重量モジュール CZL810DM

商品紹介

計量モジュールは、計量センサー、取り付け用コネクタ、保護構造、および信号変換ユニットを一体化した統合計量ソリューションです。標準化された設計により、センサーを産業用機器に迅速に適応させることができます。力が加わると内蔵センサーが力から電気への変換を完了し、信号処理後、安定した電気信号を出力します。高集積性、取付の簡便さ、高い安定性といった利点を兼ね備えており、産業用貯蔵タンク、反応釜、プラットフォームスケール、自動生産ラインなど、計量機能の迅速な導入が必要とされるさまざまな場面で広く使用されています。以下の詳細は、 製品 選定、システム統合およびソリューション実装のニーズに対応するために、主な項目から説明します：

1. 製品の特徴と機能

コア機能

• 統合構造： 「センサー＋取付ベース＋端子箱＋保護カバー」の一体型設計を採用し、一部のスマートモデルでは信号トランスミッターも統合されており、追加のアクセサリーが不要です。モジュールの重量は5～50kgで、コンパクトなサイズ（通常100mm×80mm×150mm）を実現しており、さまざまな装置の設置スペースに適しています。

• 精度と安定性： 内蔵のC3～C2グレードの荷重センサーは、非直線誤差≤±0.02%FS、繰返し誤差≤±0.01%FS、ゼロドリフト≤±0.003%FS/℃を実現しています。モジュールは出荷前に予備校正が済んでおり、現場での複雑な調整なしで公称精度を達成できます。

• 優れた環境適応性： センサーは合金鋼／304／316Lステンレス鋼で構成され、モジュールの保護等級はIP67～IP68に達しており、防爆型の一部モデルはEx d IIB T4／Ex ia IIC T6の認証を取得しています。動作温度範囲は-20℃～80℃で、粉塵、湿気、軽微な腐食および振動衝撃に耐えることができます。

• 広範な設置互換性： 固定、フローティング、セミフローティングの3つの設置モードを提供し、貯水槽やプラットフォームなど異なる装置の力特性に適しています。接続方法はボルト締め付けおよびフランジ接続に対応しており、M16～M30の各種仕様の取り付け穴と互換性があり、さまざまな産業用機器とシームレスに接続可能です。

基本機能

• 高精度な重量測定： 静的／準動的計量をサポートし、測定範囲は50 kg～100 tで、一般的な用途は1 t～50 tの範囲に集中しています。内蔵センサーの応答時間は≤8 msであり、間欠的な給餌や連続搬送などのシーンにおける重量監視ニーズに対応可能です。

• 標準化された信号出力： アナログ信号（4 - 20 mA、0 - 5 V、0 - 10 V）、デジタル信号（RS485/Modbus RTU、Profinet）を提供し、インテリジェントモデルはHARTプロトコルをサポートしています。追加の信号コンバーターなしでPLC、DCS、計量器、産業用IoTプラットフォームに直接接続できます。

• システムレベル保護機能： 過負荷保護（定格負荷の150% - 250%）、短絡保護、過電圧保護機能を備えています。一部のモデルには温度補償モジュールが統合されており、広い温度環境下でも安定した測定精度を確保します。フローティングモジュールは、装置の熱膨張・収縮による変位誤差を自動的に補正できます。

• 複数モジュール協調制御： 2〜8モジュールの並列ネットワーキングをサポートし、アドレスコードによる均一な負荷分散を実現します。知能型モデルはモジュール間のデータ同期機能を備えており、大型ストレージタンクやプラットフォームスケールなど、分散荷重を受けるシーンにおける重量の重複や計量精度の一貫性に関する問題を解決します。

2.解決される主な課題

• センサー統合の複雑さ： 従来のセンサーは取付部品、端子箱、変換器を個別に組み合わせる必要があるという課題に対し、重量測定モジュールは一体化設計により複数の構成部品を事前に統合・校正済みとして提供するため、現場では固定と配線を行うだけで使用可能となり、設置および調整の所要時間を1〜2日から2〜4時間に短縮できます。

• 設備への適応性の低さ： さまざまな産業用設備（貯蔵タンク、反応器、プラットフォーム）は、設置寸法や荷重支持方法において大きく異なります。計量モジュールは、複数の設置モードおよび接続仕様を提供しており、設備本体の構造を変更することなく計量機能を迅速に統合できるため、設備改造コストを削減できます。

