初心者向け、押出機立ち上げ時のトラブル～運転画面、ランプでエラー表示のようなものがでている～

そのような場合は非常停止ボタンをリセットしましょう。

リセットは簡単で、白色の矢印の方向に捻るとボタンが自動的に手前に押し出されます。
次に異常のリセットボタンを押して終了です。

リセットボタンも上記イメージ図の通り、制御盤に設置されています。
一般的には、黄色のボタンであることが多いです。

以下の写真のようなイメージです。

これでランプや運転画面のエラー表示がされなくなったあとで、運転ボタンを押せば押出機は動きます。

非常停止ボタンをリセットし、リセットボタンを押しても異常ランプ点灯している場合は、ほかの理由で異常状態になっていることが分かります。

センサーを正しく設置する

「押出機の構成」のところでも触れましたが、押出機には様々なセンサーがついています。

各センサーが設置されていなかったり、ケーブルが接続されていないとエラー表示がでてしまいます。各センサーが設置されているか確認しましょう。

 

この温度センサーは一般的には「樹脂温度計」といいます。
同じ温度計でも樹脂温を測定するタイプは、他の用途の温度センサーの形状が大きく異なります。

形状が異なるためセンサーを設置できないということは起こりうるので、注意しましょう。

この圧力センサーは一般的には「樹脂圧計」といいます。
先ほどの温度センサーと同様に、樹脂測定用の圧力計は、他の用途の圧力センサーとは形状が異なるため注意が必要です。

レベルセンサー

上記のレベルセンサーは「パドル式レベルセンサー」といいます。

レベルセンサーにも種類はいろんなものがありますが、押出機用ホッパーで使用するセンサーはパドル式が多い印象です。

各センサーの設置イメージ

では、各センサーの設置イメージについて解説します。

温度センサー、圧力センサー

先ほどの写真の通り、押出機で使用する温度センサーと圧力センサーは形状が似ています。
そのため、設置イメージも同様です。

どちらも先端ちかくの部分がネジになっているものが多く、ネジで固定するとセンサーの先端が樹脂に触れて、温度や圧力計を測定する仕組みになっています。

以下のような温度センサーと圧力センサーが一体になっているセンサーもあります。

樹脂に触れるセンサーが１本のため誤解すると思いますが、一体型の場合はセンサーとケーブルを接続するコネクターが２点あるため、温度センサーと圧力センサーの一体型であることがわかります。

では、次に設置イメージも見てみましょう。

基本的に、設置イメージは単品の温度センサー/圧力センサーと同じです。

レベルセンサー

レベルセンサーはホッパー（原料や製品を貯める容器）の上部や下部に設置されていることが多く、ホッパーが満杯であることや空であることを知らせる目的になります。

では、次にケーブル接続について確認しましょう。

各センサーのケーブル接続イメージ

押出機の構成に項目でも記載しましたが、各センサーは制御盤にケーブルで接続されており、温度、圧力、レベルの状態を監視しています。

そのため、センサーそのものが押出機やホッパーに設置されているだけでは不十分で、ケーブルが正しく制御盤に接続されている必要があります。

ケーブルが接続されていないことが原因で異常状態と判断することもあります。
センサーと制御盤の間で正しくケーブルが設置されているかも確認しましょう。

温度センサー

まずは、温度センサーからです。

温度センサーの全体像です。

どのセンサーでも同じですが、制御盤に接続する側（端子）を制御盤内の端子台に接続するイメージです。

樹脂温度計の場合は専用コネクターがあるので、コネクター同士の接続が必要になります。

上記が各センサーの制御盤内の接続先である端子台の写真です。
センサーの種類に関係なく、制御盤内に接続するときは、まずは端子台にケーブルを接続するというイメージで大丈夫です。

