産業用ワイヤレス技術​

産業用ワイヤレスは、接続されたプラントを構成する他のあらゆる要素を支える測定データをデジタル化するため、Industry 4.0の基盤となります。 従来は手動での確認が必要だった資産や、未監視、あるいは配線コストの面で困難だった資産からのデータ活用を可能にします。取得したデータはリアルタイムなインサイトとして、制御システムや分析プラットフォーム、クラウドアプリケーションへとシームレスに供給されます。 その結果、昨日記録された内容ではなく、いま起きていることに対応できる運用が実現します。

産業用ワイヤレスは、遠隔地、危険な場所、またはアクセスが困難な資産を持つ業界で最大の価値を提供します。 現在、最も多く採用されているのは以下の通りです：

• 石油・ガス — タンクレベル、坑口監視、パイプライン完全性
• 化学および精製 - 圧力リリーフバルブ、腐食、安全シャワー
• 発電 — スチームトラップ、回転機器、排出ガス
• ライフサイエンス — クリーンユーティリティ、環境監視、蒸気品質
• 金属、鉱業、水、廃水 — リモートのポンプ場、尾鉱、レベル
• ディスクリート製造、食品・飲料 — エネルギー追跡、状態監視、スチームトラップ

ワイヤレスフィールド機器は、安全な自己組織型メッシュネットワークを介してゲートウェイにデータを送信します。ゲートウェイはそのデータを HART-IP、OPC UA、Modbus TCPなど、DCS、PLC、または SCADA がすでに認識しているプロトコルに変換します。 既存のホストシステムの総入れ替えは不要です。 産業用ワイヤレスゲートウェイの詳細をご覧ください。

WirelessHART® は、プロセスオートメーションのワイヤレスに関する世界的な業界標準（IEC 62591）です。 自己組織化、自己修復メッシュを採用し、すべてのデバイスが複数の経路を介してデータをルーティングできるため、干渉、極端な温度、または物理的な障害物のある環境でも 99%以上のデータ信頼性を実現します。 プロセスプラント向けには、最も広く導入され、現場で実証済みの産業用ワイヤレスプロトコルです。

メンテナンスチームと信頼性チームにとって、ワイヤレスセンサは、振動、温度、圧力、音響放出、腐食など、問題が進行中であることを知らせる条件を継続的に監視します。 このデータを運用ベースラインに対してトレンド分析することで、チームは故障の数週間または数か月前に問題を特定し、計画された停止中に修理をスケジュールし、計画外のダウンタイムを削減できます。 Plantweb™ Insight アプリケーションは、センサーデータを優先順位付けされた実用的なメンテナンスの推奨事項に変換します。

産業用ワイヤレスを導入することで、危険区域での作業時間を短縮し、作業員の安全性を向上させることができます。 ワイヤレスの導入によって、これまでは手作業が必要だった測定が自動化されるため、オペレータは有毒ガスのレベル、圧力解放、タンクの状態を継続的に把握できる一方、担当者は危険場所区分エリアに足を踏み入れる回数が減ります。 エマソンは、FM、CSA、ATEX、およびIECEx規格に基づき、本質安全防爆および耐圧防爆エリアでの使用が認証された機器を提供しています。

リモートおよび屋外で使用する場合、Rosemount™ ワイヤレストランスミッタは、極端な温度、腐食性雰囲気、高振動環境向けに評価されています。 一般的な導入には、圧力用の Rosemount 3051S ワイヤレス、温度用の Rosemount 648 ワイヤレス、レベル監視用の Rosemount 5300 ワイヤレスが含まれます。 いずれも長寿命のSmartPower™ モジュールから電力が供給され、自己組織化 WirelessHART メッシュネットワークを介して通信し、カバレッジのエッジでも信頼性の高いデータを提供します。