• 複雑な作業条件下での精度低下： 産業現場における振動、温度変動、材料の衝撃は、単一センサーの精度ドリフトを引き起こしやすくなります。計量モジュールは、一体型保護構造、温度補償、耐衝撃設計により、複雑な作業条件下でも測定誤差を±0.03%FS以内に抑えることで、過酷な環境下での精度問題を解決します。

• 複数モジュール間の連携誤差： 大規模な装置で複数のセンサーグループを用いて計量を行う場合、負荷の不均等な分配や信号の競合といった問題が発生しやすくなります。計量モジュールは、標準化されたネットワーキングプロトコルと自動負荷分配技術により、複数モジュール間の誤差を≤±0.01%FSに抑えることで、システム全体の計量精度を向上させます。

• 運用・保守コストが高い： 従来のセンサーを分散設置する場合、故障のトラブルシューティングやメンテナンスが困難です。計量モジュールはモジュール設計を採用しており、単一モジュールの個別交換をサポートしています。また、インテリジェントモデルには故障診断機能が搭載されており、過負荷、断線、信号異常などの問題を正確に特定できるため、運用および保守コストを削減できます。

3. ユーザー体験

• 高効率で便利な設置： 標準化された取り付けインターフェースおよび位置決め基準に加え、専用の取り付け工具やガスケットを備えており、設備の保守担当者は専門の計量技術者を必要とせずに設置作業を完了できます。フローティングモジュールは設置角度の繰り返し調整なしに自動的にレベルを調整可能です。

• シンプルな試運転プロセス： モジュールは出荷前にセンサーのキャリブレーションと信号の試運転を完了しているため、現場ではゼロポイント校正とレンジ校正のみを実施すればよく（作業時間≤15分）、また、インテリジェントモデルはモバイルAPPまたはホストコンピュータによるリモートキャリブレーションをサポートしており、現場での作業が不要です。

• 心配不要の運転・保守： 完全密封された保護構造により、粉塵や湿気の侵入が抑えられ、年間平均故障率は≤0.3%です。接続ボックスはモジュール内部に一体化されており、配線の乱れによる故障リスクを回避できます。故障発生時には、LEDインジケータまたはソフトウェアによって問題のあるモジュールを迅速に特定でき、交換後もシステムの再較正は不要です。

•信頼性の高いデータフィードバック： 静的荷重測定におけるデータ変動は≤±0.005%FSと安定しており、準動的シナリオでも明らかな遅延はありません。知能型モジュールは重量データおよび自身の運転状態をリアルタイムでアップロード可能で、管理担当者による遠隔監視が容易になり、製造プロセスの透明性が向上します。

• 拡張性の高さ： 同じ計量システムは、コア機器を交換せずにモジュール数を増やすことで範囲を拡張でき、既存の生産管理システムとの連携も可能であり、データを直接在庫管理および生産レポート作成に利用できるため、データ利用率が向上します。

4. 典型的な適用シナリオ

1) 工業用貯蔵タンクおよび反応槽の計量

• 化学原料貯蔵タンク：10～50tの化学原料貯蔵タンクの計量。設置には3～4個の「固定＋フローティング＋セミフローティング」モジュールを組み合わせて使用し、タンクの温度差による変位や材料のオフロードを自動補正します。IP68保護仕様で工場の湿潤環境にも適しており、±0.02%FSの精度により正確な在庫測定を実現します。

• 医薬品用反応槽：1～10tの医薬品用反応槽の計量に、316Lステンレス鋼製モジュールを使用。GMP基準に準拠し、可燃性・爆発性の反応環境に適した防爆モデルを採用。反応プロセス中の投入重量および材料の変化をリアルタイムで監視可能。DCSシステムと連携し、正確な材料制御を実現。

2) プラットフォームスケールおよびトラックスケールの改造

• 作業場用プラットフォームスケール：5～20tの作業場用移動式プラットフォームスケール。スケール本体の四隅に4つの固定モジュールを設置し、従来のセンサーを直接置き換え可能。設置サイクルは4時間以内。校正後すぐに使用可能。ワークの揚重による衝撃に耐えるショック防止設計を備える。

