工場の生産ラインで必ず使用されている『センサ』について使い方や配線など基本を解説!

2021年6月6日

工場の生産ラインでは必ずと言っていいほどセンサは使用されています。

センサとはよく聞くけど実際どうなってるの?使い方は?配線難しくないの?

など疑問に思っている方も多いと思います。

私も経験する事で少しづつ理解してきましたね。

今回はこの『センサ』について分かりやすく解説していきたいと思います。

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センサとはどんなもの?

まずセンサとは下記のような人間の五感にかわるような感知器の事です。

【センサ種類】

・視覚・・・光電スイッチ、レーザーセンサ

・嗅覚・・・酸素(O₂)検出センサ、二酸化炭素(CO₂)

・聴覚・・・超音波センサ

・触覚・・・リミットスイッチ、近接センサー

・味覚・・・pH測定器、硬度測定器(水)

このようにセンサの種類はたくさんあるわけです。
もっとおおまかに分けると物に触れて検知する『接触式』と物に触れないで検知する『非接触式』に分かれるので覚えておいてくださいね。
今回はこの数ある種類の中で工場でよく使われている『光電センサー』『近接センサー』について詳しく説明していきますね。

光電センサとは

光電センサとは可視光線や赤外線などの光を投光器から出してその光量の変化を受光部で検出し、その物体に接触せずに検出するものです。

光電センサーの種類

光電センサーの種類としては『透過型』『反射型』があります。

また反射型には拡散反射型回帰反射型に分かれています。

下記が『透過型』となります。

下記が反射型の『拡散反射型』です。

下記が反射型の『回帰反射型』です。

工場内でこの3つは必ず使われていると思います。
この3つの特徴を確認しながら、場所と状況に合ったセンサを選択してくださいね。
あと並べる場合透過型には別売りですが『干渉防止フィルター』などもあるので活用してみてもいいかもしれませんね。

参考記事:『センサ出力のNPNとPNPの違いは?他にもシンク、ソースって何?またPLC接続方法についても詳しく解説!』

光電センサの配線方法

下記が透過型の投光器と受光器の配線例です。

上記が基本的な配線です。
反射型も投・受光器が一体となったものなので大体同じような構造となっています。
他機能で背景が離れていたり、接している場合などは設定変更したりといろいろあるのであとはその状況に合わせて試してみてくださいね。
あと注意してもらいたいのが、『電源電圧DC12~24V±10%』なのでANDで接続してしまいますと電圧がぎりぎりとなってしまうので注意してくださいね。

参考記事:『シーケンス制御の基本回路はAND回路とOR回路とNOT回路の3つ!?詳しく解説!』

近接センサとは

検出物体に接触することなく検知し、電気信号に変換するセンサです。

光電センサと異なり水、油、ほこりなどの影響は受けにくいが、検出物体の材質で制約を受けてしまいます。

近接センサの種類

誘導型・・・交流磁界の変化を利用(鉄、アルミ、胴などの金属)

静電容量型・・・静電容量の変化を利用(金属、液体、樹脂)

磁気型・・・磁気の変化を利用(磁石)

私の工場ではよく誘導型を使用していますね。
またどんな所で近接センサを使用するかと言うと、汚れやすい所頻繁にON、OFFを繰り返す所などで多く使用されていますよ。
リミットスイッチでもいいのですが、ON、OFFを繰り返す場合、先のヒンジ部分が曲がり反応悪くなる時があるのでやはりそのような時には近接センサを使った方がいいですよ。

近接センサの配線方法

下記が近接センサ(2線式)の配線図となります。

近接センサONになる事で上図の茶色部分から出力(0V)され、負荷がONとなるようになっています。

まとめ

工場で主に使用されている光電センサと近接センサですが、この基本をしっかりマスターすれば修理なども対応できると思います。

あとは細かい設定などは実際やりながらやれば分かってくるはずです。

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Posted by ネバヤン