フィールドバスシステム – メーカーとサプライヤーを検索

フィールドバスシステムは、自動化された機械やプラント内のコントローラ、センサー、アクチュエータ、ドライブ、および分散型入出力モジュールを相互に接続します。

個々の信号ごとに個別のケーブルを使用する代わりに、共通のデジタル通信システムを採用しています。これにより、配線要件、設置スペース、および設置コストを削減できます。
フィールドバスシステムは、制御データに加え、測定値、デバイスの状態、パラメータ、診断情報も伝送できます。そのため、分散型オートメーションや産業プロセスの監視において重要な基盤となっています。
用途に応じて、フィールドバスシステムは伝送速度、リアルタイム性能、通信距離、参加機器数、および物理的な伝送媒体において異なります。
以下では、フィールドバスシステムの種類、用途、利点、および重要な選定基準について概説します。

フィールドバスシステムの種類

従来のシリアルフィールドバスシステム

従来のフィールドバスは、共有の通信回線を介してデータをシリアルで伝送します。
これらは、機械、生産プラント、プロセスエンジニアリングの用途で長年にわたり使用されてきました。代表的な用途としては、コントローラ、分散型入出力ステーション、周波数変換器、センサー、アクチュエータ間の通信などが挙げられます。
これらのシステムの多くは、堅牢なデータ伝送と、幅広い互換性を持つデバイスが特徴です。

産業用イーサネットシステム

産業用イーサネットシステムは、イーサネット技術の高い伝送性能と産業オートメーションの要件を融合させたものです。
これらは、大量のデータ、高速制御ループ、モーション制御アプリケーション、および異なる自動化レベル間の通信に適しています。
システムによっては、リアルタイム通信、診断、冗長性、および安全関連のデータ伝送のための機能が利用可能です。

プロセス産業向けのフィールドバスシステム

プロセスオートメーションでは、インテリジェントな計測機器、制御弁、その他のフィールドデバイスを接続するために、フィールドバスシステムが頻繁に使用されます。
プロセス値に加え、パラメータ、デバイスの状態、メンテナンス情報も伝送することができます。
爆発の恐れのある環境や、広範囲に分散したプラントでは、特別な伝送技術や設置要件が適用される場合があります。

安全関連のフィールドバスシステム

安全関連の通信システムは、非常停止、安全ドア、安全シャットダウン、およびその他の安全機能に関する信号を伝送します。
これにより、共通のオートメーションアーキテクチャ内で、標準通信と安全通信を組み合わせることが可能になります。
使用するコンポーネントおよびプロトコルは、要求される安全機能に適しており、その機能について認証を受けている必要があります。

フィールドバスシステムの用途

機械・プラントエンジニアリング

機械工学において、フィールドバスシステムは、コントローラとセンサー、バルブターミナル、ドライブ、および分散型 I/O モジュールを接続します。
これにより、機械のモジュール設計が容易になり、個々のコンポーネントの迅速な診断が可能になります。

製造および組立技術

生産および組立ラインにおいて、フィールドバスは個々のステーション間で制御コマンド、位置値、およびステータス情報を伝送します。
これにより、自動化プロセスの同期や、ロボット、ハンドリングシステム、試験装置の統合がサポートされます。

プロセスオートメーション

化学、製薬、食品加工、その他のプロセスエンジニアリングプラントにおいて、フィールドバスシステムは、計測・制御機器と制御システムおよびプロセス制御システムを接続します。
これにより、制御室からプロセス値やその他のデバイスデータにアクセスすることが可能になります。

コンベヤおよび物流技術

コンベヤシステム、倉庫、物流センターでは、フィールドバスシステムが駆動装置、センサー、識別システム、およびコントローラをネットワーク化します。
これにより、マテリアルフローの監視や、プラントの各セクション間の連携が可能になります。

フィールドバスシステムの利点

• 配線要件の削減
• 入出力モジュールの分散配置
• 制御データ、プロセスデータ、診断データの伝送
• モジュール式プラントの拡張が容易
• 診断機能によるトラブルシューティングの迅速化
• インテリジェントなセンサー、アクチュエータ、ドライブの接続
• 時間的制約のあるアプリケーションおよび安全関連アプリケーションへの対応
• さまざまなオートメーションコンポーネント間のネットワーク連携の向上

フィールドバスシステムの重要な選定基準

コンポーネントの互換性

コントローラ、フィールドデバイス、ドライブ、および I/O モジュールは、選択した通信システムに対応している必要があります。
プロトコルに加え、デバイスプロファイル、インターフェース、および必要な設定ツールも確認する必要があります。

伝送速度とリアルタイム性能

必要なデータレートは、アプリケーションによって異なります。
単純なセンサー信号の場合は、多くの場合、低速の伝送速度で十分です。しかし、高速な制御プロセスや同期化された軸の動きには、短く予測可能な伝送時間が求められます。

ケーブル長とネットワーク構造

許容されるケーブル長は、バスシステム、伝送速度、および使用するケーブルによって異なります。
また、可能なネットワーク構造、参加台数、リピーター、スイッチ、カプラーの使用についても考慮する必要があります。

環境条件

電磁干渉、湿気、ほこり、振動、温度変動は、通信に影響を与える可能性があります。
そのため、ケーブル、コネクタ、および分散型モジュールは、それぞれの産業環境に適したものでなければなりません。

診断およびメンテナンス

効果的な診断機能により、ケーブルの故障、通信エラー、および欠陥のある参加機器の検出が容易になります。
明確な診断ツールと長期にわたるスペアパーツの入手可能性は、ダウンタイムによるコストが高いプラントにとって特に重要です。

診断およびメンテナンス効果的な診断機能により、ケーブルの故障、通信エラー、および欠陥のある参加機器の検出が容易になります。明確な診断ツールと長期にわたるスペアパーツの入手可能性は、

システムを拡張する際には、フィールドバスシステムが既存の制御技術やネットワーク技術と互換性があるかどうかを確認する必要があります。
ゲートウェイやカプラーを使用すれば、異なるシステムを接続することは可能ですが、統合や設定にかかる手間は増えます。

まとめ

フィールドバスシステムは、コントローラ、センサ、アクチュエータ、ドライブ、および分散型入出力モジュール間のデジタル通信を可能にします。
フィールドバスシステムは、配線要件を軽減し、プロセスデータや診断データを伝送し、自動化された機械やプラントのモジュール設計をサポートします。
主な選定基準には、デバイスの互換性、データ転送速度、リアルタイム性能、ケーブル長、環境条件、診断機能などがあります。

フィールドバスシステムは、さまざまなメーカーやサプライヤーから入手可能です。世界中のフィールドバスシステムのメーカーやサプライヤーに関する包括的な情報は、Exportpages でご覧いただけます。