入。

ノイズ対策の基本

1. ノイズの可視化（測定）
2. 発生源の特定
3. 対策は３段階　発生源 → 伝搬経路 → 影響先

※ノイズ対策の基本は、最初に元（発生源）を断つということですね。

まとめ

• ノイズと障害のタイプを理解し、
• 測定器で現状把握し、
• 発生源、伝播経路、影響先の3段階で対策を打つ

このポイントを押さえると、現場でのノイズ問題は効果的に対策することができます。

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