1. Electrical, Pneumatic and Control Assemblyの定義

Electrical, Pneumatic and Control Assemblyとは、機械の電気機器、空圧機器、センサ、アクチュエータ、制御機器および通信機器を、定義されたインターフェースと組立順序に従って設置・接続し、機械に要求される機能と安全性能を実現するための組立・統合領域である。

この領域には、次の作業が含まれる。

• 制御盤組立

• 電源機器の設置

• PLCおよびI/Oモジュールの設置

• サーボアンプおよびインバータの設置

• センサおよびアクチュエータの設置

• モータおよびヒータの配線

• 制御電源および信号配線

• 通信ケーブルの接続

• 接地および等電位ボンディング

• 空圧バルブおよびマニホールドの設置

• 空圧チューブの配管

• レギュレータおよびフィルタの設置

• 安全回路の構築

• I/Oチェック

• 漏れ試験

• インターロック試験

• 総合試運転

この領域の本質は、次のとおりである。

電気、空圧および制御要素を単独で接続するのではなく、機能、安全、耐ノイズ性、保守性および将来の拡張性を考慮した一つの統合システムとして組み立てることである。

2. 機械組立における役割

電気・空圧・制御組立は、機械構造へ動力と判断機能を与える。

機械構造が荷重を支持し、運動機構が動きを発生させるのに対し、電気・空圧・制御システムは次の役割を担う。

• エネルギー供給

• 動作指令の伝達

• 状態検出

• シーケンス制御

• 速度および位置制御

• 圧力および流量制御

• 非常停止

• 異常検出

• 通信

• 生産データの記録

この組立が不適切である場合、機械構造が正常であっても、機械は安定して動作できない。

3. システム構成

一般的な機械の電気・空圧・制御システムは、次の階層で構成される。

1. 電源供給階層

2. 制御階層

3. 駆動階層

4. センサ階層

5. 空圧制御階層

6. 安全階層

7. 通信階層

8. ユーザーインターフェース階層

電源供給階層

• 主電源

• 配線用遮断器

• ヒューズ

• 電源装置

• 変圧器

• 保護回路

制御階層

• PLC

• モーションコントローラ

• 産業用PC

• リモートI/O

駆動階層

• サーボアンプ

• インバータ

• ステッピングモータドライバ

• ソリッドステートリレー

• 電磁接触器

センサ階層

• 近接センサ

• 光電センサ

• 圧力センサ

• 温度センサ

• エンコーダ

• ビジョンセンサ

空圧制御階層

• フィルタ

• レギュレータ

• バルブ

• マニホールド

• シリンダ

• 真空機器

4. 電気組立の基本目標

電気組立では、次の目標を満たす必要がある。

• 正確な電源供給

• 安定した信号伝送

• 過電流および短絡保護

• 感電防止

• ノイズ抑制

• 機器の発熱管理

• 保守性

• 回路のトレーサビリティ

• 拡張性

• 組立再現性

電気組立の品質は、単に電流が流れるかどうかではなく、機械が長期間にわたり誤動作なく安定して運転できるかによって評価する必要がある。

5. 空圧組立の基本目標

空圧組立では、次の目標を満たす必要がある。

• 必要圧力の安定供給

• 十分な流量の確保

• 一定した応答時間

• 漏れの防止

• 配管干渉の防止

• 保守アクセス性

• ドレン管理

• 残圧の安全な排出

• アクチュエータ速度の調整

• 汚染防止

空圧システムでは、圧力だけでなく、次の要素を総合的に検討する必要がある。

• 流量

• チューブ長さ

• バルブ応答

• シリンダ負荷

6. 制御組立の基本目標

制御組立は、機械の機能シーケンスと安全条件を実際のハードウェアへ実装する作業である。

主な目標：

• I/O接続の正確性

• センサとアクチュエータの正確な対応

• 通信の安定性

• インターロックの実装

