YFGW410 フィールド無線用管理ステーション

YFGW410 フィールド無線用管理ステーション

高い信頼性と柔軟性:

分離型アーキテクチャの採用により、本製品を⼆台接続することで冗長化構成が可能です。可稼働中のフィールド無線システムを停止することなく、オンラインメンテナンスを行うといった柔軟性の高い運用ができます。

高セキュリティな通信設定:

本製品は、接続先の通信インタフェースに対してIP フィルタやポートフィルタなどのアクセスコントロールの設定が可能です。接続先をコントロールすることで、悪意のあるアクセスを防ぐことができます。

Duocast(ISA100.11a規格):

本製品は、ISA100.11aが規定するDuocastの機能に対応しています。本製品と接続する2台の「フィールド無線用アクセスポイント YFGW510」が同時にデータを受信することにより、フィールド無線通信の信頼性を向上させることができます。

無線通信データキャッシュ:

無線フィールド機器との通信で取得したデータを本製品の内部メモリにキャッシュすることが可能です。無線フィールド機器との通信を効率化することで、無線帯域を有効に活用できます。

YFGW410 フィールド無線用管理ステーションは、国際計測制御学会(ISA: International Society of Automation)のインダストリアルオートメーション用無線通信規格 ISA100.11a に準拠しています。本製品には、ISA100.11aが規定するシステムマネージャー、セキュリティマネージャー、ゲートウェイの機能が搭載されており、「フィールド無線用アクセスポイント YFGW510」や「フィールド無線用メディアコンバーター YFGW610」と組み合わせてフィールド無線システムを構成します。

詳細仕様につきましては、一般仕様書をご参照ください。

フィールドネットワーク仕様

通信
インター
フェース
規格 100BASE-TX *2 RS-485 *5
通信レート 100Mbps 38.4Kbps
コネクタ RJ-45 専用コネクタ
ケーブルタイプ* Category 5 AWG24 ~ 12
最大長 100m 1200m
ポート数 3ポート 1ポート
ポート名 F1,F2,F3
ポート保護 サージ保護 絶縁、サージ保護
通信
プロトコル
Modbus Modbus/TCP Modbus/RTU
OPC *1 横河独自 *3
管理・設定他 HTTP, NTP/SNTP, 横河独自 *3

 

フィールド無線バックボーン仕様

通信
インター
フェース
規格 100BASE-TX *2
通信レート 100Mbps
コネクタ RJ-45
ケーブルタイプ* Category 5
最大長 100m
ポート数 4ポート
ポート名 B1,B2,B3,B4
ポート保護 サージ保護
通信
プロトコル
Modbus
OPC *1
管理・設定他 HTTP, IEEE1588PTP v2, 横河独自 *3

 

保守診断ネットワーク仕様

通信
インター
フェース
規格 100BASE-TX *4 RS-232C *4
通信レート 100Mbps 115.2kbps
コネクタ RJ-45 RJ-11
ケーブルタイプ* Category 5 専用ケーブル
最大長 100m 15m
ポート数 1ポート 1ポート
ポート名 M1
ポート保護
通信
プロトコル
Modbus
OPC *1
管理・設定他 HTTP 横河独自 *3

*1: OPC インタフェース経由の接続には,「フィールド無線用OPC サーバ SSS7100」が必要です。製品の詳細は,関連製品の仕様書を参照してください。
*2: フィールドネットワークもしくは,フィールド無線バックボーンを100BASE-TX で屋外配線する場合は,「フィールド無線用メディアコンバーター YFGW610」とテンションメンバが非金属の光ケーブルを使用してください。
*3: 本製品と「フィールド無線用OPC サーバ SSS7100」,「FieldMate 機器調整・設定ソフトウェア」や「統合機器管理(PRM)」,「フィールド無線用アクセスポイント YFGW510」との通信で使用する横河独自プロトコルです。各製品の詳細は,関連製品の仕様書を参照してください。
*4: 保守診断ネットワーク(100BASE-TX,RS-232C)は屋外配線に対応しておりません。
*5: 弊社が使用するメンテナンス用のシリアルポートです。

 