• 古い重量計のアップグレード：50～100tの古い重量計に対して、8個の高耐久モジュールを使用して元のセンシングシステムを置き換えます。これらのモジュールは内蔵信号補正機能を備えており、元の計量器と互換性があり、アップグレード費用は新品の重量計の3分の1程度で済み、精度もC3レベルまで回復します。

3) 自動化生産ラインにおける計量

• 配料バッチ処理生産ライン：食品および飼料産業では、原料ホッパーの底部に2～4個のモジュールを設置し、材料の重量をリアルタイムでフィードバックします。PLC制御システムと連動することで自動給餌を実現し、精度は±0.01%FSとすることで正確な配合比率を保証します。

• 製品仕分けライン：自動車部品および家電業界では、モジュールを仕分けプラットフォームに組み込み、製品の重量をリアルタイムで検出し、合格品／不合格品を判別します。応答時間は≤8msで、高速な仕分けリズム（≤10個／分）に対応可能です。

4) 特殊産業シーン

• 防爆シーン：石炭鉱山および石油・ガス業界における防爆計量装置は、Ex d IIB T4防爆モジュールを使用し、防爆計量プラットフォームに設置して爆発性環境での安全要件を満たしており、石炭鉱山安全監視システムとの接続をサポートします。

• 腐食環境のシナリオ：電気めっきおよび冶金業界における酸洗槽の計量では、316Lステンレス鋼＋PTFEコーティングされたロードセルモジュールが使用されます。これらのモジュールは強酸・強アルカリによる腐食に耐え、IP68保護等級でスプレー洗浄にも対応可能であり、電気めっき液の重量監視および組成制御に適しています。

5.使用方法（実用ガイド）

1) 設置手順

• 準備：設備の設置面を清掃し、平滑かつバリのない状態にしてください（平面度誤差は≤0.1mm/m）。設備の重量とサイズに基づいて必要なモジュール数を決定します（通常は3個以上）。「固定＋フローティング＋セミフローティング」の組み合わせ方式を計画してください（例：3個のモジュールの場合、1個固定＋1個フローティング＋1個セミフローティング）。

• モジュールの固定：固定用モジュールをボルトで土台にしっかりと固定します。フローティングおよびセミフローティングモジュールは軽く仮締めし、5～10mmの変位スペースを確保します。また、各モジュールの上面が装置の支持脚と完全に密着し、隙間がないことを確認してください。

• 配線およびネットワーキング：各モジュールの信号線を主接続ボックスに接続してください（インテリジェントモジュールは直接並列接続）。配線は「赤 - 電源＋、黒 - 電源－、緑 - 信号＋、白 - 信号－」の仕様に従って行います。デジタルモジュールは、ソフトウェアで一意のアドレスを設定し、信号の競合を回避する必要があります。 .

• 保護処理：屋外設置の場合は、モジュールに雨よけおよび日よけカバーを取り付けてください。腐食性環境では、モジュールの非負荷面に防錆コーティングを施し、配線部は防水接続ボックスでシールし、適切にラベル表示を行ってください。

2) キャリブレーションとデバッグ

• ゼロキャリブレーション：電源をオンにして30分間プリヒートし、装置に負荷がかかっていないことを確認してから、「ゼロキャリブレーション」コマンドを実行し、システムの出力が±0.002%FS以内でゼロになるように調整します。ずれが大きすぎる場合は、モジュールの取り付けがしっかりしているか、異物の詰まりがないかを確認してください。

• レンジ較正：標準重量または力源を使用して負荷をかける（負荷重量 ≥ 定格負荷の50％）。システム表示値と標準値との偏差を記録し、計量器またはソフトウェアを通じて線形誤差を補正することで、誤差がC3レベル許容値（±0.02％FS）以下となるようにする。

• 偏心負荷試験：装置上の異なる位置に同じ質量の重りを置き、システム読み取り値の一貫性を確認する。偏差は≤±0.02％FSでなければならない。偏差が大きすぎる場合は、フローティングモジュールの変位空間を調整し、負荷が均等に分配されるようにする。

3) 定期メンテナンス

• 定期点検：月に1回、モジュール表面のほこりや油を清掃し、設置ボルトの締結状態を点検する（特に固定モジュールに注意）。四半期ごとに配線の緩みや保護構造の損傷がないかを確認し、ゼロ点較正を行う。

