こんにちは。三刀流エンジニアです。
私はこれまで20年以上、生産技術エンジニアとして工場設備の設計・改善・立ち上げに携わってきました。
現場では、PLCやシーケンス制御の知識が分からずに苦労する新人や若手エンジニアを数多く見てきました。
このレッスンでは、そんな初心者の方でも理解できるように、図やシミュレータを使いながらやさしく解説していきます。
前回のレッスンでは、「OR回路とは？」について学びました。
今回は、シーケンス制御やPLCの基本となる**「NOT回路」**について学んでいきます。
NOT回路は、AND回路やOR回路と並ぶ重要な基本回路のひとつです。
工場設備では、
- 異常監視
- 安全監視
- センサー信号の反転
など、さまざまな場面で活用されています。
今回のレッスンでも、メカトロラボ独自の**「動く！体験型シミュレータ」**を使いながら学習を進めていきます。
また、レッスンの最後には理解度を確認できるレベルチェック問題も用意しています。
文章を読むだけではなく、実際にシミュレータを操作しながら学ぶことで、NOT回路の仕組みを感覚的に理解できるようになります。
三刀流エンジニアメカトロラボのレッスンでは、「動かして理解すること」を大切にしています。
ぜひ実際にシミュレータを操作しながら学習を進めてみてください。
それでは始めていきましょう。
こんな方におすすめ
- NOT回路を初めて学ぶ方
- PLCやシーケンス制御の勉強を始めた方
- b接点との関係を理解したい方
- 真理値表の見方がよく分からない方
- ラダー図を読めるようになりたい方
- 工場従事者として制御の基礎を身につけたい方
NOT回路とは？の要点【3行まとめ】
- NOT回路とは、入力と反対の状態を出力する回路
- ラダー図では主にb接点を使って表現する
- 工場設備では異常監視や安全監視などで頻繁に利用される
まずは体験してみよう！
説明を読む前に、まずは実際にシミュレータを触ってみましょう。
ボタンX1を操作しながら、
- 真理値表
- ラダー図
- ランプY1
がどのように変化するのか観察してみてください。
動く！体験型シミュレータ｜NOT回路
| 入力 X1 | 出力 Y1 |
|---|---|
| OFF (0) | ON (1) |
| ON (1) | OFF (0) |
三刀流エンジニアX1をONにしたときとOFFにしたときで、Y1はどのように変化しましたか？
まずは答えを考えながら自由に触ってみてください。
あとで仕組みを解説します。
NOT回路とは？
NOT回路とは、
入力の状態を反転して出力する回路
です。
例えば、
- X1がOFF
- X1がON
という2つの状態がある場合、
- X1がOFFならY1はON
- X1がONならY1はOFF
になります。
つまり、
入力と出力が必ず反対になる
のがNOT回路の特徴です。
シーケンス制御やPLCでは、異常監視や安全回路などで頻繁に利用されています。
身近なNOT回路の例
NOT回路は工場設備だけでなく、私たちの身近なところにも存在しています。
冷蔵庫のドアランプ
冷蔵庫のドアを開けると、庫内のランプが点灯します。
反対に、ドアを閉めるとランプは消灯します。
これは、
- ドア閉 → ランプOFF
- ドア開 → ランプON
という関係になっており、NOT回路の考え方が使われています。
スマホのバッテリー残量警告
スマートフォンのバッテリー残量が少なくなると、
「バッテリー残量が少なくなっています」や「充電してください」
という警告が表示されます。
これは、
- バッテリー残量十分 → 警告OFF
- バッテリー残量低下 → 警告ON
という関係です。
正常な状態では何も表示せず、異常や不足が発生したときだけ知らせるという考え方は、NOT回路の代表的な使い方の一つです。
三刀流エンジニアNOT回路は「異常になったら知らせる」という用途でよく使われます。
工場設備の異常監視や安全監視では、とても重要な考え方です。
NOT回路は「否定」や「反転」と呼ばれることもある
NOT回路は、分野によって呼び方が異なります。