端子台は制御盤内の下部や上部に設置されているので、一度見てみましょう。

圧力センサー

次に圧力センサーのケーブル接続です。

基本的な考え方は、温度センサーの時と同じなので、重複部分は省略します。

圧力センサーも温度センサーと同様にセンサー側コネクターとケーブル側コネクターを接続し、ケーブルの端子を制御盤内の端子台に接続します。

レベルセンサー

では、最後にレベルセンサーについて見ていきましょう。

レベルセンサーにはコネクターがないケースが多いので、ケーブル端子を制御盤内の端子台に接続すれば完了です。

ちなみにですが、他にも色々センサーがありますが、本記事で取り上げているような温度センサーや圧力センサーは特殊で、他のセンサーにはコネクターがないことが多いです。

制御盤内の端子台の接続先を確認する

ここまででセンサーと制御盤のケーブル接続イメージがついたと思います。
次に重要になるのが、制御盤内端子台のどこにつなげばいいのかという点です。

制御盤内には端子台がたくさん設置されており、監視対象のセンサーなどが多い場合には数十～百程度のセンサーが接続されます。
センサーの数に応じて端子台の数も増えて、中にはケーブル接続先が数百という場合もあります。

端子台の接続先を間違えると、制御盤内のコントローラーが正しくセンサーを認識できないので、端子台の接続先が正しいかどうかを確認することは重要です。

接続先は「端子配列図」という図面で確認します。

上記が「端子配列図」のイメージです。
上記イメージでは、TB1～10の端子台でケーブルを10本接続できます。

この端子台は「10Pの端子台」といいます。
PはペアのPでセンサー側端子台と制御盤内のコントローラー、リレー側端子台で1ペアと考えます。

実物は以下になります、端子台配列図と実物を見比べてみましょう。

実際には端子台にTB1といった番号が振られているため、端子台のどこが、端子番号何番かということは一目で分かるようになっています。

信号の種類を確認する

「いきなり信号の種類を確認するって言われても…」と思った人もいるはずです。
順を追って説明するので、焦らずこのまま読み進めてください。

本章の項目は以下の通りです。

• センサーと制御コントローラー部の関係を確認する
• 信号の種類を確認する
• 信号の種類の確認方法

では、それぞれ見ていきましょう。

センサーと制御コントローラー部の関係を確認する

「押出機の構成」の部分でも少し触れましたが、制御コントローラー部とは、センサーから送られてくる信号を受けて、「押出機を動かす、止める」といった機器に指令を出す部分になります。

全体のイメージは以下の通りです。

より詳細で見ていくと以下のようなイメージです。

上記では、センサー、制御コントローラー部、押出機の関係を表しています。

図にも記載していますが、具体的な関係は次の通りです。

1. センサー（例：100℃など）で測定した値に応じた信号を端子台を経由して制御コントローラー部に送る
2. センサーから送られてくる信号から押出機を動かす・停止する、回転速度を上げるといった指令を押出機などに送る
3. 制御コントローラー部から送られてきた指令をもとに動く・停止などをする

上記のやり取りをすべて信号で実施していて、押出機が動いている間は常にセンサー、制御コントローラー部、押出機の間で信号のやり取りはされています。

以下が制御コントローラー部の一例の画像です。

上記はPLCという制御コントローラー部の一つの例になります。
制御コントローラー部は他の方式の装置でも可能なので、その際は押出機ベンダーにどんな機器で制御コントローラー部を構成しているのかを問い合わせるのがいいでしょう。

ここまででは、単に「信号」と記載していますが、信号にも様々な種類があります。

信号の種類を確認する

次に信号の種類を見ていきましょう。

上記の通り、信号はまずは「デジタル信号」と「アナログ信号」に大きく分けられます。

デジタル信号とは？

デジタル信号とは、簡単に言うと「ONかOFFか」を判断する信号です。

身近なところだと照明のスイッチがデジタル信号になります。
スイッチを入れることで、デジタル信号が「ON」になり、照明がつきますよね。
これと同じようなことも制御コントローラー部で実施しています。

普段の業務ではデジタル信号という言葉は使わずに「接点」という言葉を使います。

アナログ信号とは？

次に、アナログ信号は、0～100%の間を連続的に変化する信号を指します。

調整ノブで明るさを調整する照明があると思います。
ノブでねじることで、明るくしたり暗くしたりできると思いますが、信号の原理としては押出機も同じようなことをしています。

また、アナログ信号には主に電流信号、電圧信号、温度信号がありますが、今回の記事では「アナログ信号には3種類ある」と覚えてもらえば大丈夫です。

信号の種類の確認方法

ここまでで信号の種類を確認しました。

センサーから制御コントローラー部に信号を送るわけですが、センサーから送られる信号と制御コントローラーが受け入れる信号が一致していないと、制御コントローラー部は「センサーから信号が送られていない！」と認識してしまい「異常状態（赤ランプがチカチカしている状態）」と判断してしまうこともあります。