• 安全機能の実装

• 手動運転と自動運転の分離

• 異常状態の検出

• 復旧手順の実装

• データのトレーサビリティ

• ソフトウェアとハードウェアの整合

7. 電気・空圧・制御インターフェース

機械モジュール間では、次のインターフェースを明確に定義する必要がある。

電気インターフェース

• 電源電圧

• 消費電流

• コネクタ形式

• 信号形式

• 接地方式

• ケーブル仕様

空圧インターフェース

• 供給圧力

• 必要流量

• ポート仕様

• チューブ外径

• 排気方式

• 残圧処理

制御インターフェース

• I/Oアドレス

• 通信プロトコル

• 動作指令

• 完了信号

• アラーム信号

• リセット条件

8. 組立前の準備

組立開始前に、次の資料を確認する必要がある。

• 電気回路図

• 空圧回路図

• I/Oリスト

• ケーブルリスト

• 部品リスト

• 端子台リスト

• 配管リスト

• 機器配置図

• 制御盤レイアウト

• ネットワーク構成図

• 安全回路図

• 組立作業標準書

実際の部品の型式、電圧、電流定格およびポート仕様が、図面と一致していることを確認する。

9. 部品識別と資材管理

電気部品および空圧部品は、外観が似ていても仕様が異なる場合がある。

管理項目：

• メーカー

• 型式

• 定格電圧

• 定格電流

• 入出力形式

• 通信方式

• ポートサイズ

• 圧力範囲

• コイル電圧

• 認証情報

誤った電圧のバルブコイルやセンサを使用すると、直ちに故障する可能性がある。

10. 制御盤の構造

制御盤は、電源機器、制御機器、駆動機器および通信機器を保護・整理する重要なアセンブリである。

一般的な内部構成：

• 主遮断器

• 分岐遮断器

• 電磁接触器

• リレー

• DC電源装置

• PLC

• I/Oモジュール

• サーボアンプ

• インバータ

• セーフティリレー

• 端子台

• 接地バー

• 配線ダクト

• 冷却装置

11. 制御盤レイアウトの原則

制御盤内部の機器は、機能とノイズ特性に応じて区分して配置する。

一般的な区分：

• 主電源領域

• 動力機器領域

• 制御電源領域

• PLCおよび信号領域

• 通信領域

• 安全回路領域

• 端子台領域

高電圧・大電流機器と低電圧信号機器は、可能な限り分離する。

12. 発熱と冷却

制御盤内部の機器は、運転中に熱を発生する。

主な発熱源：

• サーボアンプ

• インバータ

• 電源装置

• 変圧器

• 回生抵抗

• リレー

• 産業用PC

検討項目：

• 発熱量

• 制御盤寸法

• 周囲温度

• 通風方向

• ファン容量

• フィルタ

• 熱交換器

• 制御盤用クーラ

• 自然対流

メーカーが指定する設置方向と機器間隔を守る必要がある。

13. 配線ダクトとDINレール

配線ダクトとDINレールは、機器の取付けと配線整理を支援する。

配線ダクト

• 電源線と信号線を分離する。

• 十分な余裕空間を確保する。

• 急激な曲げを避ける。

• ダクトカバーが確実に閉まるようにする。

DINレール

• レールを平行に設置する。

• 十分な固定剛性を確保する。

• 機器の取外し空間を確保する。

• 重量機器は別途支持する。

14. 電源配線

電源配線は、各機器へ必要な電力を安全に供給する必要がある。

管理項目：

• 定格電圧

• 許容電流

• 電線サイズ

• 耐熱温度

• ケーブル長

• 電圧降下

• 遮断器定格

• 短絡電流

• 絶縁等級

モータ、ヒータおよび大電流負荷は、一般的に個別の分岐回路として構成する。

15. 制御電源

PLC、センサ、リレーおよびバルブコイルは、一般的に制御電源を使用する。

管理項目：

• 出力電圧

• 出力電流

• 突入電流

• 電圧変動

• リップル

• 接地

• 電源分離

• 過電流保護

センサ電源とノイズの大きい負荷電源を分離することで、誤動作を低減できる。

