ラダー vs ST 2025年最新の制御プログラミングの選択と最適化

ラダー vs ST（構造化テキスト）：最新の制御プログラミングの選択と最適化

1. はじめに

PLC（プログラマブル・ロジック・コントローラ）を用いた制御システムでは、
ラダー（Ladder Diagram：LD）と構造化テキスト（Structured Text：ST） が一般的なプログラミング言語として使用されます。

近年、産業用制御システムの高度化やIoT・AIの導入 により、
ST（構造化テキスト）がより広く採用されるようになりました。

本記事では、ラダーとSTの比較、メリット・デメリット、適用シーン、最新の制御トレンド について詳しく解説します。

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2. ラダー（LD）とSTの基本概要

2.1. ラダー（Ladder Diagram）とは？

ラダー図（LD） は、電気回路のリレー制御を模したPLCのプログラミング手法 です。
シンプルな論理制御を直感的に記述できるため、古くから制御システムで広く採用 されています。

✅ メリット - 視覚的に分かりやすく、現場技術者が直感的に理解しやすい - リレー回路の知識を活かせるため、電気制御技術者に馴染みがある - トラブルシューティングが容易（オンラインモニタリング機能が充実）

❌ デメリット - 複雑な演算処理やループ処理が苦手 - 大規模プログラムでは可読性が低下し、メンテナンスが困難 - オブジェクト指向や再利用性に乏しい

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2.2. ST（構造化テキスト）とは？

ST（Structured Text） は、C言語やPythonのようなテキストベースのPLCプログラミング言語 で、
IEC 61131-3 規格に準拠 しています。

✅ メリット - 複雑なアルゴリズムや数値演算が得意 - 関数・構造体・オブジェクト指向プログラミングが可能 - 可読性が高く、再利用性の高いモジュール設計が可能

❌ デメリット - ラダーに比べて、電気制御技術者には馴染みが薄い - オンラインデバッグ時の視認性が低い - 単純なリレー回路の置き換えには適さない

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3. ラダー vs ST：適用シーンの比較

比較項目	ラダー（LD）	ST（構造化テキスト）
適用領域	シンプルな論理制御、機械制御	複雑な演算、データ処理、AI制御
可読性	視覚的で直感的	コードベースで整理しやすい
学習コスト	低い（電気制御経験者向け）	やや高い（プログラミング経験者向け）
処理速度	遅い（スキャンタイム増大）	速い（最適化されたコード実行）
デバッグのしやすさ	グラフィカルで分かりやすい	ロギング・シミュレーションが必要
IoT・AI連携	不向き（データ処理が苦手）	適している（AI・クラウド連携）

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4. 最新の制御技術とラダー/STの進化

近年の制御技術では、IoT・AI・エッジコンピューティングの進化 により、
従来のラダーでは対応困難な高度なデータ処理が求められる ケースが増えています。

4.1. 最新技術との連携

技術要素	ラダーの適用	STの適用
IoT連携（MQTT, OPC UA）	難しい	STでスムーズに実装可能
AI/機械学習（予知保全）	非対応	Python連携で実装可能
ビッグデータ解析	不向き	データロギング・分析に適用可能
クラウド連携（AWS, Azure）	限定的	REST API連携が容易
多軸モーション制御	基本的な制御は可能	高度な軌跡生成・制御に適用可能

✅ STは、クラウド・AI・IoTなどの最新技術と親和性が高い！
✅ ラダーは、シンプルな論理制御向けで、従来の制御ロジックに適している！

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5. ラダーとSTのハイブリッド活用

最新のPLCプログラムでは、ラダーとSTを組み合わせたハイブリッド構成 が一般的です。

5.1. ハイブリッド活用のパターン

1. 基本的なON/OFF制御やシーケンス制御はラダーで記述
2. 複雑な計算・データ処理はSTで記述
3. ラダーからSTの関数ブロック（FB）を呼び出し、モジュール化する

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5.2. 具体的なコード例

ラダー（LD）で基本的なリレー制御

(StartButton) ---[ ]---+---( Output )
                        |
    (StopButton) ----[ / ]---+

✅ シンプルなON/OFF制御はラダーで直感的に実装！

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STでデータ処理や演算を実装

PROGRAM PID_Control
VAR
    SetPoint : REAL := 50.0;
    ProcessValue : REAL;
    Output : REAL;
    Kp : REAL := 1.5;
    Ki : REAL := 0.5;
    Kd : REAL := 0.1;
END_VAR

(* PID制御ロジック *)
Output := Kp * (SetPoint - ProcessValue) + Ki * INTEGRAL(SetPoint - ProcessValue) + Kd * DERIVATIVE(SetPoint - ProcessValue);

✅ 高度な演算処理や制御アルゴリズムはSTで実装！
✅ ラダーからSTの関数ブロックを呼び出すことで、ハイブリッドな制御が可能！

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6. まとめ

項目	ラダー（LD）	ST（構造化テキスト）
視認性	グラフィカルで分かりやすい	コードベースで整理しやすい
学習難易度	低い（制御技術者向け）	やや高い（プログラマー向け）
デバッグ	直感的なデバッグが可能	ログ・シミュレーションが必要
IoT・AI対応	非対応	Python・クラウド連携が可能
最適な用途	シンプルな制御ロジック	複雑なデータ処理・最適化

結論

• ラダーは、リレー回路を置き換えるシンプルな制御に最適。
• STは、AI・IoT・クラウド連携を含む高度な制御に適している。
• 最新の制御では、ラダーとSTのハイブリッド活用が主流！

今後のPLCプログラミングでは、ラダーとSTの適材適所の活用がカギ となります。
最新技術を取り入れながら、最適なプログラミング手法を選択していきましょう！

参考資料

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