本日は無錫日環センサー科技有限公司が、2線式インダクタンス接近スイッチについてご紹介します。「静止時には電圧が測定できないのに、PLCに接続するとなぜ『常時点灯』するのか？」

産業現場では、2線式のインダクタンス接近スイッチは配線が簡単（2本の線のみで回路に直列接続）なため、広く利用されています。しかし多くのエンジニアが経験しているのは、マルチメーターでセンサー両端を測定した場合、静止状態（トリガーなし）では電圧が正常に表示されても、PLC入力ポイントに接続すると、金属物体が近づいていなくても、PLCの入力指示灯が常に点灯してしまうという奇妙な現象です。

問題はセンサー自体が「故障」したわけではなく、2線式センサーはオフ（OFF）状態でも完全に断線していないという点にあります。

一、2線式の「先天的特性」：オフ状態でも漏れ電流が発生する  

3線式センサーは独立した電源線があり、信号線はクリスタルトランジスタ出力による純粋な信号です。一方、2線式センサーは2本の線しかなく、その2本を通じて自身の動作に必要な電流を得ると同時に、負荷を制御するためにも同じ2本を使用しなければなりません。つまり、センサーがオフ状態であっても、内部の検出回路は「待機」状態を維持するためにわずかな電流が必要とされます。この電流が「漏れ電流（Leakage Current）」です。主流メーカーの仕様によれば、2線式DCインダクタンス接近スイッチの漏れ電流は通常0.6mAから0.8mA程度です。

通常の負荷（リレーコイルなど）回路では、この漏れ電流はコイルの吸着に十分な電流を供給できず、通常は問題を引き起こしません。しかし、PLCの入力回路は高抵抗・低電流の敏感な回路であるため、状況はまったく異なります。

二、漏れ電流がどうやってPLCを「騙す」のか？  

PLCの入力ポイント内部は通常光耦合器回路であり、導通に必要な電流は非常に小さい（数ミリアンペア程度）。2線式センサーがオフ状態になると、0.6～0.8mAの漏れ電流がPLCの入力回路に直接流れ込みます。

もしPLC入力ポイントのオフ閾値（OFF Current）が高く、あるいは入力インピーダンスが十分に低い場合、この漏れ電流が入力側で光耦合器の微弱導通に必要な電圧を生じさせてしまいます。その結果、センサーが実際に動作していないにもかかわらず、PLCは「信号あり」と認識し、入力指示灯が常時点灯してしまいます。

これが、マルチメーター（内阻が極めて高く、ほとんど電流を取らない）でセンサー両端の電圧を測定しても正常に見えるものの、PLCに接続（実際の電流通路を形成）すると問題が発生する理由です。

三、最小負荷電流：逆のもう一つの落とし穴  

漏れ電流による「オフ不能」に加え、2線式センサーには「最小負荷電流（Minimum Load Current）」の要件もあります。

センサー内部の電源取り入れ回路は、正常に動作するために一定の電流が必要です。負荷のインピーダンスが高すぎる場合（たとえば高インピーダンスのPLC入力ポイントを直接接続したり、LEDインジケータを直列に接続したり）、回路内の電流がセンサーの最小負荷電流（一般的に2mA～5mA）に達しないことがあります。

センサーがトリガーされて導通されたとき、負荷が消費する電流が極めて少ないため、センサー内部の回路は正常な動作点を確立できず、出力電圧が異常（飽和電圧降下から逸れる）になります。その結果、PLCは「ON」信号を認識できなくなる可能性があります。こうして、本来点灯すべきタイミングで点灯せず、点灯すべきタイミングで頻繁に点灯してしまうという、さらに複雑な現象が生じます。

四、現場での解決策とは？

2線式センサーをPLCに接続する際の整合性問題に対して、いくつかの成熟した工学的対処法があります。

方案1：放散抵抗（バイパス抵抗）の追加  

PLC入力側（センサー信号線と0V間）に抵抗を並列に接続します。この抵抗の役割は、リーク電流を分流し、シャットダウン時の0.6～0.8mAのリーク電流を抵抗に流れ込ませることで、すべてPLCに流入するのではなく、PLC入力端子の電圧をシャットダウン閾値以下まで下げることです。抵抗の抵抗値と消費電力は、PLCの入力電圧およびリーク電流の大きさに基づいて計算され、抵抗の過熱を防ぐ必要があります。

方案2：中間リレーによる絶縁

2線式センサーを用いて中間リレーのコイル（コイルのインピーダンスが低く、十分な最小負荷電流を供給でき、かつリーク電流がリレーの吸着に必要なレベルを下回る）に駆動させ、リレーのドライ接点をPLC入力に接続します。リレーは電気的絶縁と電流増幅の両方の機能を果たすため、リーク電流やインピーダンスマッチングの問題を完全に回避できます。

方案3：直接三線式センサーへの切り替え

現場条件が許せば、最も徹底的な解決策は三線式（NPNまたはPNP）センサーへの変更です。三線式の信号出力は独立したトランジスタスイッチであり、シャットダウン時にリーク電流が極めて小さく（通常マイクロアンペア級）、負荷インピーダンスに対して感度が低く、PLCとの適合性は2線式よりもはるかに優れています。

まとめ

問題の根源　現象　解決策

リーク電流（0.6～0.8mA）　非トリガー時、PLC入力が常時点灯する　並列に放散抵抗を設けるか、中間リレーを使用する

最小負荷電流が不足している　トリガー時にPLCが認識できない　負荷電流がセンサーの要求値（2～5mA）以上であることを確認するか、リレーを追加する

2線制でPLCに接続する場合、本質的にセンサーの「生存電流」と競合している。リーク電流はその生命維持に不可欠だが、PLCの誤判定の原因となる。最小負荷電流は動作の前提条件だが、高インピーダンスの入力によって「餓死」しやすくなる。この2つのパラメータを理解し、適切なマッチングソリューションを選べば、2線制でも安定かつ信頼性の高い動作が可能になる。

日環センシングは、2線制および3線制の誘導式接近スイッチ全シリーズを提供しており、仕様書にはリーク電流と最小負荷電流の数値が明記されており、ユーザーが選定段階でPLCとの適合リスクを回避できるよう支援しています。2線制でPLCに接続する際の現場対応についてご希望の方は、日環センシングをぜひフォローしてください。