16. AC回路とDC回路の分離

AC電源線と低電圧DC信号線は、物理的に分離する必要がある。

分離対象：

• AC主電源

• モータ出力線

• ヒータ配線

• ブレーキ配線

• エンコーダ配線

• アナログ信号配線

• 通信配線

必要に応じて、次の対策を適用する。

• 配線ダクトの分離

• 遮蔽板

• 直角交差

17. 電線の選定

電線およびケーブルは、次の条件に従って選定する。

• 許容電流

• 電圧

• 絶縁等級

• 曲げ回数

• 周囲温度

• 耐油性

• 難燃性

• ケーブルベアでの使用

• 屋外使用

• 化学物質への暴露

可動部には固定配線用ケーブルではなく、耐屈曲ケーブルを使用する必要がある。

18. 電線端末処理

電線端末は、安定した電気接触と保守性を確保するため、適切に処理する必要がある。

代表的な端末部品：

• 圧着端子

• フェルール端子

• 丸形端子

• Y形端子

• ピン端子

• 熱収縮チューブ

管理項目：

• 被覆剥離長さ

• 圧着規格

• 圧着工具

• 引張強度

• 導体露出長さ

• 端子方向

より線にはんだ処理を行った後、ねじ端子へ直接接続すると、時間経過によって接触圧力が低下する可能性がある。

19. 端子台の組立

端子台は、外部機器と制御盤内部回路を接続する境界である。

一般的な分類：

• AC電源端子

• DC電源端子

• デジタル入力

• デジタル出力

• アナログ入力

• アナログ出力

• 通信

• 接地

端子台は機能別に配置し、明確な番号を付与する必要がある。

20. 線番とラベリング

すべての電線とケーブルには、識別番号を付与することが望ましい。

表示対象：

• 電線の両端

• ケーブルの両端

• 端子台

• コネクタ

• センサ

• バルブ

• モータ

• 通信ポート

ラベルは、図面の番号体系と一致させる必要がある。

21. 配線経路

配線経路は、次の事項を考慮して決定する。

• 可動範囲

• 機械的干渉

• 熱源

• 鋭利なエッジ

• 油およびクーラント

• 作業者のアクセス

• 保守アクセス

• 最小曲げ半径

• ケーブル交換

ケーブルが機械構造物と直接擦れないようにする。

22. ケーブルベア

ケーブルベアは、可動部のケーブルとチューブを保護する。

管理項目：

• 最小曲げ半径

• 充填率

• ケーブル配置

• ケーブル固定

• 移動距離

• 速度

• 加速度

• ねじれ

• 反力

電源ケーブル、信号ケーブルおよび空圧チューブを無秩序に混在させると、摩耗やノイズの問題が発生する可能性がある。

23. シールドとシールド処理

シールドケーブルは、外部ノイズの侵入と内部ノイズの放射を低減する。

主な適用対象：

• エンコーダ

• アナログセンサ

• 通信

• サーボモータ

• インバータ駆動モータ

• 高速信号

シールド処理では、次の事項を検討する。

• 接地位置

• 360度シールドクランプ

• シールドの連続性

• 接地リード線の長さ

• コネクタのシールド

• 制御盤引込部での処理

24. 接地と保護接地

接地は、感電防止とノイズ抑制のために重要である。

主な接地：

• 保護接地

• 機能接地

• 信号接地

• シールド接地

• 制御盤接地

• 機械フレーム接地

保護接地は、故障時に機器の露出導電部が危険電圧を持つことを防止する。

25. 等電位ボンディング

機械フレーム、ドア、制御盤、モータおよび金属カバーは、同一の電位を維持する必要がある。

代表的なボンディング要素：

• 接地ストラップ

• ボンディング導体

• ドア接地

• 塗装を除去した接触面

• 歯付きワッシャ

• 接地バー

塗装面の上から単純にボルトを締結するだけでは、安定した電気的導通を確保できない場合がある。

26. EMCとノイズ対策

EMCとは、装置が外部の電磁妨害に耐え、同時に周囲の機器へ過大な電磁妨害を発生させないようにする概念である。

