tsurfの機械設計研究室

機械設計未経験もしくは初心者の方に向けたブログです 基礎的な知識やスキルを記事にしていきます  ブログのお問合せフォームからお気軽に連絡ください

機械設計に使う 近接センサや静電容量センサーのA接/B接 (例 静電容量センサーを使った液面検知)

本ブログの御訪問ありがとうございます

機械設計歴20年以上のtsurfと言います

 

今回は以下に関する記事です

機械設計に使う 近接センサや静電容量センサーのA接 B接

(例 静電容量センサーを使った液面検知)

 

  

⇩本記事は以下の方にオススメです⇩

f:id:tsurf:20210605171303p:plain
とある
未経験機械設計者

近接センサーや静電容量センサーで
A接とかB接とかって何だよ?

 

 

⇩本記事を読むと以下が わかります⇩

f:id:tsurf:20210611183707p:plain

管理人TSURF

今回は静電容量センサーを例に
A接とB接を解説します

 

光を使わないセンサー

光電センサーやファイバーセンサーは光を使ったセンサーです

 

しかし センサーの中には光を使わず 

電界の変化や静電容量の変化で検知するセンサーがあります

例としては 近接センサーや静電容量センサーです

 

これらのセンサーで注意すべき点としては

購入時にA接 B接を型式で指定しなくてはいけないことです

また 近接センサーや静電容量センサーは 後から設定で変更できません

 

では A接 B接とは何か 次の章で解説します

 

 

A接点 B接点 結論

❑A接点 B接点とは

光を使ったセンサーで紹介した ライトON  ダークONに相当するものです

    検知時 被検知時
A接点 信号ON 信号OFF
B接点 信号OFF 信号ON

 

 

 

 

❑断線検知を考慮した使い分け

    確認内容 使用事例
A接点 有ることを確認 ワーク確認 液面検知など
B接点 無いことを確認 安全関連 インターロックなど

 

<注意>

参考で 詳細や使い分けを後述しますが

会社によって考え方がちがいますので

新規で設置の場合 必ず自社の電気設計担当に確認してください

 

 

❑近接センサー 静電容量センサー選定時の注意

前述しましたが 

光電センサーなど 光を使ったセンサーが 

ライトON ダークONを後から設定により変更できるのに対し

 

近接センサーや 静電容量センサーは 後から設定で変更ができません

 

購入時点でA接/B接を決定しなくてはいけません

だいたい 型式織り込みとなっています

 

 

A接点 B接点 解説手順

次章以降 A接点とB接点を 静電容量を例に解説します

それにあたり 以下の手順で解説しようと思います

 

静電容量センサーの概要

  ⇩

静電容量を使う場合の事例:通いタンクの液面検知

  ⇩

通いタンクの液面検知に関する A接点 B接点

 

静電容量センサー概要と通いタンクの概要

❑静電容量センサーの概要

物体とセンサーの間の静電容量の変化を検知するセンサーです

特徴としては 金属製以外であれば

不透明タンクの中の液面を検知できます

 

まず前提として 不透明タンクでも

装置内でタンクへの供給 廃液が行われるのであれば

以下のような 構造にして ファイバーセンサーを使えます

 

f:id:tsurf:20210725093604p:plain

 図1 装置内据え置き 不透明タンク


 

しかし 透明でない色付きタンクで かつ 通いタンクの場合

(通いタンク:作業者がタンクを取り外して 液の供給や廃液を行う)

上記の構造にしてしまうと

人が液の供給や廃液のために タンクを外すのですが

その際に センサーも外さなくてはいけません

 

 

このような場合に 静電容量センサーを用います

 静電容量センサーは 

非接触で液面を検知でき 以下の図のようになります

   f:id:tsurf:20210725094653p:plain

  図2 通い式 不透明タンク
 

静電容量センサーは非接触で 液面を検知できるので

これであれば 通いタンクは成り立ちますね

 

ただし 静電容量センサーで液面検知するには条件があり 

タンク材質は 金属はNGです

 

❑通い供給タンク 通い廃液タンクの概要

今回 A接点 B接点を解説するにあたり

通い供給タンクと 通い廃液タンクを簡単に解説します

 

ある装置の ある処理にて 

特殊な液体が必要でタンクを必要とし 以下を想定します

 

f:id:tsurf:20210727095601p:plain

 

 

では 通いタンクの場合 

供給タンクと廃液タンクの各液量を

静電容量センサーで監視する場合のA接点 B接点を次の章で見ていきましょう

 

 

 

 

通い供給タンクの液面検知
静電容量センサーのA接点 B接点

❑静電容量センサー設置例 センサーL(low)

👉通い供給タンクのセンサーL(LOW) 』

LOW検知センサーとして

一回の処理に必要な液量を検知する位置に設置します

理由は 後述します

 

f:id:tsurf:20210727090705p:plain


  

