停電から冷蔵・冷凍設備を守る ― 非常用発電機の自動切替制御と、優先順位による順次負荷投入

案件概要

お客様：化学系材料メーカー様（工場）
プロジェクト：非常用発電機の新設に伴う、発電機起動と重要負荷約40系統の商用／発電機切替を制御するPLC・タッチパネルソフトウェアの開発
担当範囲：制御仕様の設計、PLC・タッチパネルソフトウェア開発、無負荷試運転・実負荷切替試運転

背景と課題

工場が停電したとき、真っ先に危機に晒されるのは何でしょうか。この工場の答えは「温度」でした。原料・中間品・製品を保管する冷蔵庫・冷凍庫・防爆冷蔵庫の数々——停電が長引けば、保管品の品質リスクに直結します。

そこで非常用発電機を新設し、停電時に重要負荷を発電機側へ切り替えるBCP（事業継続計画）体制を構築することに。その「頭脳」となる制御ソフトを当社が担当しました。制御には、非常用電源ならではの難しさがあります。

発電容量は有限：冷凍機など約40系統の負荷を一斉に投入すれば、突入電流で発電機が持たない。「何を、どの順で」生かすかの制御が必要
確実に切り替わったことを確認したい：切替指令を出しっぱなしではなく、1盤ずつ切替完了を検証したい
非常時にしか動かない：日常運転で不具合が露見しないシステムだからこそ、試運転・保守・段階工事と共存できる仕組みが要る

対応内容

自動モード ― 停電から復電までの一連を無人で

商用電源の停電を4系統の停電検知リレーで監視し、検知すると自動シーケンスが走ります。

制御電源の自立：まず制御システム自身の分電盤を発電機側へ切替（発電機起動シーケンスに内包）
発電機の起動とリトライ制御：起動指令を出し、起動アンサーを監視。失敗時は設定した待機時間をおいて自動リトライ（回数・待機時間はパラメータ設定可）。それでも起動しなければ異常発報
優先順位に基づく順次投入：各負荷には系統ごとに優先順位（1〜99）をタッチパネルから設定でき、停電した系統の負荷を優先順位の高いものから1分間隔で順次発電機側へ切替。同一順位は一斉投入。突入電流を時間軸に分散し、限られた発電容量を最大限に活かします

優先順位が画面から変更できるため、「今の季節はこの冷凍庫を最優先に」といった運用判断を、ソフト改造なしで現場が反映できます。

1盤ずつ検証する切替監視

約40系統すべての切替器に対し、指令出力→アンサー入力の確認応答監視を実装。設定時間内に切り替わらなければ、どの盤かを特定した個別警報（負荷切替異常）を発報します。発電機の起動・停止も同じ作法で監視し、警報は約50点を体系化。リアルタイム表示と最大1,000件の履歴で、非常時の動作を後から検証できます。

「非常時にしか動かない」システムを支える4つのモード

自動：停電検知からの全自動シーケンス
手動：発電機の手動起動・停止、負荷の個別切替。訓練や計画停電に
メンテナンスモード：盤単位で制御対象から除外でき、電源盤工事中も他の盤の保護を維持。設定は停電をまたいでも保持されます
デバッグモード：無負荷試運転用に、切替指令の一定時間後に模擬アンサーをプログラム内で生成。アンサーが返らない試運転段階でもシーケンス全体を検証できます（本稼働後は回路を常時OFF化して残置）

さらに、二期工事で追加予定の負荷群は異常検出の有効／無効を画面から設定可能とし、段階施工の期間中も誤警報なく運用できるようにしました。

結果

停電検知から発電機起動、約40系統の優先順次切替までを全自動化し、無負荷試運転・実負荷切替試運転を経て引き渡しました
優先順位・リトライ回数・監視時間など運用パラメータを画面設定化し、ソフト改造なしで運用調整できるBCP設備になりました
メンテナンス・デバッグの各モードにより、工事・訓練・点検と共存できる「使い続けられる非常用システム」となりました

非常用設備は、動く日が来ないことが一番の理想です。それでも「その日」に確実に動くために——普段動かないシステムこそ、シーケンス設計と検証の質が問われます。BCP・停電対策の制御は、当社にお任せください。