代表的な対策：

• 電源ラインフィルタ

• サージ保護

• フェライトコア

• シールドケーブル

• 接地

• 電源配線と信号配線の分離

• リレーコイルのサージ抑制

• モータケーブルの分離

• 制御盤のシールド

27. リレーと電磁接触器

リレーおよび電磁接触器は、負荷を開閉したり、回路を分離したりする。

検討項目：

• コイル電圧

• 接点定格

• AC負荷またはDC負荷

• 誘導性負荷

• 接点寿命

• サージ抑制

• 補助接点

モータやヒータなどの負荷には、信号用リレーではなく、適切な電磁接触器またはソリッドステートリレーを使用する必要がある。

28. PLC組立

PLCは、機械制御の中心装置である。

組立時の確認項目：

• CPU型式

• 電源モジュール

• I/Oモジュール

• 通信モジュール

• ベースまたはラック

• アドレス設定

• 終端抵抗

• 接地

• 増設モジュールの順序

モジュールの配置とアドレスは、プログラムで定義されたハードウェア構成と一致させる必要がある。

29. I/Oモジュール

I/Oモジュールは、センサとアクチュエータをPLCへ接続する。

デジタル入力

• NPN／PNP

• 接点入力

• 電圧範囲

• コモン線

デジタル出力

• リレー出力

• トランジスタ出力

• ソース出力

• シンク出力

• 負荷電流

アナログ入力・出力

• 電圧信号

• 電流信号

• 分解能

• 絶縁

• シールド

30. センサ組立

センサは、機械状態および製品状態を検出する。

代表的なセンサ：

• 近接センサ

• 光電センサ

• リミットスイッチ

• 圧力センサ

• 温度センサ

• 流量センサ

• 変位センサ

• エンコーダ

設置時には、次の項目を管理する。

• 取付方向

• 検出距離

• 検出対象の形状

• 繰返し精度

• ケーブル保護

• 調整範囲

• 取付剛性

• 汚染

31. センサブラケット

センサブラケットは、センサ位置を維持する構造要素である。

必要条件：

• 十分な剛性

• 微調整機能

• 振動による位置変化の防止

• 工具アクセス性

• センサ交換性

• ケーブル保護

薄く長いブラケットは、振動や衝撃によって位置が変化しやすい。

32. モータとドライブの組立

モータとドライブの組立では、電気仕様と機械的取付けの両方を確認する必要がある。

管理項目：

• モータ定格

• ドライブ容量

• 電源電圧

• モータケーブル

• エンコーダケーブル

• ブレーキ配線

• 接地

• 相順

• パラメータ

モータとドライブの組合せが、メーカーによって認められた組合せであることを確認する必要がある。

33. サーボシステム

サーボシステムは、位置、速度およびトルクを高精度に制御する。

組立および設定項目：

• サーボモータ

• サーボアンプ

• エンコーダ

• ブレーキ

• 回生抵抗

• モーションネットワーク

• 原点センサ

• リミットセンサ

試運転時には、次の項目を確認する。

• モータ回転方向

• エンコーダ方向

• ギヤ比

• 1パルス当たりの移動量

• 原点復帰方向

• ソフトウェアリミット

• チューニング状態

34. インバータシステム

インバータは、ACモータの速度を制御する。

管理項目：

• モータ容量

• インバータ容量

• 入力電源

• 出力配線

• 接地

• 制動抵抗

• モータパラメータ

• 加速・減速時間

• 周波数指令

インバータ出力側には、一般的な開閉機器を任意に取り付けないよう注意する必要がある。

35. ステッピングモータシステム

ステッピングモータは、比較的単純な位置決め制御に使用される。

管理項目：

• モータ電流

• ドライバ電圧

• マイクロステップ

• パルス方式

• 回転方向

• 加速・減速

• 発熱

• 脱調

