機械設計に使う 光電/ファイバーセンサーの『ライトON』と『ダークON』

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今回は以下に関する記事です。

機械設計に使う
光電/ファイバーセンサーの
『ライトON』と『ダークON』

⇩本記事は以下の方にオススメです⇩

機械設計初心者

ファイバーセンサー
ライトON？ ダークON？

⇩本記事を読むと以下が　わかります⇩

管理人T.surf

光電センサーやファイバーセンサーの
ライトONとダークONについて
断線検知の解説を含めて
解説します。

光電センサーやファイバーセンサーの
概要は以下の記事を御参照願います。

①結論

ライトONとは

以下のように、
受光部に光が入光状態の時に、信号出力がONします

以下のように
受光部に光が遮光状態の時に、信号出力はOFFとなります。

ダークONとは

以下のように
受光部に光が遮光状態の時に、信号出力ONします

以下のように
受光部に光が入光状態の時に、信号出力OFFします

本記事の注意

本記事では、光電センサーやファイバーセンサーの
使い分けを解説します。

基本的に、このライトON／ダークONの設定は　
電気屋さんや制御屋さんが、

• 自社の会社の安全関連の規定　
• お客様の要求仕様

上記等に基づき設定します。

ですが、
機械設計者も知っておいたほうがいいので紹介しますが
会社によって考え方が違う場合もあります。
あくまで一例として参考にしてください。

②安全関連センサーの場合の使い分け

安全関連のセンサーの場合
の設定例

安全センサーとは、

危険エリアに
人や人の手が入ってきた時⇒装置を緊急停止したい

というセンサーですよね？

安全関連のセンサーの場合の特徴は
『人や人の手がない』ことを確認します

ないことの確認の場合は、

ないことが確認できている状態（＝入光時）で
信号ONにします。

人に関する安全関係のセンサーは
反射型はありえないので
透過型にして、ライトONにします。

透過型　入光時ONにする理由

PLCのほうで、

• 信号ONが正常
• 信号OFFが異常

と認識させると、透過型ライトONだと以下となります。

透過型ライトONにして
入光時：信号ON ⇒何もない安全時（正常時）	遮光時：信号OFF ⇒人や手などがある異常時

すると以下の条件で、
信号OFFとなり、装置が非常停止＆アラーム発報します。

• 人や人の手で遮光された場合
• センサーの信号線や電源線等が断線した場合

つまり、センサーが破損した状態も
異常と判断され検知することができます。

逆に設定してしまうと・・・

一見　透過型のライトONである場合
安全時は常に信号ONとなっています。

そこで、以下のようにすると・・・

• PLCでは信号ONで異常
• センサーは透過型ダークON

透過型ダークONにして
入光時：信号OFF ⇒何もない安全時（正常時）	遮光時：信号ON ⇒人や手などがある異常時

信号ONは異常時のみなので
こちらのほうが省電力に見えます。

しかし、安全関連のセンサーの場合
この透過型のダークONでは、
以下の状態でも信号OFFなので

• 電源線や信号線が断線した状態
• 電源線や信号線が断線した状態で
  かつ、人や人の手がある状態

安全と判断されてしまいます。

つまり、断線してしまうと信号OFFで正常判断され

• 断線自体もわからない
• 人や人の手がないと誤判定される

となってしまいます。

③物検知センサーの場合の使い分け　ワーク有を検知

ワーク検知センサーの場合
の設定例

ワーク検知センサーはワークの有り無しを識別
するものですが、
以下の用途のセンサーの場合

ワークがある時⇒次の工程に進むのを許可

ワーク検知センサーの場合の特徴は
『ワーク等がある』ことを確認します。

あることの確認の時は、
あることが確認できている以下の状態の時

• 透過型の場合は遮光時
• 回帰反射型の場合は遮光時
• 反射型の場合は入光時

上記で信号ONにします。

つまり、以下にします。

• 透過型の場合はダークON
  
• 回帰反射型の場合はダークON
  
• 反射型の場合はライトON

透過型　ダークONの理由
回帰反射型　ダークONの理由
反射型　ライトONの理由

PLCのほうで、

• 信号ONが正常
• 信号OFFが異常

と認識させると、
透過型ダークON　
回帰反射型ダークON　
反射型ライトON
だと以下となります。

透過型ダークONにして
遮光時：信号ON ⇒ワークがある正常時	入光時：信号OFF ⇒ワークがない異常時

回帰反射型ダークONにして
遮光時：信号ON ⇒ワークがある正常時	入光時：信号OFF ⇒ワークがない異常時

