より効率的で柔軟な製造 - スマート製造 - の実現には次のようなことが求められます。
● 製造品質のためのプロセス監視
● 予兆保全のための状態監視
● フォーマット変更の自動化のための位置決め
など
これらにはアナログデータの活用が必須です。
しかし、アナログデータを提供するデバイスの導入には製造現場特有の課題があります。
● サーボモーターやトランスなどの機器に対するノイズ対策
● 高価で柔軟性に乏しいシールドケーブルの長距離にわたる敷設
● アナログ信号の種類ごとに用意しなければならないコントローラの高価なインタフェースカード
これらの課題は、長年にわたりアナログ信号の活用の妨げになっていました。
しかし現在は、前述のスマート製造の実現のためにアナログデータの活用が必須になるのと同時に、デジタル化やネットワーク化によってアナログデバイスの導入の敷居が大きく下がってきました。
その最前線を行くのが、IO-Linkです。
どのように、IO-Linkがアナログデバイスの導入の敷居を下げたか。
既存のアナログデバイスをIO-Link対応のデバイスに置き換えると、次のような利点があります。
● アナログデータをノイズに強いデジタル信号で伝送
● 接続ケーブルは安価で柔軟な3芯または4芯の非シールドケーブル
● 扱うデータの種類を問わずに、IO-Linkマスタポートに接続可能
これらは導入やレトロフィットに関する利点ですが、制御や運用にも次のような利点があります。
● 遠隔からのパラメータ設定：立上げや段取り替えの時間短縮
● デバイスの診断情報の取得：メンテナンスの効率化
● 限界値などを自由に設定できる追加のスイッチング信号：プログラミングの工数削減
しかし、さすがにすべてのアナログデバイスをIO-Link対応にすることはコスト的には難しいかもしれません。
そもそも、使用したいデバイスがIO-Linkに対応していない場合もあります。
特に、温度測定に多く使用される熱電対や白金抵抗などの「素子」はその手軽さからあまり高機能化するメリットがありません。
ここで活躍するのが、IO-Link対応アナログハブを活用したソリューションです。
アナログハブによる効率的な現場データの取得
アナログハブはさまざまなアナログデバイスを集約し、IO-Linkのデジタルデータに変換するモジュールです。
● 省配線：最大8つのアナログ信号を1本の3線非シールドケーブルに集約して伝送
● 汎用的：各ポートで電流/電圧または電圧/熱電対/白金抵抗の入力信号を個別に選択可能
● 効率的：各ポートで自由にしきい値を設定できる2点のスイッチング信号を出力
さらにこのアナログハブは防塵防水のIP67に対応しているため、カバー不要で現場に直接設置できます。
これにより、デバイスからハブまでをつなぐシールドケーブルを短くすることができ、ノイズ対策によるコストや工数を削減することができます。
そして一番のメリットはシステム導入のコストです。
接続するデバイスの数にもよりますが多くのケースで、コントローラのアナログカードで構成するシステムより大幅にコストを削減できます。
そのため、このソリューションは国内外を問わず、多くの製造ラインや製造装置に採用されています。
アナログハブのラインナップ
バルーフでは以下2種類にアナログハブをラインナップしています。
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| オーダーコード | BNI00FA | BNI00AJ |
| インタフェース | IO-Link 1.1、COM3 | IO-Link 1.1、COM2 |
| ポート：IO-Link | 1 x M12、4 ピン、オス、Aコード | 1 x M12、4 ピン、オス、Aコード |
| ポート：デバイス | 8 x M12、5 ピン、メス、Aコード | 8 x M12、5 ピン、メス、Aコード |
| アナログ入力数 | 8 | 8 |
| アナログ入力信号 |
電流：4 ～ 20 mA / 0 ～ 20 mA、 電圧：0 ～ 10 V / -10 ～ 10 V / |
電圧：0 ～ 10 V / -10 ～ 10 V / 白金抵抗：PT100 / PT1000、 熱電対：タイプJ / タイプK |
| ハウジング材質 | PPS | 亜鉛ダイキャスト、ニッケルメッキ |
| 保護等級 (IEC60529 準拠) | IP67、IP69K (全コネクタ封止時) | IP67 (全コネクタ封止時) |
| 動作周囲温度範囲 | -25 ～ 70 ℃ | -5 ～ 70 ℃ |
| 電源電圧 UB | 18 ～ 30.2 VDC | 18 ～ 30.2 VDC |
| 定格消費電流 (無負荷時) | ≦30 mA | ≦80 mA |
| 寸法 | 68 x 36.8 x 183.5 mm | 68 x 31.8 x 181.5 mm |
| 取付け | 2 x M6ネジ固定 | 2 x M6ネジ固定 |
| 認証/承認 | CE、cULus、UKCA、WEEE、ECOLAB | CE、cULus、UKCA、WEEE |
| 最小サイクルタイム | 3 ms | 55 ms |
| CH診断機能 | あり | |
| プロセスデータ：入力 | 23 バイト | 22 バイト |
| プロセスデータ：出力 | 0 バイト | 0 バイト |
| 追加機能 | デバイスの捜索 ディレイ 信号速度監視 スイッチングカウンタ ロジック回路 稼働時間カウンタ 起動サイクルカウンタ 電圧・電流監視 環境過酷度 内部温度 傾斜監視 振動監視 |
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