👉センサーLの役割 』

このセンサーLは

処理が始まる前に

一回の処理に最低限 必要な液量があるかを確認します 

 

処理が始まる前 このセンサーLより

液面が下の場合に 液量不足のアラーム発報をし 

処理をスタートさせないようにします

 

👉センサーLの特徴 』

処理の前に以下のように 液面が

ぎりぎり センサーLが検知しない液面位置の液量でも処理がスタートします

一回の処理に必要な液量は確保しているからです

f:id:tsurf:20210727100729p:plain


 

従って 今回の処理の途中で液が失くなり

センサーL以下まで液面が低下し 液量なしになった場合でも

事前に一回の処理に必要な液量は 確認済なので 処理に影響ありません

 

 従って処理の途中で 液量不足アラームは発報しません

f:id:tsurf:20210727090956p:plain

 

 

 

 

いつ アラーム発報するかと言うと

処理が終了し 次の処理前に 液量不足アラームを発報します

f:id:tsurf:20210727091028p:plain


 


 

❑断線検知を考慮した センサーLの接点は?

このセンサーLは 処理前に一回の処理に必要な液量が有ることを確認します

 

ですので

液を検知した場合信号ONとなるA接点にします

 

そして PLCで 以下のように認識させます

信号ON正常

信号OFF異常

 

これにより 通い供給タンクを満タンにして設置した場合

センサー正常とセンサー断線で以下のようになります 

センサーが正常 信号ON=液有り正常
となり通常通り処理開始
センサーが断線 信号OFF=液なし
となりアラーム発報

 

このことから 断線の疑いを認識できます

 

 

通い廃液タンクの液面検知
静電容量センサーのA接点 B接点

👉通い廃液タンクの センサーHH(HIGH HIGH)  センサーH(HIGH) 』

HIGH HIGH検知センサーとして

タンクから液があふれる手前くらいに設置します

(理由は後述します)

 

HIGH検知センサーとして 

液量がセンサーHが検知する量より わずかに下であるならば

一回の処理分の廃液を受けてもHIGH HIGH検知センサーに検知しない

位置に設置します

(理由は 後述します)

 

f:id:tsurf:20210727095756p:plain


 

👉センサーHHの役割 』

このセンサーが検知するまで液面が上昇した場合 

タンクから液が溢れる可能性があるとして 

これ以上廃液タンクに廃液させないように処理を強制停止します

 

 

 

👉センサーHの役割 』

このセンサーHは

処理が始まる前に  センサーHが液面検知する位置に

廃液がないことを確認します

 

なぜなら 処理前に このセンサーH以上に液量がある場合

次の処理中に センサーHHまで液面が到達し 

処理を強制停止してしまう可能性があるからです

 

すると 

その処理中に処理されていたワークは場合によっては排気処分になります

 

 

ですので 処理が始まる前 このセンサーHより

液面が上の場合に 満水可能性有りのアラームを発報し 

処理をスタートさせないようにします

 

👉センサーHの特徴 』

処理の前に以下のように 液面が

センサーHが ぎりぎり検知しない液面位置の液量でも処理がスタートします

 

なぜなら このセンサーHで 一回の処理なら 

センサーHHまで到達し 

強制停止させない液量であることを確認しているからです

 f:id:tsurf:20210727100853p:plain

 

従って 今回の処理の途中で液が増水し

センサーH以上まで液面が上昇し 液量有りになった場合でも

事前に一回の処理分の廃液ならセンサーHHに到達しない液量は

確認済なので 処理に影響ありません

 

 従って処理の途中で 液面上昇アラームは発報しません

f:id:tsurf:20210727101333p:plain


 

 

いつ アラーム発報するかと言うと

処理が終了し 次の処理前に 液面上昇アラームを発報します

 

f:id:tsurf:20210727101808p:plain

 

 

❑断線検知を考慮した センサーHHとセンサーHの接点は?

このセンサーHHと センサーHは そこまで液がないことの確認です

 

 

ですので

液を検知した場合信号OFFとなるB接点にします

 

そして PLCで 以下のように認識させます

信号ON正常

信号OFF異常

 

これにより 通い廃液タンクをカラにして設置した場合

センサー正常とセンサー断線で以下のようになります 

センサーが正常 信号ON=液無し正常
となり通常通り処理開始
センサーが断線 信号OFF=液あり
となりアラーム発報

 

このことから 断線の疑いを認識できます

 

 

 

まとめ

●近接センサーや静電容量センサーは A接 B設を後から変更できない

 

●断線検知を考慮した場合

液面有り確認など 有ることの確認はA接

液面上昇検知など 無いことの確認はB設  

 

 

本記事は以上です

最後までお読み頂きありがとうございます