高速運転や高負荷条件では、脱調の可能性を検討する必要がある。

36. ヒータと温度制御

ヒータシステムは、一般的に次の要素で構成される。

• ヒータ

• 温度センサ

• 温度調節器またはPLC

• ソリッドステートリレー

• 遮断器

• 過昇温保護装置

検討項目：

• ヒータ容量

• センサ位置

• センサ種類

• 制御方式

• 過昇温防止

• 配線の耐熱性

• 断熱

37. 空圧供給ユニット

空圧供給ユニットは、外部から供給される圧縮空気を、機械で使用可能な状態へ調整する。

主な構成：

• 主遮断弁

• フィルタ

• レギュレータ

• 圧力計

• ソフトスタートバルブ

• 残圧排出弁

• ルブリケータ

• 圧力センサ

現在の多くの自動化機械では、特別な必要性がない限り、ルブリケータを使用しない場合が多い。

38. フィルタとレギュレータ

フィルタ

主な機能：

• 粒子の除去

• 水分の除去

• ドレン排出

• エレメント交換

レギュレータ

主な機能：

• 供給圧力の調整

• 圧力変動の抑制

• 設定値のロック

• 設定値の表示

レギュレータは、必要流量に適したサイズで選定する必要がある。

39. 圧力計と圧力センサ

圧力計は、作業者が供給圧力を確認するために使用する。

圧力センサは、圧力状態を制御システムへ伝達する。

設置時の検討項目：

• 測定範囲

• 許容圧力

• 分解能

• 取付方向

• 振動

• 配管応答

• 出力信号

• ケーブル

40. 空圧バルブとマニホールド

バルブは、シリンダおよび空圧機器の作動方向を制御する。

代表的な形式：

• 2ポートバルブ

• 3ポートバルブ

• 5ポートバルブ

• シングルソレノイドバルブ

• ダブルソレノイドバルブ

• マニホールド搭載型バルブ

管理項目：

• コイル電圧

• ポートサイズ

• 流量

• 応答時間

• 排気方式

• 手動操作

• バルブアドレス

41. 空圧シリンダの組立

シリンダを設置する際は、次の項目を確認する。

• 取付方向

• ロッドのアライメント

• ストローク

• 荷重方向

• ブラケット剛性

• クッション設定

• センサ位置

• 配管方向

シリンダロッドへ過大な横荷重が作用しないようにする。

42. 空圧チューブ配管

チューブ配管では、次の条件を考慮する。

• 外径

• 内径

• 圧力定格

• 材質

• 曲げ半径

• 長さ

• 温度

• 使用流体との適合性

• 繰返し曲げ

チューブが長すぎたり、内径が小さすぎたりすると、応答速度と流量が低下する。

43. 継手とポート

空圧継手は、チューブと空圧機器を接続する。

管理項目：

• ねじ規格

• チューブ外径

• シール方式

• 挿入深さ

• 締付トルク

• 方向

• 再使用の可否

• 漏れ

テーパねじと平行ねじでは、シール方法が異なるため区別する必要がある。

44. チューブのラベリング

空圧チューブにも識別番号を付与する必要がある。

表示対象：

• チューブの両端

• バルブポート

• シリンダポート

• マニホールド

• 真空ライン

• エア供給ライン

色分けと番号を併用すると、保守性が向上する。

45. スピードコントローラ

スピードコントローラは、シリンダの作動速度を調整する。

主な方式：

• メータイン

• メータアウト

一般的な空圧シリンダでは、メータアウト方式の方が安定した動作を得やすい場合が多い。

取付方向が逆であると、正常に速度を制御できない場合がある。

46. 排気と騒音

空圧排気は、騒音や粉じんの飛散を発生させる可能性がある。

対策：

• サイレンサ

• 排気ダクト

• 集中排気

• 排気フィルタ

• 排気方向の制御

サイレンサが詰まると、シリンダ速度やバルブ応答が低下する場合がある。

47. 真空システムの組立

真空システムは、次の要素で構成される場合がある。

• 真空エジェクタ

• 真空ポンプ