設置環境

機能
仕様
周囲温度 動作時:-40~65℃(標高2000 m 以下)
:-40~55℃(標高2000 m 超え 3000 m 以下)
保管時:-40~85℃
周囲湿度 動作時:5~95 %RH (結露しないこと)
保管時:5~95 %RH (結露しないこと)
温度勾配 動作時:±10℃/h以内
保管時:±20℃/h以内
供給電源 電圧範囲:10.8~26.4 V DC
定格電圧: 24 V DC
瞬時停電: 即断
直流電源リップル率: 1% p-p 以下
消費電力 最大 10 W
保護等級 IP20
耐振動 0.15 mm P-P(5~58 Hz)、1 G(58~150 Hz)
耐衝撃 15 G 11 ms(無通電、3方向正弦半波)
耐ノイズ 電界:3 V/m以下(80MHz~1GHz)
静電気放電:4 kV以下(接触放電)、8 kV以下(気中放電)
接地 D種接地 他機器と接地線を共有しないでください。
冷却 自然空冷
適合
規格
EMC 適合規格 EN61326-1 Class A,Table 2 (産業用途)
EN55011 Class A group1、EN61000-6-2
安全適合規格 CSA C22.2 No. 61010-1
防爆構造 ATEX Type n 防爆

 

概要:

広範なプラント内に亘る排水の pH/ORP を無線で監視

産業プラントの維持・管理の上で、排水の pH/ORP 監視は、法規制上の義務であり、環境保全のためにも避けては通れない問題です。
徹底した監視の目が行き届かず、万が一、外部に有害物質が漏出すれば、操業停止の法的措置を取らなければならないだけでなく、企業のブランドイメージの失墜、ときとして公害被害者への損害賠償責任にまで発展する可能性があります。
このような事態を防ぐために、現場ではパトロールスタッフによる排水の測定が行われている場合がほとんどです。しかし、測定点への立ち入りが困難な場所や遠隔地の場合が多く、さらに指示値の誤記などのヒューマンエラーの可能性もあります。
横河電機の「プラントワイドフィールド無線」による、pH/ORP 監視のソリューションを活用すれば、各ポイントの正確なデータを無人で計測し、一元管理ができます。

「プラントワイドフィールド無線」とは?

工業用国際標準無線規格 ISA100 Wireless(IEC62734)を採用し、工業用途の無線通信で求められる信頼性と実時間性を確保した無線システムです。2 つのアクセスポイントと同時に通信する冗長化通信「Duocast」方式を用いて、通信経路やアクセスポイントに障害が発生しても通信が途絶えません。更に拡張性にも優れ、アクセスポイントと上位システムの接続に、イーサネットのほか、無線 LAN、光イーサネットなどさまざまなインターフェースが使用でき、構成変更に柔軟で大規模な無線ネットワークを構築することができます。

お客さまのメリット

測定点から電源なしで直接データを送信
測定する pH/ORP 計の最小単位は、pH/ORP SENCOM®検出器シリーズと、フィールド無線用マルチプロトコルモジュール FN310、フィールド無線用通信モジュール FN110 のみです。無線通信により、直接アクセスポイントにデータを送ることが可能です。また、電池で駆動するため電源も不要です。さらに、電池寿命は最長 10 年(条件依存)なので、メンテナンスもほとんど必要ありません。人のなかなか立ち入れない排水溝や遠隔地の排水口でも容易に、かつ正確に測定することが可能です。

最長 2km 先から、最大 500 カ所をカバー
通信距離は最長 500mです。中継器を設置すれば、管理室から最長 2km 離れた場所でも監視することが可能です。測定点は最大500 カ所まで設置でき、拡張性にも優れています。大規模なプラントでも、排水まわりを一元管理することが可能です。

導入も低コスト。しかも工期は最短 1日
有線の場合、ネットワークを構築するケーブルや、それを設置する設備などが必要で、そのための経費や工期もかかります。しかし、無線通信では、測定点や中継点などに、機器を設置するだけなので低コストが実現します。また、工事も最短 1 日で完了するので、素早くシステムを導入することができます。

お客さまのメリット イメージ

 

さらなるニーズに応える YOKOGAWA のソリューション

集められたデータは上位システムに集約され、現場のニーズに応じたカスタマイズで、管理画面やレポートとしてアウトプット可能です。
無線フィールド機器もさまざまなラインナップをご用意しています。より冗長性の高いシステムをお求めの場合は、2 つ検出器を接続できるモジュール型 2 線式液分析計 FLXA21 をお勧めします。また、工場内に簡易計装用の記録計(無線モデル)GX20W を置くと、配線作業なしに、直接フィールド無線機器からのデータを遠隔監視できます。お客様のご要望に応じて、最適なソリューションを提供いたします。