| 呼び方 | 主な分野 |
|---|---|
| NOT回路 | PLC・シーケンス制御 |
| 論理否定 | 論理回路・情報処理 |
| 反転回路 | 電子回路 |
呼び方は違いますが、考え方は同じです。
入力の状態を反転する仕組み
を表しています。
三刀流エンジニア技能検定や参考書では「論理否定」という表現が出てくることがあります。
最初は難しく感じるかもしれませんが、NOT回路と同じものだと思って大丈夫です。
真理値表とは？
NOT回路の動作を表にまとめたものを真理値表と呼びます。
まずは次の表を見てみましょう。
| 入力X1 | 出力Y1 |
|---|---|
| OFF（0） | ON（1） |
| ON（1） | OFF（0） |
NOT回路では、入力と出力が常に反対になります。
表を見ると、
- 入力がOFFなら出力はON
- 入力がONなら出力はOFF
になっていることが分かります。
OFF（0）とON（1）は何を表している？
真理値表では、
- OFF（0）
- ON（1）
で入力や出力の状態を表します。
これはPLCやシーケンス制御だけでなく、コンピュータや電子回路でも共通して使われる考え方です。
NOT回路の真理値表を見ると、
入力がOFF（0）のときは出力がON（1）
入力がON（1）のときは出力がOFF（0）
になっています。
つまり、
入力と出力が必ず反対になる
ことが分かります。
覚え方はとてもシンプル
NOT回路は、
「反対になる回路」
と覚えてしまいましょう。
AND回路やOR回路のように複数の条件を考える必要はありません。
NOT回路では、
- 入力OFF → 出力ON
- 入力ON → 出力OFF
の2パターンだけです。
真理値表を丸暗記する必要はなく、
「反転する」
という考え方を理解できれば十分です。
三刀流エンジニアAND回路は「全部ON」、OR回路は「どれかON」でした。
NOT回路はさらにシンプルで、「反対になる」と覚えておけば大丈夫です。
NOT回路とAND回路・OR回路の違い
初心者の方が混同しやすいのが、
- AND回路
- OR回路
- NOT回路
の違いです。
それぞれを比較すると次のようになります。
| 項目 | AND回路 | OR回路 | NOT回路 |
|---|---|---|---|
| 出力条件 | すべての条件が成立 | どれか一つの条件が成立 | 入力を反転 |
| 入力数 | 2つ以上 | 2つ以上 | 基本的に1つ |
| 真理値表 | 最後だけON | 最初以外ON | 入力と出力が反対 |
| ラダー図 | 直列接続 | 並列接続 | b接点を使用することが多い |
| 呼び方 | 論理積 | 論理和 | 論理否定 |
例えば、
「安全ドアが閉じている」
かつ
「スタートボタンが押されている」
ならAND回路です。
「現場操作盤」
または
「中央操作盤」
のどちらかで起動できるならOR回路です。
一方、
「安全ドアが開いている」
「液面が低下している」
など、
正常状態ではなくなったことを検知したい場合
にはNOT回路が使われます。
三刀流エンジニア現場ではAND回路・OR回路・NOT回路を組み合わせて設備を制御しています。
この3つを理解できると、ラダー図がかなり読みやすくなります。
ラダー図ではどう表現する？
NOT回路をラダー図で表現する場合は、主にb接点を使用します。
例えば、
- X1がOFF
- X1がON
の場合を考えてみましょう。
X1がOFFなら、b接点は導通します。
そのため電流が流れ、Y1がONになります。
反対に、
X1がONになると、b接点は開きます。
すると電流が流れなくなり、Y1はOFFになります。
つまり、
入力と反対の状態で出力が動作する
ため、NOT回路になるのです。
ポイント
✅ b接点を使うとNOT回路を表現できる
✅ 入力OFFで出力ONになる
✅ 入力ONで出力OFFになる
これはPLCやシーケンス制御を学ぶうえで非常に重要な考え方です。
三刀流エンジニアa接点とb接点の違いが分からなくなった方は、前回のレッスンを見直してみてください。