• 真空パッド

• 真空フィルタ

• 真空センサ

• 真空破壊バルブ

• チェックバルブ

管理項目：

• 真空圧

• 吸込流量

• 漏れ

• パッド材質

• 配管長

• 製品表面

• 異物

48. 空圧漏れ試験

空圧組立後には、漏れ試験を実施する必要がある。

代表的な検査方法：

• 圧力保持試験

• 発泡液による検査

• 超音波漏れ検査

• 流量による漏れ検査

検査対象：

• 継手

• バルブ

• シリンダ

• マニホールド

• レギュレータ

• 真空ライン

49. 残圧と安全排気

機械停止後も、空圧ライン内に残圧が残る場合がある。

主な危険：

• シリンダの予期しない動作

• 吊り下げ部品の落下

• チューブ取外し時の空気噴出

• 保守作業者の負傷

対策：

• 残圧排出弁

• ロックアウトバルブ

• 圧力状態の確認

• チェックバルブ動作の検討

• 機械的な落下防止

50. 安全回路

安全回路は、通常制御とは分離して危険状態を防止する。

主な構成要素：

• 非常停止

• ドアインターロック

• ライトカーテン

• セーフティマット

• セーフティリレー

• セーフティPLC

• 電磁接触器フィードバック

• STO

安全機能は、通常PLCのプログラムだけで実装してはならない場合が多い。

51. 非常停止

非常停止は、危険発生時に機械を迅速に安全状態へ移行させる。

検討項目：

• ボタン位置

• 操作性

• 回路構成

• リセット方式

• 停止カテゴリ

• 残留エネルギー

• 再起動条件

非常停止ボタンを解除しただけで、機械が自動的に再起動してはならない。

52. ドアインターロック

ドアインターロックは、危険領域へのアクセスを監視する。

主な構成要素：

• セーフティスイッチ

• キー式スイッチ

• ガードロック装置

• セーフティリレー

• セーフティPLC

検討項目：

• 取付位置

• 位置ずれ許容量

• 無効化防止

• ロック解除条件

• 危険が消滅するまでの時間

53. 安全出力とSTO

STOは、モータがトルクを発生するためのエネルギーを安全に遮断する機能である。

主な適用対象：

• サーボアンプ

• インバータ

• 一部のステッピングモータドライバ

STOを使用しても、重力、慣性または外力による移動の危険は、別途検討する必要がある。

54. 産業用通信

機械内部の通信には、次の方式が使用される。

• Ethernetベースのネットワーク

• フィールドバス

• シリアル通信

• IO-Link

• 安全通信

管理項目：

• ケーブル種類

• トポロジー

• アドレス

• 終端抵抗

• ネットワークスイッチ

• 接地

• シールド

• 通信速度

55. ネットワーク配線

ネットワークケーブルは、電力ケーブルから分離し、メーカー仕様に従って設置する必要がある。

注意事項：

• 最小曲げ半径

• コネクタの確実な固定

• ケーブル長

• シールドの連続性

• ポート番号

• アドレス重複の防止

• ネットワークスイッチの電源

56. HMIと操作機器

HMIおよび操作機器は、作業者と機械とのインターフェースを構成する。

主な要素：

• タッチパネル

• 押しボタン

• セレクタスイッチ

• 表示灯

• ブザー

• キースイッチ

組立時の確認項目：

• 操作高さ

• 視認性

• ラベル

• 防水性

• ケーブル

• 非常停止ボタンの位置

• 保守アクセス

57. I/Oチェック

I/Oチェックは、すべての入力と出力が、図面およびプログラムと一致していることを確認する工程である。

入力確認

• センサの動作

• 入力アドレス

• ON／OFF論理

• 配線極性

• コモン線

出力確認

• バルブ

• リレー

• 表示灯

• モータ起動

• ヒータ

機械を動作させる前に、出力負荷を安全に切り離すか、手動モードで確認する必要がある。