業種:
アプリケーションノート
概要:

概要

混合プロセスは、食品、ヘルスケア、化学薬品などの産業で重要な役割を果たします。温度と真空度の測定は、含水率を最小限に抑え最終製品の品質を保証するのにきわめて重要です。プロセス全体にわたって温度と真空度を厳密に維持することで、最終製品の生産量を確保することができます。お客様は、乾燥機内の最終製品の温度と圧力を確認するのに局所ゲージを用いていました。オンライン監視システムはなかったため、予め決められた時間だけ乾燥機を動作させることで対応していました。

概要 イメージ1

 

利点

  • 生産性の向上:温度と圧力のオンライン連続測定によって製品の品質が保証されます。
  • 回転式乾燥機をオンラインで測定することができます。信号ケーブルや電源ケーブルを使用しないため、ケーブルの破損もありません。
  • 人的ミスが最小限に抑えられます。
  • 機器の据付けが簡単で柔軟性があるため、稼働時間が増えます。
  • 保守費用の最小化:製品全般において、一般的なバッテリーを使用することができます。
  • 既存ホストシステムとの容易な統合:産業界で実績のあるModbusインターフェイスによって、さまざまなホストシステムとのシームレスな接続を容易に実現します。

 

ソリューション

バッテリー駆動の伝送器が、回転式乾燥機に直接取付けられました。ワイヤレスゲートウェイが約50m離れた位置に設置されました。乾燥機が回転中でも、伝送器とゲートウェイとの間で高信頼の無線通信が確立されることが確認されました。

ソリューション イメージ1

ISA100 Wireless伝送器を用いて配線をなくすという選択は、回転機器に対する最善のソリューションでした。
ISA100 Wirelessシステムによって、プロセス全体で高精度の遠隔測定ができるようになりました。

  • 高信頼:連続的な信号可用性
  • 正確:高信頼の測定用センサ
  • 簡単:既存のホストシステムとのシームレスな統合

 

まとめ

回転機器からケーブル、複雑なコネクタ、スライドリングをなくしたため、据付けが大幅に簡略化されました。ISA100 Wireless伝送器とゲートウェイは当初の目的を十分に果たし、生産性の向上をもたらしました。ワイヤレスアーキテクチャによって、保守費用・作業も削減されました。 

当社は、一世紀にわたり高信頼でスケーラブルなオープン技術を提供してきました。ISA100 Wirelessソリューションは、お客様の所有費用を削減し投資収益率を最大限にすることで、インダストリアルオートメーション産業の課題解決に対応しています。

業種:
概要:

消防危第 14 号に対応
無線通信により無配線でバルブを瞬時に遮断

2003 年 9 月、北海道で十勝沖地震が発生しました。このとき、浮屋根式タンクの浮き屋根が大きく波打つスロッシング現象が起こり、タンク内の石油が雨水排水管を通じて漏出し、大規模火災を引き起こす要因となりました。その後、消防危第 14 号が制定・施行され、貯
蔵物の流出を防止する弁が自動または遠隔操作で閉鎖できることと、その予備動力源の設置が義務付けられました。
この法的基準を満たす災害対策として、横河電機では「プラントワイドフィールド無線」によるバルブ緊急遮断のソリューションを提供しています。無線でバルブを遠隔操作できるため、安全面・コスト面で大きなメリットがあります。

 

「プラントワイドフィールド無線」とは?

工業用国際標準無線規格 ISA100 Wireless(IEC62734)を採用し、工業用途の無線通信で求められる信頼性と実時間性を確保した無線システムです。2 つのアクセスポイントと同時に通信する冗長化通信「Duocast」方式を用いて、通信経路やアクセスポイントに障
害が発生しても通信が途絶えません。更に拡張性にも優れ、アクセスポイントと上位システムの接続に、イーサネットのほか、無線 LAN、光イーサネットなどさまざまなインターフェースが使用でき、構成変更に柔軟で大規模な無線ネットワークを構築することができます。

 

お客さまのメリット

低コストでスピーディな導入が可能

横河電機のソリューションは、フィールド無線用電磁弁操作モジュール FN910 とフィールド無線用通信モジュール FN110 と組み合わせることで、空気式バルブの無線遠隔操作を実現しています。有線ではないので、防爆仕様のケーブルや配線設備・工事などが不要です。
そのため、導入コストが抑えられ、工期も短縮できます。