NOT回路の理解もグッと深まります。
NOT回路＝b接点ではない
ここで一つ、とても重要なポイントがあります。
初心者の方は、
「NOT回路＝b接点」
だと思ってしまうことがあります。
しかし実際には、
NOT回路とb接点は同じものではありません。
重要
💡 NOT回路は「考え方」
💡 b接点は「実現方法」
です。
NOT回路は、
入力を反転するという論理そのもの
を表しています。
一方でb接点は、
その論理をラダー図で実現するための部品（表現方法）の一つです。
例えば、
- PLC内部の演算命令
- ソフトウェア上の反転処理
- 電子回路のNOTゲート
などでもNOT回路を実現できます。
つまり、
NOT回路は考え方
b接点は実現手段
という関係です。
なぜこの違いが大切なの？
初心者のうちは問題ありませんが、
今後、
- インターロック回路
- 異常監視回路
- PLCプログラム
などを学習すると、
「反転したいからNOT回路を使う」
という考え方が必要になります。
そのとき、
「NOT回路＝b接点」
と覚えてしまうと応用が利かなくなります。
反対に、
「反転する考え方がNOT回路」
と理解しておけば、
どんな制御でも対応しやすくなります。
三刀流エンジニア実務では『この信号を反転したい』と考える場面がよくあります。
そのときに必要なのはb接点の知識だけではなく、NOT回路という考え方そのものです。
シミュレータで理解を深めよう！
ここまで学んだ内容を、もう一度シミュレータで確認してみましょう。
| 入力 X1 | 出力 Y1 |
|---|---|
| OFF (0) | ON (1) |
| ON (1) | OFF (0) |
動く！体験型シミュレータ｜NOT回路
次の2つの状態を試してみてください。
① X1がOFF
- X1＝OFF
Y1はどうなるでしょうか？
② X1がON
- X1＝ON
Y1はどうなるでしょうか？
シミュレータの
- 真理値表
- ラダー図
- 判定メッセージ
にも注目してみてください。
すべて同じ内容を別の形で表現しています。
三刀流エンジニアNOT回路は入力が1つなので、とてもシンプルです。
「反対になる」
この感覚がつかめれば十分です。
次は実際の工場設備でNOT回路がどのように使われているのか見ていきましょう。
【三刀流エンジニアの視点】工場ではNOT回路をこう使う
ここまでは、NOT回路の基本的な考え方や真理値表、ラダー図について学びました。
では実際に、工場設備ではどのような場面でNOT回路が使われているのでしょうか。
現場でよく見かける代表例を紹介します。
安全ドアが開いていることを監視する
NOT回路の代表的な使い方が、安全ドアの監視です。
例えば、
- 安全ドア閉 → 正常
- 安全ドア開 → 異常
という設備を考えてみましょう。
通常運転中はドアが閉まっているため問題ありません。
しかし、作業者がドアを開けた場合は設備を停止させる必要があります。
そのため、
「ドアが閉まっていない」
という状態を検知するためにNOT回路の考え方が使われます。
三刀流エンジニア実際の安全回路では安全リレーや安全PLCを使用します。
ここではNOT回路の考え方を理解するための例として覚えておきましょう。
液面低下警報
工場には、
- タンク
- 洗浄槽
- クーラントタンク
など、多くの液体設備があります。
通常は液面センサーによって液量を監視しています。
例えば、
- 液面正常 → 警報OFF
- 液面低下 → 警報ON
という制御を行う場合、
「液面が正常ではない」
という状態を検出する必要があります。
これはNOT回路の考え方そのものです。
準備未完了（Not Ready）ランプ
生産設備では、自動運転を開始する前に様々な条件を確認します。
例えば、
- 全軸原点復帰完了
- ワークあり
- エラーなし
などです。
これらの条件がすべて成立した状態を、
Ready（準備完了）
と呼ぶことがあります。
しかし現場では、
Ready状態そのものよりも、
Readyではない状態