反射型ライトONにして
入光時：信号ON ⇒ワークがある正常時	遮光時：信号OFF ⇒ワークがない異常時

すると以下の条件で、
信号OFFとなり、装置が非常停止＆アラーム発報します。

• ワークがない異常の場合
• センサーの信号線や電源線等が断線した場合

つまり、センサーが破損した状態も
異常と判断され検知することができます。

逆に設定してしまうと・・・

• PLCでは信号ONで異常
• センサーはワーク有りで信号OFF

透過型ライトONにして
遮光時：信号OFF ⇒ワークがある正常時	入光時：信号ON ⇒ワークがない異常時

回帰反射型ライトONにして
遮光時：信号OFF ⇒ワークがある正常時	入光時：信号ON ⇒ワークがない異常時

反射型ダークONにして
入光時：信号OFF ⇒ワークがある正常時	遮光時：信号ON ⇒ワークがない異常時

上記のようにしてしまうと

以下の状態でも信号OFFなので

• 電源線や信号線が断線した状態
• 電源線や信号線が断線した状態で
  かつ、ワークがない状態

ワーク有りと判断されてしまいます。

つまり、断線してしまうと常に信号OFFで正常判断され

• 断線自体もわからない
• ワークがない時でもワーク有りと誤判定される

となってしまいます。

④物検知センサーの場合の使い分け　搬送ジグを検知

搬送ジグ検知センサーの場合
の設定例

イレギュラーなセンサーですが、クラッシュ回避のため
搬送ジグや搬送アームなどの搬送機構Ａが、
安全地帯に回避を確認した後に　別の搬送機構Ｂが通る場合

クラッシュ回避のため
搬送機構Ａがない時⇒別の搬送機構Ｂが進むのを許可

搬送ジグ検知センサーの場合の特徴は
『搬送機構Ａがない』ことを確認します。

ないことの確認の時は、
ないことが確認できている以下の状態の時

• 透過型の場合は入光時
• 回帰反射型の場合は入光時
• 反射型の場合は遮光時

上記で信号ONにします。

つまり、以下にします。

• 透過型の場合はライトON
  
• 回帰反射型の場合はライトON
  
• 反射型の場合はダークON

透過型　ライトONの理由
回帰反射型　ライトONの理由
反射型　ダークONの理由

PLCのほうで、

• 信号ONが正常
• 信号OFFが異常

と認識させると、
透過型ライトON　
回帰反射型ライトON　
反射型ダークON
だと以下となります。

透過型ライトONにして
入光時：信号ON ⇒搬送機構Aがない正常時	遮光時：信号OFF ⇒搬送機構Aがある異常時

回帰反射型ライトONにして
入光時：信号ON ⇒搬送機構Aがない正常時	遮光時：信号OFF ⇒搬送機構Aがある異常時

反射型ダークONにして
遮光時：信号ON ⇒搬送機構Aがない正常時	入光時：信号OFF ⇒搬送機構Aがある異常時

すると以下の条件で、
信号OFFとなり、装置が非常停止＆アラーム発報します。

• 搬送機構Ｂを動かすタイミングで
  搬送機構Ａがある異常の場合

• センサーの信号線や電源線等が断線した場合

つまり、センサーが破損した状態も
異常と判断され検知することができます。

逆に設定してしまうと・・・

• PLCでは信号ONで異常
• センサーは搬送機構A有りで信号ON

透過型ダークONにして
入光時：信号OFF ⇒送機構Aがない正常時	遮光時：信号ON ⇒送機構Aがある異常時

回帰反射型ダークONにして
入光時：信号OFF ⇒送機構Aがない正常時	遮光時：信号ON ⇒送機構Aがある異常時

反射型ライトONにして
遮光時：信号OFF ⇒送機構Aがない正常時	入光時：信号ON ⇒送機構Aがある異常時

上記のようにしてしまうと

以下の状態でも信号OFFなので

• 電源線や信号線が断線した状態

• 電源線や信号線が断線した状態で
  かつ、搬送機構Ｂが動作する時に
  搬送機構Ａがある状態

搬送機構Ａが回避したから
搬送機構Ｂが動作OKと判断されてしまいます。

つまり、断線してしまうと常に信号OFFで正常判断され

• 断線自体もわからない
• 搬送機構Ａが回避移動されたと誤判定される

となってしまいます。

⑤まとめ

• ライトONは入光時　信号ON

• ダークONは遮光時　信号ON

• ライトONとダークONの使い分けは
  断線検知を考慮する場合がある

• 断線検知とは、センサーが断線した時に
  異常として、外部に知らせるようにすること。

• 安全検知とワーク検知でそれぞれ使い分ける

• 人の安全に関する確認の場合は、
  透過型にしてライトON

• ワーク検出の場合、
  透過型と回帰反射型と反射型で設定が
  異なるので注意

本記事は以上です。
最後までお読みいただきありがとうございます。