最長 2km 先から、最大 250 カ所のバルブを緊急遮断

最長 500mの通信距離があり、中継器を設置すれば管理室から最長 2km離れた場所でも遠隔操作が可能です。遠隔の操作指示から最短 5 秒でバルブが動作を開始します。また、最大 250 台のバルブを一元管理できるため、大規模なプラントにも適用できます。さらに、弁が閉じられたことを確認するリミットスイッチの信号がフィードバックされるため、確実なバルブ操作を行えます。

外部電源が不要で、災害時に強い

無線通信やバブル開閉の電源は電池(電池寿命 10 年/条件依存)です。そのため、災害時による電源喪失の影響を受けることなくバルブを遠隔操作できます。さらに、一度設置すればメンテナンスはほぼ不要で、ランニングコストも低く抑えられます。

システムイメージ

 

さらなるニーズに応える YOKOGAWA のソリューション

横河電機のソリューションは、お客様のニーズに応じて柔軟にカスタマイズが可能です。手動によるバルブの遠隔操作だけでなく、地震計と連動させることで、地震が発生すると同時に弁を自動で閉めることもできます。ユーザライクな管理画面の設計も承ります。
ISA100 Wireless による信頼性の高い無線通信だからこそ実現した、最新のソリューションで、お客様に安心と安全を提供します。

アプリケーションノート
概要:

要件

お客様の要望は、煙突の温度を監視したいというものでした。排気は煙突内を流れる間に熱せられ無害な成分に変わります。煙突内の温度を設計通りに維持することが重要です。

要件 イメージ

 

利点

  • 煙突内の温度を制御することによって、排気を無害な状態に維持します。
  • 配線の必要はありません。

 

課題

煙突内の測定点は約30箇所あり、地上30mに位置していました。煙突は、中央制御室から約300m離れていました。

 

ソリューション

お客様は、煙突内の温度をモニターするために、ワイヤレス多点温度伝送器を選択しました。30箇所の測定点をカバーするために、4台のYTMX580が据付けられました。柔軟性に優れた当社のプラントワイド・フィールド無線システムが選ばれました。

機器リスト

YTMX580(多点温度伝送器)× 4

YFGW510(フィールド無線用アクセスポイント)× 1

YFGW410(フィールド無線用管理ステーション)× 1

 

まとめ

多点温度伝送器YTMX580

お客様は30箇所の測定点をカバーするために、煙突に沿ってYTMX580を4台設置しました。8点の入力を処理できる温度伝送器YTMX580によって、費用効率に優れたソリューションが実現しました。排気を無害な状態に維持し環境負荷を削減することができました。煙突と中央制御室との間にケーブルを敷設する必要がなかったため、ケーブル敷設の費用と建設期間を削減することができました。

お客様は当社のプラントワイド・フィールド無線インフラを活用して、他の無線アプリケーションも工場に導入する計画です。

多点温度伝送器YTMX580
YTMX580 Multi-Input Temperature Transmitter

アプリケーションノート
概要:

概要

チューブレスタイヤの空気漏れをモニターする圧力測定は、タイヤ製造ラインにおける重要な性能試験の 1つです。各種試験のためにタイヤをラック間で移動させたり、試験条件を変えるため試験装置を頻繁に移動させたりする必要があるため、取り扱いやすいようケーブルを使わない方法が求められます。

 

利点

  • 保守作業の削減:信号ケーブルや電源ケーブルを使用しないため、ケーブル損傷の恐れもありません。
  • 性能の向上:圧力をオンラインで連続測定し、データを自動記録します。
  • OPEXを削減:圧力伝送器の消費電力が小さいため、バッテリー寿命は18カ月を超えます。バッテリーは市販のものが使えます。
  • 柔軟な運用:ワイヤレス機能を備えた高精度測定センサを用いるので、ケーブルを使わない運用が実現されます。

 