上記が、センサーと制御コントローラー部で信号が一致していない例になります。

このような状況かどうかを判断するためには、どの信号がセンサーから送られているか確認する必要があります。

そのためには、次のようなデバイスが必要になります。

テスター

上記は日置電機（HIOKI）製のテスターで、ごく一般的なデバイスで、色んな人が持っています。

値段も5,000円程度で購入でき、アナログ信号（電圧信号）と接点信号の確認ができます。

デジタルマルチメータ

上記は横河製のデジタルマルチメーターで、アナログ信号（電圧信号、電流信号、温度信号）と接点信号の確認ができます。

値段は60,000円程度と少し高いですが、一台で様々なトラブルシューティングができるので、持っておいても損はないと思います。

各デバイスで測定できる信号

各デバイスで測定できる信号を以下の表にまとめました。

信号名	測定可能デバイス
接点信号	テスター デジタルマルチメーター
電流信号	デジタルマルチメーター
電圧信号	テスター デジタルマルチメーター
温度信号（熱電対タイプの場合）	デジタルマルチメーター

上記表で急に「熱電対タイプ」という単語が出てきましたが、熱電対タイプの温度計があるという認識で大丈夫です。
ちなみにですが、押出機に設置される温度センサーは「熱電対タイプ」が多いので、その点は覚えておきましょう。

具体的な確認方法①

デバイスを持っていても確認方法がわからないと意味ないですよね。

簡単な説明ですが、以下のイメージです。

より詳しい使い方は説明書を読んだり、販売メーカーに問い合わせてくださいね。

具体的な確認方法②

「テスターやデジタルマルチメーターがない」、「テスターやデジタルマルチメーターの使い方がよくわからない」という人もいると思います。

テスターやデジタルマルチメーターを使わずに、センサーから送られる信号と制御コントローラー部が受けつける信号が合っているか確認する方法があります。

実際に圧力センサー、温度センサー、レベルセンサーを触ってみたり、お湯につけたりする方法です。

温度センサーの場合

かなり原始的な方法ですが、確実な方法なので試してみましょう。

• お湯につける場合：お湯相当の温度（70℃～90℃近く）の温度が運転画面（タッチパネル）に表示されていれば問題なしと判断できる
• お湯がない場合：気温相当の温度が運転画面（タッチパネル）に表示されていれば問題なしと判断できる

もちろん、その際にはセンサーが破損しないかどうかの確認はセンサーメーカーに取るようにしましょう。

圧力センサーの場合

こちらも原始的な方法ですが、圧力センサーの先端を指で押しつけてみましょう。

運転画面（タッチパネル）で圧力の値が少しでも変化すれば問題ないと判断できます。

ただし、押出機で測定する圧力が大きい場合は、かなり強めに押す必要があり、無理に押し付けるとセンサーの破損につながります。

テストする前には、一度センサーメーカーに相談してみましょう。

レベルセンサーの場合（パドル式の場合）

圧力センサー、温度センサーのようにレベルセンサーも触ることで検知させることができます。

今回はパドル式のレベルセンサーを例に説明しています。
他のセンサーでは触っても確認できないものもあるので、その際はレベルセンサーベンダーに相談してみましょう。

そもそも、パドル式レベルセンサーの場合は、正しくケーブルが接続されていれば、電源をいれた状態でゆっくり回転しています。
テストで触る前にまずはゆっくり回転しているか確認しましょう。

回転していることを確認したら、その次は実際に触ってみましょう。

触ってみて、運転画面（タッチパネル）にレベルセンサーの表示に変化があれば、問題ないと判断できます。

信号の種類を確認した後の対応

上記ようにテスターやデジタルマルチメーターを使った方法や実際にセンサーを触ってみた方法をしても、運転画面（タッチパネル）に値が表示されない場合は次のようなミスの可能性があります。

• 制御盤内の配線が間違っている
• 制御コントローラー部の設定が間違っている

上記2つに関しては、制御盤の保証範囲、技術面からあなた自身でやるのは難しいです。
なので、あなたはこれまでにやったテスト方法（温度センサーにお湯を付けたけど表示が変わらなかったなど）を押出機メーカーに連絡し、対応手順、方法を調整していきましょう。

まとめ