一般的なワイヤレスレベルの展開には次のものが含まれます。

• Rosemount™ ワイヤレスレベル伝送器（5300 または 3408）
• 複数年にわたるバッテリー寿命を実現するエマソンのSmartPower™ モジュール
• データを集約してホストシステムに接続するワイヤレスゲートウェイ（1410S1 または 1410S2）

トレンチ、コンジット、または新しいプロセス貫通孔は必要ありません。 非常に離れたサイトの場合、ゲートウェイはセルラー、衛星、または既存の IT インフラストラクチャを介してデータをバックホールできます。

すべての産業用ワイヤレスネットワークには、次の 3 つのコアコンポーネントがあります。

フィールド機器：測定値を集めるトランスミッタ、アダプタ、アクチュエータ

ワイヤレスゲートウェイ：データの集約、ネットワークの管理、ホストシステムへの接続

電源モジュール：デバイスを何年も動作させ続ける長寿命バッテリー

セキュリティは各レベルで階層化されており、ゲートウェイで管理される AES-128 暗号化、デバイス認証、およびネットワークキーが使用されます。

オートメーションエンジニアやプロジェクトリーダーにとって、最善の出発点は、施設内の価値の高い監視ギャップを特定することです。 ワイヤレスネットワーク計画ツールを使用すると、サイトの空撮画像をアップロードし、デバイス密度、ゲートウェイの配置、および到達範囲に関する業界のベストプラクティスを使用してネットワークを設計できます。 ネットワークは、アーキテクチャを再設計することなく、少数のデバイスのパイロット段階から数百ポイントのプラント全体展開に簡単に拡張できます。 既存の WirelessHART メッシュネットワークに追加のワイヤレス機器を簡単に追加できます。

ワイヤレスゲートウェイは、HART-IP、OPC UA、Modbus TCP などの複数の出力プロトコルをサポートしています。これは、既存の DeltaV™、Ovation™、サードパーティの DCS、SCADA、設備管理システムに総入れ替えなしで接続できることを意味します。 AMSデバイスマネージャーは、既存の有線計器とともにワイヤレスフィールド機器の完全な診断と構成を提供し、メンテナンスチームに両方に対応する単一のワークフローを提供します。

WirelessHART 上に構築された産業用ワイヤレスネットワークは、次のような多層防御セキュリティを使用しています。

• すべてのメッセージに AES-128 暗号化を使用
• セッションキーのローテーションによるデバイスレベルの認証
• チャネルホッピングによる妨害電波対策
• 潜在的な脅威を封じ込めるための分離されたネットワークセグメント

1 つのデバイスが危険にさらされたとしても、メッシュの残りの部分は安全に動作し続けます。 エマソンのワイヤレスゲートウェイは、役割ベースのアクセス制御、監査ログ、安全なホストプロトコルを追加します。

ほとんどの産業用ワイヤレスの導入では、12〜24か月以内に投資を回収できます。 典型的な価値の要因は次のとおりです：

• 従来の有線計器と比較して設置コストを最大60%削減
• 問題の早期検出による計画外のダウンタイムの回避
• ケーブル配線、導管、プロセス貫通孔を必要としないワイヤレス非侵入型デバイスによる迅速な試運転
• 生産時間の回復と手動巡回の削減

ワイヤレスデータを Plantweb™ Insight 分析と組み合わせて優先順位付けしたメンテナンスと省エネアクションを行うと、ROI が加速します。

まず、施設内で最も価値の高い監視ギャップを特定します。 次に、ワイヤレスネットワーク計画ツールを使用して、デバイス密度、ゲートウェイの配置、および到達範囲について業界のベストプラクティスを使用したネットワークを設計します。 一般的な最初の導入には、ワイヤレスゲートウェイ、フィールド機器、電源モジュール、既存ホストシステムへの統合が含まれます。 お近くのエマソンの販売店が、サイト調査、計画、試運転をサポートできます。

エマソンは、技術サポート、教育サービスによる認定トレーニング、ファームウェアのダウンロード、販売およびサービスをサポートするパートナーネットワークを提供しています。