要件

さまざまな条件のもとでの試験のため装置を移動できるよう、圧力測定には一般にオフラインゲージが用いられます。しかし、オフラインゲージでの測定精度が充分ではないため、有線伝送器が用いられました。ただし、すべての試験エリアをカバーできるよう十分な配線が必要となります。試験中の測定データは手動で記録し、トラッキング(追跡)できるよう維持されています。製造されたタイヤの品質と性能を維持するのに重要な課題は、試験装置を自由に移動できるようケーブルを必要としない運用方法を確立すること、空気漏れをモニターする高精度の測定が行えること、記録を集中管理することでした。

 

ソリューション

高精度センシングを誇る当社独自のデジタル検知技術DPharpと産業界で実績がある高信頼無線通信のためのIEC62734 ISA100.11a無線プロトコルとを組み合わせることによって、エンドツーエンドの無線ディジタルセンシングを実現させることができます。ワイヤレス圧力伝送器を用いれば、さまざまな条件のもとでの試験のために装置を簡単に移動することができ、やっかいな配線作業は必要ありません。バッテリーで駆動するため電源用の配線も不要です。管理ステーションとアクセスポイントがゲートウェイインフラを構成し、ここから出力されたデータが当社のペーパレス記録計に接続されます。データの記録設備を集約するとともに、データの記録も自動的に行うことができます。

  • 高信頼:継続的な信号可用性
  • 高精度:高信頼の測定用デジタルセンサ
  • 使いやすさ:試験装置の移動が自由

 

機器リスト

EJX530L× 8

DX1000× 1

YFGW510× 1

YFGW410× 1

システム構成イメージ

 

まとめ

  • 当社のワイヤレス圧力伝送器によって、ケーブルを必要としない高精度測定が可能になり、アプリケーション要件の重要な課題を克服することができました。
  • Modbus入力を備えたペーパレス記録計によって、データ記録が向上しました。作業員の手を煩わせることなく、データは自動的・連続的に記録されます。
  • ISA100対応のゲートウェイインフラはスケーラブルであり、ネットワークを拡張することができます。無線伝送器を最大500台まで収容可能です。

当社は、一世紀にわたり高信頼でスケーラブルなオープン技術を提供してきました。ISA100 Wirelessソリューションは、お客様の所有費用を削減し投資収益率を最大限にすることで、インダストリアルオートメーション産業の課題解決に対応しています。

業種:
アプリケーションノート
概要:

要件

お客様は、加熱/冷却装置の温度を測定することによって製鉄の効率を向上させる必要がありました。これまでのシステムでは、補償導線を定期的に取換える必要がありました。

要件

 

利点

測定精度の向上によって製品の品質が改善します。補償導線の交換作業が減ります。

 

課題

厳しい環境

  • 高温
  • 強力な電気ノイズ

 

ソリューション

ワイヤレス多点温度伝送器が導入されました。柔軟性に優れ高信頼な無線通信が可能な当社のプラントワイド・フィールド無線システムが選ばれました。

 

機器リスト

YFGW410×2
YFGW510×3
YTMX580×20
高利得アンテナ(6 dBi)
リモートアンテナケーブル(3m)

 

まとめ

温度測定の精度が向上しため、製品品質が改善しました。ワイヤレス温度測定機器は、長い補償導線を用いる有線機器と比べて、電気ノイズの影響をあまり受けません。補償導線を交換する作業とその費用が大幅に減りました。8チャンネルの多点温度伝送器YTMX580によって、費用効率に優れたシステム構成が可能になりました。

多点温度伝送器YTMX580

業種:
アプリケーションノート
概要:

概要

誘導炉は、金属素材内で大電流を生じさせこの金属を溶かします。電流は、炉内の3つの電極で誘導されます。炉の動作は自動化されており、金属素材が溶けると電極は外され溶融した金属がるつぼに注がれます。その後、金属は製造ラインに送られインゴットに鋳造されます。作業環境はきわめて厳しく、有線インフラの維持にはかなりの費用を要し、また充分な信頼性も得られません。炉を制御するには、炉内・炉周辺の合計20箇所で測定を行う必要があります。40,000A(300V)の回路短絡により発生した高調波電界効果が重大な干渉を引起こします。

概要

 

利点

  • 測定品質が向上します。
  • ケーブルが頻繁に破断することがなくなり、信頼性が向上します。
  • 保全作業と炉内清浄化作業が減ります。
  • 稼働時間が4倍に増えます。
  • バッチごとの炉の交換をより柔軟に行うことができます。
  • 高圧の電気による干渉から保護されます。

 