58. Point-to-Point Test

Point-to-Point Testは、配線および配管の始点と終点を直接確認する試験である。

検査項目：

• 電線の導通

• 短絡

• 接地

• ケーブル番号

• 端子番号

• チューブ接続

• バルブポート

• センサとの対応

59. 絶縁および耐電圧試験

電気組立後には、次の試験を実施できる。

• 絶縁抵抗試験

• 保護接地導通試験

• 漏れ電流試験

• 耐電圧試験

• 極性確認

• 相順確認

試験条件は、機器仕様と適用規格に従って定義する必要がある。

60. 電源投入前検査

電源を投入する前に、次の項目を確認する。

• 電源電圧

• 相順

• 短絡の有無

• 接地

• 遮断器定格

• DC電源の極性

• PLCモジュール

• ドライブ配線

• バルブコイル電圧

• 非常停止状態

61. 段階的な電源投入

電源はシステム全体へ一度に投入するのではなく、段階的に投入する方が安全である。

例：

1. 主電源を確認する。

2. 制御電源を投入する。

3. PLCを起動する。

4. 通信を確認する。

5. I/O電源を投入する。

6. ドライブ電源を投入する。

7. 圧縮空気を供給する。

8. アクチュエータを試験する。

62. 手動運転試験

自動運転を行う前に、各アクチュエータを手動で試験する。

確認項目：

• 動作方向

• 速度

• ストローク

• センサ位置

• 干渉

• シリンダクッション

• モータ回転

• リミットスイッチ

• 非常停止

63. 自動運転試験

手動試験後に、自動シーケンスを確認する。

検査項目：

• 起動条件

• 動作順序

• 完了条件

• タイムアウト

• インターロック

• アラーム

• 復旧

• 繰返し運転

• 停止条件

64. インターロック試験

インターロックは、危険な動作や成立しない動作を防止する。

例：

• ドアが開いている場合、自動運転を禁止する。

• クランプ完了前は加工を禁止する。

• 圧力不足時はシリンダ動作を禁止する。

• 軸が原点位置にない場合、自動起動を禁止する。

• 製品が検出されない場合、工程開始を禁止する。

65. Fault Simulation

異常条件を意図的に発生させ、制御システムの反応を確認できる。

試験例：

• センサ断線

• 圧力低下

• モータアラーム

• 通信断

• ドア開放

• 非常停止

• 過昇温

• 製品詰まり

66. アラームと復旧

アラーム情報には、原因と対処方法を明確に表示する必要がある。

良好なアラーム情報に含まれる項目：

• 発生位置

• 発生条件

• 現在状態

• 復旧方法

• 再起動条件

アラームリセットと自動再起動は、別の機能として扱う必要がある。

67. 配線・配管の保守性

保守のために、次の事項を考慮する必要がある。

• 端子へのアクセス性

• 機器交換スペース

• コネクタ取外し

• ケーブル余長

• チューブ余長

• 端子番号

• ポート番号

• 予備端子

• 予備I/O

68. 予備容量と拡張性

将来のオプションに対応するため、次の余裕を確保できる。

• 予備I/O

• 予備端子

• 制御盤内部スペース

• 電源容量

• ネットワークポート

• 空圧マニホールドの予備ステーション

• 配線ダクトの余裕

過大な予備容量はコストと装置寸法を増加させるため、適切なバランスが必要である。

69. 電気・空圧・制御組立不良の主な種類

電気組立不良

• 誤配線

• 逆極性

• 接地不良

• 端子の緩み

• 圧着不良

• シールド不良

• 電圧の誤り

• ケーブル損傷

空圧組立不良

• チューブの誤配管

• 漏れ

• バルブ方向の誤り

• 継手接続不良

• スピードコントローラ方向の誤り

• 圧力設定の誤り

• チューブの折れ

制御組立不良

• I/Oアドレスの不一致

• 配線とプログラムの不一致

