シグナルコンディショナーClipXの使用方法

ClipXは、産業用途に最適な、高精度で統合しやすいシグナルコンディショナーです。以下のテクニカルノートでは、さまざまなシーンにおけるClipXの活用方法を詳しく説明します。

通信とフィールドバスの統合

ClipXでSiemens PLCとProfiNetを使用

ClipXは、広範なフィールドバスインタフェースをサポートする計測アンプです。このテクニカルノートではClipXとSiemens PLCがProfiNetを介して通信する一例をご紹介します。Siemens Tia Portalで新しいプロジェクトを作成する手順を解説し、さらに、ソフトウェアTia PortalでClipXからの計測値を監視する方法について簡単に説明します。ProfinetネットワークとHBM製アンプに関する基本的な知識が必要です。

ClipXでSiemens PLCとProfibusを使用

このテクニカルノートは、Profibusネットワーク内でのClipX計測アンプの使用例を示すガイドです。本例では、PLCとしてSimatic 300 Stationを使用します。さらに、ソフトウェアSimatic ManagerでClipXからの計測値を監視する方法について説明します。ProfibusネットワークとHBM製アンプに関する基本的な知識が必要です。基本セットアップを下図に示します。

OPC-UAサーバとしてのClipX

ClipXモジュールをパソコンで制御して、OPC-UAサーバとして使用する例を簡単に解説します。以下の例では、Softing社のソフトウェアdataFEEDを使用します。

ClipXでBeckhoff PLCとEtherCatを使用

ClipXは、標準のEthernetケーブルでPCに接続し、内臓のWEBサーバを介してパラメータ設定や操作が可能な計測アンプシステムです。プラグX1をUSB Ethernetアダプタに接続し、ClipXとノートパソコンを接続してください。ClipXは固定IPアドレス192.168.1.25を持ちます。ClipXのIPアドレスをWEBブラウザに入力するか、ネットワークにあるClipXをダブルクリックしてください。正しいフィールドバスを選択するようにしてください。ClipX BM40IEは、EtherCAT、Ethernet/IP、Profinetをサポートします。

ClipXでSchneider PLCとEthernet/IPを使用

このテクニカルノートは、Ethernet/IPネットワーク内でのClipX計測アンプの使用例を示すガイドです。本例では、PLCとしてSchneider SoMachine Stationを使用します。さらに、ソフトウェアSoMachineでClipXからの計測値を監視する方法について説明します。Ethernet/IPネットワークとHBM製アンプに関する基本的な知識が必要です。基本セットアップを下図に示します。

スケーリングの方法

ClipXによる間接的な力計測

このテクニカルノートは、ClipXで間接的に力を計測する方法の一例をご紹介します。本例では、プレス機の金属フレームの左右の脚に2つのひずみセンサ（SLB）を取り付けています。さらに、プレス機中央のパンチの下に力センサ（U3）が設置されています。ひずみセンサは、この力センサを基準としてスケーリングが行われます。すなわち、実際には、力のシャントにおけるひずみを計測することでプレス力を決定することになります（間接的な力計測）。

ClipXのアシスタント機能

ここでは、ClipXでセンサを調整する方法について説明します。この調整アシスタントは、センサの校正が行われていない場合、あるいは力のシャント等の構造体に設置されている場合に特に有効です。ClipXを使用してセンサを調整する方法には、ClipXの参照チャンネルを使用する方法と参照値を手動で入力する方法があります。さらに、静的計測と動的計測の両方に対応可能です。いずれの場合も、結果は直線の2点間スケーリングとなります。

ClipXのMCSマトリックス補正機能

HBMのカスタムセンサには、どのような自由度の力[N]やトルク[Nm]でも計測できる、分力計（MCS）や多軸センサ、あるいは力覚計と呼ばれるものがあります。こうしたセンサは、チャンネル間のクロストークやクロストークを定義したいわゆる補正マトリックスとともに提供されます。このテクニカルノートは、こうしたマトリックスを使用した補正計算の例を提示します。

ワイヤレスオペレーション

ClipXでWLANによるモバイル構成

このテクニカルノートは、モバイル機器を使ったリミットスイッチのセットアップと監視の例をご紹介します。ClipXのWEBインタフェースはレスポンシブデザインになっているため、お使いのデバイスの解像度に応じて最適な状態に調整されます。そのため、WLANを介して携帯電話やタブレットでセットアップするのも非常に簡単です。

演算チャンネル

ClipXで力の合力を演算する

これは、平面上における力の位置を決め、その合力の値を演算する応用例です。まずは、3つの力センサを円形プレートの底に設置します。センサからの計測信号は、3つのClipX計測アンプで処理します。これらは互いに、ClipXバステクノロジを通じて通信します。デバイスのセットアップは、ClipXのWEBインタフェースで行います。

ClipXで自動平均

このテクニカルノートでは、自動で平均値を計測する方法を解説します。演算には出力カーブの特定セグメントを使用して、変動の激しい信号やノイズの多い信号から使用できる信号をフィルタで抽出し、平均値を出します。これにより、干渉の影響を小さくすることができます。また、平均化する範囲や以降の計測におけるゼロ点の範囲を定義できます。

ClipXで機械作業

このテクニカルノートは、ClipXで機械作業を計測するためのガイドです。ClipXモジュールを2つ使用します（1つは力を計測し、もう1つは距離を計測）。計算により、力と変位（またはトルクや回転角）など2つの変数から一定時間における（機械）作業量を算出します。力は、計測方向に沿って負荷されなければなりません。

ClipXで周期的プロセスのピーク値をモニタリングするwith ClipX

このテクニカルノートでは、ClipXで周期信号をモニタリングする例として、高速プレス（コイン用プレス機や打錠機）の力の出力におけるピーク値をモニタリングする例をご紹介します。

ClipXのトレランスウィンドウ

ここでは、部品試験や性能試験などに使用できる、ClipXのトレランスウィンドウ（許容公差ウィンドウ）を作成する方法を説明します。複数のトレランスウィンドウによる分析を同時に実施できます。基本的には、トレランスウィンドウのリミット値は、開始／停止条件と同様に、可変信号、PLC、またはPCソフトウェアを使用して静的にあるいはフレキシブルに定義できます。これらのパラメータは実行時間に合わせて変化させることができ、これによりダイナミックな計測ウィンドウが作成されます。

ClipXでPIDコントローラを作成

このテクニカルノートでは、ClipXを使用してPIDコントローラを作成する方法を説明します。本例では、単純なRC回路を制御します。反復プロセスを実証するため、周期信号がPMXに内蔵された信号発生器によって生成されます。この信号は、あらゆるプロセスのシミュレーションに使用でき、また他の信号（センサからの信号等）に置き換えることが可能です。

ClipXイベントカウンタ

本例では、ある力の値を超えた回数をカウントし、表示します。カウント5まで到達すると、デジタル出力上で信号となります。その後、カウントを再び0に戻すことができます。以下の例では、ClipXでイベントカウンタをセットアップする手順を示します。

ClipXでピークからピークまでの時間を計測する

ピークからピークまでの時間を計測する方法をご紹介します。本例では、ピーク～ピーク時間は、力の計測中に取得します。

センサ

IEPE / ICP®センサをClipXに接続する

外部スマートモジュールを介してClipXシステムにIEPE / ICPセンサを接続するクイックスタートガイドです。

ClipXでワッシャ式センサを使用する

このテクニカルノートでは、ClipXシステムとチャージアンプ（型式: CMA/ CMD）にワッシャ式センサを接続する方法とその使用方法をご紹介します。