ソリューション

3台のYTMX580が、各誘導炉の上部、中央、および下部に据付けられました(合計で24箇所の温度を測定)。伝送器は、炉と一緒に移動します。温度信号は、計器室内に据付けられたゲートウェイに直接伝えられます。

ソリューション図解

ソリューション

 

結果

誘導炉は、無線システムを据付けて 1年以上連続稼働しています。温度測定の失敗は起こっていません。今回の無線システムの導入によって、稼働時間が4倍になりました。

 

まとめ

ISA100 Wirelessシステムによって稼働時間が増え、保守費用と作業が減りました。炉の制御において最も重要な点は、温度測定の失敗が生じなかったことです。お客様は、この炉での実証を終えたあと、残りすべての炉にもISA100 Wireless製品を導入する計画を立てています。

まとめ

過熱により堆積した鉄

まとめ

繰返し損傷を受けるケーブル

まとめ

遠隔パネルと大量な相互接続ケーブルの廃止

概要:

アプリケーション

リアクターの温度モニタリングと循環フィルターの圧力モニタリング

 

現場の課題

モニタ点と制御室の距離は80mで、長距離ではありませんが、パイプとタンクの密集地域です (“パイプ・ジャングル“)。

 

横河のソリューション

リピータを制御室とモニタ点の途中の高い位置に設置し、ゲートウェイにアンテナ延長ケーブルをつけました。

 

期待される効果

  • 配線とメンテナンスコストの削減 が可能になりました。
  • ISA100 無線伝送器の高信頼性により低パケットエラーレート通信を実現しました。

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アプリケーションノート
概要:

概要

電池室は、工場内の非常用電源を維持するための電池を保管する場所です。サブステーションにはそれぞれ電池室があります。電池は鉛電池であるため、指定された温度範囲内で保管しなければなりません。特に砂漠地帯では電池の有効寿命を長く保つために温度管理が重要です。

概要

概要グラフ

 

利点

  • 備蓄電池の保守効率を改善します。
  • 最小限の据付け費用:シングルホップの無線通信距離が最長 5kmあるため、中継器など無線用インフラが最小限で済みます。
  • システム保全作業の削減:30秒ごとの測定という条件下で電池寿命は10年に達します。
  • システム可用性の向上:ゲートウェイは冗長化されており、 1秒で切替えることができます。
  • 柔軟性と使い勝手に優れた構成:Sky Mesh法を用いたISA100無線ルーターによって、必要なインフラを最小限に抑えながら、信頼性に優れ通信エラー率を低く抑えたネットワークを実現しました。

利点

 

要件

  • 各電池室の温度と空調の測定値を集め、中央制御室でこれらを監視する必要があります。
  • すべての無線伝送器の通信経路を冗長にする必要があります。
  • ホストシステム用のインタフェースは、既存のサードパーティDCSと互換性がなければなりません。
  • 無線用インフラを減らして費用を最小限に抑える必要があります。

 

ソリューション

冗長性されたゲートウェイとアクセスポイントが中央制御室に据付けられました。ワイヤレスネットワークは、約 2km2のエリアに散在する24箇所の電池室と通信することができます。各電池室には、温度モニタリングのためにRTD(測温抵抗体)センサが据付けられ、また空調モニタリングのためにメカニカルフロースイッチが据付けられました。現場とネットワークの冗長性を確保することによって、データの可用性が高められました。OPCサーバーはオープンインタフェースであるため、ソフトウエアを追加することなくサードパーティ製DCSに接続することができました。

 

まとめ

現在、各電池室は無線で監視されています。冗長性のある無線システムによって、2km2のエリアにおいて信頼性に優れたネットワーク通信を実現し、75%を超える費用を削減しました。安全に関わる事象が現場で発生しても電力が常に利用可能であることを、非常用電源監視システムが保証します。

 

アプリケーションノート
概要:

概要

ディレードコーカー(熱分解装置)は、コーカーの一種で、残油を熱分解温度まで熱するプロセスが行われます。工業用炉の制御で最も重要な要素は温度です。温度測定は、炉全体のさまざまな箇所で行われます。温度は材料に影響を与えるため、最終製品の品質にバラツキが生じないよう正確にモニターしなければなりません。

概要

 