• 故障対応：データドリフトが発生した場合、まず電源電圧（12〜24V DCで安定）と周囲温度を確認してください。測定値が異常な場合は、モジュール内蔵の故障インジケーターランプまたはソフトウェアを使用して、問題のあるモジュールを特定します。交換時には、同じ型番およびロットの製品を選択し、交換後に再度ゼロ点キャリブレーションを行ってください。

6. 選定方法（正確なマッチング要件）

1) コアパラメータの決定

• レンジ選定：単一モジュールのレンジは、装置の全重量に1.2〜1.0倍をかけた値をモジュール数で割って選定します（例：50tの装置に4つのモジュールを使用する場合、単一モジュールのレンジは15〜19t）。衝撃荷重および安全マージンを確保するために余裕を持たせます。

• 精度等級：産業用計量には内蔵センサーがC3等級のモジュールを選び、実験室または医薬品業界にはC2等級、一般的な監視用途にはC6等級を選んでください。動的計量では、モジュールの応答時間が≤8msであることを確認してください。

• 信号タイプ：従来の制御システムの場合はアナログ信号モジュールを、スマートファクトリーまたはIoTのシナリオの場合はRS485／Profinetデジタルモジュールを選択してください。これらは既存のPLC／計測器の通信プロトコルと一致している必要があります。

2) 環境適応性による選定

• 温度：通常の環境（-20 ℃～60 ℃）では標準モジュールを、高温環境（60 ℃～120 ℃）では高温補償タイプを、低温環境（-40 ℃～-20 ℃）では耐低温モジュールを選択してください。

• 対象媒体：乾燥環境では合金鋼モジュールを、湿気の多い環境／食品産業では304ステンレス鋼を、強腐食性環境（酸・アルカリ溶液）では316Lステンレス鋼またはハステロイモジュールを選択してください。

• 保護・防爆：屋内の乾燥環境では≥IP67、屋外／湿気の多い環境では≥IP68、防爆が必要な環境では地域に応じて対応する防爆等級のモジュールを選択してください（例：化学工場ではEx ia IIC T6）

3) 設置およびシステム互換性

• 設置モード：固定装置の場合は「1箇所固定＋複数箇所フローティング」の組み合わせを選び、移動式プラットフォームの場合は完全固定タイプを選んでください。装置に熱膨張・収縮がある場合、フローティングモジュールの数は総数の1/3以上とすることが必要です。

• 互換性：モジュールの取り付け穴仕様が装置のサポート脚と一致していること、および信号出力が既存の制御システムと互換性があることを確認してください。複数のモジュールをネットワーク接続する場合、統一されたプロトコルをサポートする同一ブランドのモジュールを選ぶことで、統合の難易度を低減できます。

4) 追加要件の確認

• 認証要件：測定用途の場合、モジュール内蔵センサーはCMC認証を取得している必要があります。食品・医薬品業界向けにはGMP／FDA認証が求められます。輸出製品にはOIML／NTEP認証が必要です。特殊機能：リモートモニタリングにはNB-IoT／LoRa無線モジュール付きのスマートモデルを選定してください。高速ダイナミック計量には応答時間≤5msのモジュールを選んでください。大型設備には水平調整機能付きのモジュールを選定してください。

要約

計量モジュールは「一体型設計、簡単設置、高安定性」という主要な利点を備えており、産業用計量シーンにおけるセンサー統合の煩雑さ、機器への適応困難、複雑な環境下での精度低下といった課題を解決します。ユーザーエクスペリエンスは、効率的な設置、安心な運用・メンテナンス、柔軟な拡張性に重点を置いています。選定時には、まず機器の重量、設置環境、精度要件、システム互換性を優先し、その後モジュールの種類や追加機能に基づいて判断する必要があります。使用中は、固定式モジュールと可動式モジュールを適切に組み合わせ、設置仕様および定期的なキャリブレーション要件を厳密に遵守することで、システムの長期的な安定稼働を確保します。産業用マテリアルタンク、プラットフォームスケール、自動化生産ラインなど幅広い分野に適用可能で、機器の計量機能を迅速に実現するための最適解です。特に、既存設備のアップグレードや新規プロジェクトの効率的導入に最適です。

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