を監視したいことがよくあります。
そのため、
- Ready → ランプ消灯
- Not Ready → ランプ点灯
という制御が行われます。
これもNOT回路の活用例です。
三刀流エンジニア実務では「運転できる状態」よりも「まだ運転できない状態」を監視することが意外と多いです。
NOT回路は設備の状態監視でも活躍しています。
センサー信号の反転
生産技術の現場では、センサー交換時にNOT回路を利用することがあります。
例えば、
本来は
- ワークなし → ON
- ワークあり → OFF
で使いたいプログラムだったとします。
しかし手元にある在庫センサーは、
- ワークなし → OFF
- ワークあり → ON
という動作仕様でした。
このような場合、
PLC内部で信号を反転させることで、
希望する動作に変更できます。
これもNOT回路の活用例です。
三刀流エンジニア現場では「この信号だけ反転したい」という場合がよくあります。
そんなときに活躍するのがNOT回路です。
初心者が間違えやすいポイント
b接点そのものがNOT回路だと思ってしまう
初心者の方が最もよく誤解するポイントです。
NOT回路は、
入力を反転するという考え方
です。
一方でb接点は、
その考え方をラダー図で表現するための方法です。
同じものではありません。
AND回路やOR回路と同じ感覚で考えてしまう
AND回路やOR回路は、
複数の条件を組み合わせる回路でした。
一方でNOT回路は、
入力を反転するだけです。
考え方がまったく異なるため、混同しないようにしましょう。
異常監視との関係がイメージできない
NOT回路は、
正常状態を監視するというよりも、
正常ではなくなったことを検知する
用途で使われることが多い回路です。
安全監視や異常監視の例と結び付けて覚えると理解しやすくなります。
b接点記事で学んだフェイルセーフと混同してしまう
b接点の記事では、フェイルセーフについて詳しく解説しました。
確かにNOT回路とb接点は関係がありますが、
NOT回路そのものがフェイルセーフというわけではありません。
まずは、
「反転する考え方」
を理解することを優先しましょう。
レベルチェック問題
ここまで学習した内容を確認してみましょう。
分かったつもりでも、問題を解いてみると意外な発見があります。
ぜひ挑戦してみてください。
三刀流エンジニア解答を見る前に、まずは自分で考えてみてください。
間違えても大丈夫です。
考える時間そのものが理解につながります。
レベル1：穴埋め問題
問題1
NOT回路とは、入力を（ ）して出力する回路です。
解答・解説
解答：反転
解説：
NOT回路は入力と反対の状態を出力する回路です。
問題2
NOT回路をラダー図で表現する場合は、主に（ ）接点を使用します。
解答・解説
解答：b
解説：
PLCではb接点を使用してNOT回路を表現できます。
問題3
真理値表では、一般的にONを（ ）、OFFを（ ）で表します。
解答・解説
解答：1、0
解説：
PLCやコンピュータではON＝1、OFF＝0で表現します。
問題4
NOT回路は「論理否定」や（ ）回路と呼ばれることもあります。
解答・解説
解答：反転
解説：
呼び方は違いますが意味は同じです。
レベル2：〇✕問題
〇か✕かで解答してください。
問題5
NOT回路では、入力がOFFのとき出力はONになる。
解答・解説
解答：〇
解説：
NOT回路は入力を反転して出力します。
問題6
NOT回路では、入力がONのとき出力もONになる。
解答・解説
解答：✕
解説：
入力がONの場合は出力はOFFになります。
問題7
ラダー図でb接点を使用すると、NOT回路を表現できる。
解答・解説
解答：〇
解説：
b接点は入力OFF時に導通するためです。
問題8
NOT回路は異常監視や安全監視で利用されることがある。
解答・解説
解答：〇
解説：
工場設備では頻繁に利用されています。
レベル3：考えてみよう
問題9
ある設備では、
- 全軸原点復帰完了
- ワークあり
- エラーなし
のすべてが成立したときだけ運転可能になります。
一方で、
