Technology
誤投入防止制御ソフト設計
(ごとうにゅうぼうしせいぎょソフトせっけい)
タッチパネル
誤投入防止制御ソフト設計とは、原料のバーコードや二次元コードを製造指示と照合し、正しい原料を正しいタンクや投入先へ入れる場合だけ、蓋や投入口のロックを解除する制御です。原料の取り違えによる製品不良や廃棄を防ぎ、投入履歴を残すことで、品質管理とトレーサビリティの強化にも役立ちます。
ハカルプラスでは、バーコードリーダー、電気式シリンダーによるロック機構、PLC、タッチパネル、計量機、管理システムを連携させ、機械設備と制御ソフトを一体で構成します。
誤投入防止の基本的な仕組み
作業者が原料袋や容器のバーコードを読み取ると、PLCや管理システムが、現在の製造指示に登録された原料コードと照合します。原料が一致した場合は、投入対象となるタンクのロックだけを解除します。
不一致の場合はロックを解除せず、タッチパネルや警報表示で作業者へ知らせます。原料名が同じでも、ロット、使用期限、投入順序などが条件と一致しない場合は投入を禁止する構成も可能です。
基本的な投入手順
- 製造番号や配合を選択する
- 投入する原料のバーコードを読み取る
- 原料コード、ロット、使用期限などを照合する
- 正しい投入先を画面や表示灯で案内する
- 対象タンクのロック機構だけを解除する
- 蓋の開放と原料投入を確認する
- 投入完了後に蓋を閉じ、再びロックする
- 投入日時やロットなどの実績を保存する
照合からロック解除、投入完了までを一つの作業状態として管理することで、読み取った原料を別のタンクへ投入する間違いも防止します。
バーコードによる原料照合
バーコードには、原料コードだけでなく、ロット番号、使用期限、仕入先、数量などを含められます。制御ソフトでは、どの項目を照合条件とするかを運用に合わせて設定します。
印字のかすれやラベルの汚れで読み取れない場合は、再読取りを促します。手入力による代替を認める場合は、管理者権限や入力履歴を設け、安易に照合を回避できないようにします。
ロック機構との連動
投入タンクの蓋には、電気式シリンダーなどでピンを挿入し、通常時には開けられないロック機構を設けます。バーコード照合が成立すると、対象タンクのロック解除指令を出します。
ロック解除後は、シリンダーの後退確認やロックピンの位置をセンサで監視します。解除指令を出しても確認信号が成立しない場合は、機械的な引っ掛かりやシリンダー異常として投入を禁止します。
投入後は蓋が閉じたことを確認してからロックを戻します。蓋が開いた状態で次の原料照合へ進まないよう、作業順序をインターロックで管理します。
投入先の案内
複数のタンクが並ぶ設備では、正しいロックを解除するだけでなく、表示灯やタッチパネルで投入先を明確に案内します。投入対象以外のタンクはロック状態を維持します。
タンク番号、原料名、投入量を表示することで、作業者が投入前に内容を再確認できます。投入場所が離れている場合は、現場表示器やブザーを追加することもあります。
計量設備との連携
投入量を管理する場合は、電子台秤、フロアスケール、ホッパースケールなどと連携します。投入前後の重量差や、計量機から払い出した実重量を投入実績として記録します。
目標量に達していない場合は投入完了を受け付けず、不足量を表示できます。過量が発生した場合は警報を出し、管理者による確認を求める構成も可能です。
投入履歴の保存
投入作業の履歴として、次のような情報を保存できます。
- 製造番号、品種、配合番号
- 原料名、原料コード、ロット番号
- 投入先タンク、投入日時
- 目標重量、実投入重量
- 作業者、照合結果、警報履歴
品質問題が発生した際に、どの製品へどの原料ロットを投入したかを追跡できます。タッチパネルへ保存する方法のほか、生産管理システムや上位データベースへ送信する構成も検討します。
異常時の処理
代表的な異常には、バーコード不一致、読取り失敗、ロック解除不良、蓋開閉信号の不一致、計量値不足、通信異常があります。
通信が切れた場合に前回の照合結果を使ってロックを解除すると、誤投入につながる可能性があります。そのため、照合結果には有効期限を設け、通信異常時は新たなロック解除を禁止します。
停電復旧後は、停電前の解除指令をそのまま再実行せず、各タンクの蓋、ロック、投入途中の原料を確認します。必要に応じて管理者が状態を確定してから自動運転へ戻します。
手動操作と権限管理
保守や緊急対応のため、ロック機構を個別に操作する手動機能を設ける場合があります。ただし、通常の作業者が照合を省略できないよう、管理者パスワードや鍵付きスイッチで権限を制限します。
手動解除を行った場合は、解除したタンク、日時、操作者、理由を履歴に残すことで、後から作業内容を確認できます。
既設設備への追加
既設タンクへ誤投入防止機能を追加する場合は、蓋の形状、ロック機構の取付スペース、周辺設備、既設PLCの入出力点数を確認します。
バーコードリーダーとロック装置だけを追加する方法のほか、既設計量機や生産管理システムと連携し、投入実績まで管理する方法があります。設備を停止できる期間も考慮し、段階的な導入を検討します。
ハカルプラスの対応
ハカルプラスでは、原料照合、投入先案内、ロック解除、蓋開閉確認、投入重量管理、実績保存を含む誤投入防止システムを検討します。
電気式シリンダーやロックピンを用いた機械機構、バーコードリーダー、計量機、制御盤、PLC、タッチパネルを組み合わせ、現場の作業手順に合わせて設計します。
既設設備との連携や上位システムへの履歴送信についても、通信仕様と現在の運用を確認し、誤投入を防ぎながら作業負担を増やしにくい構成を検討します。
よくある質問
Q. 原料名が同じでもロット番号まで照合できますか？
A. バーコードにロット情報が含まれ、製造指示側にも対象ロットが登録されていれば照合できます。
Q. バーコードを読み取れない場合は投入できますか？
A. 原則として投入を禁止します。手入力を認める場合は、管理者権限と操作履歴を設けます。
Q. 間違ったタンクの蓋を開けることはできますか？
A. 通常時は全タンクをロックし、照合に合格した対象タンクだけを解除するため、誤った投入先を開けにくい構成にできます。
Q. 投入した重量も履歴として保存できますか？
A. 計量機と連携することで、目標重量、実投入重量、投入日時、原料ロットなどを関連付けて保存できます。
Q. 既設のタンクにも後付けできますか？
A. 蓋の構造、ロック装置の取付スペース、既設制御盤の仕様を確認し、後付けできる場合があります。