• インターロックの欠落

• センサ論理の誤り

• 通信設定の誤り

70. 故障症状と推定原因

71. 作業者の能力

作業者には、次の能力が必要である。

• 電気回路図の読解

• 空圧回路図の読解

• I/Oリストの理解

• 圧着および端子処理

• 配線検査

• 漏れ試験

• センサ調整

• PLCモニタリング

• 安全作業

• 記録作成

重要作業については、作業資格または作業者認定によって管理できる。

72. 作業標準書

電気・空圧・制御組立の作業標準書には、次の内容を含める必要がある。

• 作業順序

• 使用部品

• 配線仕様

• 配管仕様

• 圧着方法

• 締付トルク

• ラベル規則

• 検査方法

• I/Oチェック方法

• 漏れ許容基準

• 安全上の注意事項

• 記録様式

73. トレーサビリティ

重要な組立作業では、次の情報を記録できる。

• 機械番号

• 制御盤番号

• 作業者

• 作業日

• 配線検査結果

• 絶縁試験結果

• 接地導通試験結果

• 漏れ試験結果

• 圧力設定値

• PLCプログラムバージョン

• HMIバージョン

• ドライブパラメータ

74. 主な設計・品質成果物

75. Electrical Assemblyの確認事項

• 電源定格がすべての機器と一致しているか

• 遮断器と電線容量が適切か

• 電源配線と信号配線が分離されているか

• 接地とボンディングが連続しているか

• シールド処理が適切か

• 端子締付けと圧着状態が良好か

• ケーブルの曲げ半径が適切か

• ラベルが図面番号と一致しているか

• 制御盤の発熱が適切に管理されているか

• 保守アクセスが確保されているか

76. Pneumatic Assemblyの確認事項

• 供給圧力と流量が十分か

• チューブサイズと長さが適切か

• バルブポートが正しく接続されているか

• スピードコントローラの方向が正しいか

• 漏れが許容範囲内か

• 残圧を安全に排出できるか

• シリンダロッドへの横荷重を防止しているか

• 排気騒音と背圧が管理されているか

• 圧力設定値が記録されているか

• 保守時にチューブを識別できるか

77. Control Assemblyの確認事項

• PLCハードウェアとプログラム構成が一致しているか

• I/Oアドレスが正しいか

• センサ論理が正しいか

• アクチュエータの動作方向が正しいか

• インターロックがすべての危険条件を遮断しているか

• 非常停止後の自動再起動が防止されているか

• 通信設定が正しいか

• アラームと復旧手順が明確か

• ソフトウェアおよびパラメータのバージョンが記録されているか

• 手動運転と自動運転が明確に区別されているか

78. 結論

Electrical, Pneumatic and Control Assemblyは、単に電線とチューブを接続する作業ではない。

機械のエネルギー、信号、動作シーケンスおよび安全機能を、実際のハードウェアへ実装する統合組立工程である。

その核心は、次の関係を一貫して管理することにある。

• 電源と負荷

• センサと入力

• アクチュエータと出力

• 空圧と機械動作

• 制御ロジックと実際の配線

• 接地とノイズ

• 安全回路と危険源

• 配線経路と保守性

• 圧力と流量

• ソフトウェアとハードウェア

• 工場組立と現地試運転

• 検査結果とトレーサビリティ情報

適切な電気組立は、電源を安定して供給し、信号を正確に伝達するとともに、ノイズと感電の危険を低減する。

適切な空圧組立は、必要な圧力と流量を供給し、漏れと残圧の危険を管理するとともに、アクチュエータの動作を安定させる。

適切な制御組立は、センサ、アクチュエータ、PLC、ドライブおよび安全装置を、一つの論理的なシステムとして統合する。

これにより、電気・空圧・制御組立は、作業者個人の経験に依存する接続作業ではなく、機械の機能と安全性を繰り返し再現できる標準化された統合工程となる。