条件が不足している場合は、
「準備未完了ランプ」
を点灯させたいと考えています。
この場合に活用される考え方として最も近いのは、
AND回路・OR回路・NOT回路のうちどれでしょうか？
解答・解説
解答：NOT回路
解説：
Ready状態ではなく、
Readyではない状態（Not Ready）
を監視しているためです。
三刀流エンジニア問題9がスムーズに解けたなら、NOT回路の考え方はしっかり身についています。
次回学習するインターロックでは、AND回路・OR回路・NOT回路を組み合わせた実践的な回路が登場します。
まとめ
今回のレッスンでは、NOT回路について学びました。
最後にポイントを振り返ってみましょう。
- NOT回路とは、入力を反転して出力する回路
- 真理値表では入力と出力が必ず反対になる
- ラダー図ではb接点を使って表現することが多い
- NOT回路は論理否定や反転回路とも呼ばれる
- NOT回路はb接点そのものではなく、「反転する」という考え方を表している
- 工場設備では異常監視や安全監視、Ready監視などで利用される
NOT回路は、AND回路やOR回路と並ぶシーケンス制御の基本回路です。
一見するとシンプルな回路ですが、
- 異常を検知する
- 安全を監視する
- 状態を反転して扱う
といった場面で非常に重要な役割を担っています。
また、実際の工場設備では、
- AND回路
- OR回路
- NOT回路
を組み合わせて制御を構築しています。
今回学んだNOT回路の考え方は、今後学習するインターロック回路や実践的なPLCプログラムでも何度も登場します。
ぜひシミュレータをもう一度操作しながら復習してみてください。
三刀流エンジニア現場では「正常な状態」よりも、「正常ではなくなった状態」を監視する場面が数多くあります。
NOT回路はそんな監視制御の基本となる、とても重要な考え方です。
今回の内容をしっかり理解できれば、ラダー図を読む力がまた一段レベルアップしていますよ。
次回レッスン
【動くシミュレータ付】インターロックとは？初心者向けにやさしく解説
次回は、工場設備の安全設計で欠かせない「インターロック」について学びます。
インターロックとは、
危険な状態では設備が動作しないように制御する仕組み
のことです。
例えば、
- 安全ドアが開いていると運転できない
- シリンダが前進中は別の動作を禁止する
- 条件が揃わないと設備を起動できない
といった制御に利用されています。
実はインターロック回路の中には、
- AND回路
- OR回路
- NOT回路
が数多く使われています。
今回学んだ内容を理解していると、インターロックの仕組みもスムーズに理解できるはずです。
三刀流エンジニアインターロックは、工場設備の安全を守るために欠かせない考え方です。
生産技術エンジニアや保全担当者なら必ず知っておきたい内容なので、ぜひ次回もチャレンジしてみてください。
シーケンス制御をもっと学びたい方へ
シーケンス制御は、知識を身につけることと、実際に手を動かして試すことを繰り返すことで理解が深まります。
メカトロラボでは、シミュレータを使った基礎学習から、PLCソフトや実機を使った実践まで、段階的に学べるコンテンツを公開しています。
興味のあるステップから、ぜひ挑戦してみてください。
🌱 基礎編
シーケンス制御を基礎から順番に、図解やシミュレータを交えながら楽しく学べるレッスン記事を公開しています。
🧰 環境構築編
実際にPLCソフトを使った学習や設備設計を始めるための、開発環境の構築方法を解説しています。
- （今後追加予定）GX Works3の初期設定
- （今後追加予定）GX Works3の基本的な使い方
- （今後追加予定）工場エンジニアにおすすめのノートパソコン
- （今後追加予定）おすすめ周辺機器・開発環境
⚡ 実機編（準備中）
リレー・スイッチ・ランプなどを実際に配線し、現場に近い環境でシーケンス制御を学べる記事を公開予定です。
🎓 実践編（準備中）
応用回路や現場で役立つ実践的な内容など、一歩進んだ学習コンテンツを公開予定です。