利点

  • 工場の立ち上げに要する期間と休止期間を最小限にとどめます。
  • 製品品質の向上:温度の連続モニタリングによって製品の品質が改善します。
  • 保守作業が軽減します(ケーブル、配線作業、ケーブル保守不要)。
  • 燃料消費を最適化し、運転費用(OPEX)を削減します。
  • 総消費電力の削減:機器の消費電力が少ないため費用を削減できます。
  • 既存ホストシステムとの統合:産業界で実績のあるModbusインターフェイスによって、さまざまなホストシステムとのシームレスな接続を容易に実現します。

 

要件

  • コーカーチューブ炉は、ディレードコーキングの中心的要素です。ヒーターが熱源であり、炉の出口温度は一般に約500℃です。
  • 以下の理由によって温度モニタリングが必要です。
  1. コーカー炉は、すみやかに熱分解温度に達するよう一定の割合で上昇する温度勾配を持つように設計されており、さらにこれによって燃料消費も最適化されます。
  2. バーナーは、チューブ温度の測定値によって制御されます。
  3. 炉内のコークスを取り除く必要があります。

コークドラムを連続運転するとチューブの裏装に絶縁層が形成され、表面温度にバラツキが生じます。

ディレードコーキングは、多くの精錬所で用いられるプロセスの 1つです。ここでは運転されるコークドラムは生産量に応じて 4台から 8台です。各コークドラムで最大24箇所の温度をモニタする必要があります。

要件

 

ソリューション

多点温度伝送器YTMX580が 3台据付けられました。それぞれ 8箇所の温度測定値を処理できるため、コークドラム 1台に必要な伝送器は3台で済みます。障害物が密集した測定エリアから600m離れた計器室に、フィールド無線アクセスポイントが据付けられました。 2台の中継器を用いて、計測機器とフィールド無線アクセスポイントとの間に冗長な通信経路が確保されました。フィールド無線管理ステーションは、RS-485シリアルModbus通信を介してサードパーティのホストシステムと統合されました。

ISA100 Wirelessシステムはカスタマイズが容易なGUIを備えており、これによって操作員は確実に無線トポロジーをモニタすることができます。通信品質を視覚化することで、プライマリパスとセカンダリパスの誤り率などの無線状態を識別することができます。

ソリューション

 

まとめ

  • 無線ソリューションによって、現場から計器室へ延びる膨大なケーブルの本数を減らすことができました。
  • 入力 8点10秒ごとの温度測定という条件下で、高容量塩化チオニルリチウム電池の寿命は18カ月を超え、OPEXを削減することができました。
  • 産業界で実績のあるModbusインターフェイスによって、既存のサードパーティ・システムと容易に接続することができました。
  • ISA100 Wirelessは通信範囲が広いため、必要なインフラが最小限で済みました。据付け期間と費用の削減という直接的な恩恵がお客様にもたらされました。
  • ISA100 Wirelessアーキテクチャの信号可用性はクラス最高を誇り、無線接続も安定しています。今回もお客様の要件をすべて満たし、高信頼の無線ソリューションであることが実証されました。
  • ネットワークトポロジーは変更可能であるため保有コストが削減されます。必要な場合には、いつでも機器を追加することができます。

当社は、一世紀にわたり高信頼でスケーラブルなオープン技術を提供してきました。ISA100 Wirelessソリューションは、お客様の所有費用を削減し投資収益率を最大限にすることで、インダストリアルオートメーション産業の課題解決に対応しています。

概要:

測定点が頻繁に移動する貯炭場の温度測定を無線通信により常時観測

貯炭場で重要なリスク管理の一つに、石炭の自然発火による火災防止があります。一般的に貯炭場は、風を遮るものがない、広大な敷地に設置されます。そのため、空気の混入による自然発火のリスクに常にさらされています。
多くの場合、自営の消防チームによる災害対策が立てられていますが、あくまでもそれは対処療法です。対応が後手に回り、大災害を引き起こし、企業に存続不可能なほどのダメージを与える事態も起こりかねません。
火災の予防対策として、技術者によるパトロールを定期的に実施している企業も数多くあります。しかし、貯炭場での温度の計測は危険が伴います。また、広大な敷地をカバーするにあたって、大きな労力も必要となります。
横河電機の「プラントワイドフィールド無線」による、温度検知のソリューションを活用すれば、広大な貯炭場の任意のポイントから、安全かつタイムリーに温度情報を収集し、火災予防に役立てることができます。

 

「プラントワイドフィールド無線」とは?

工業用国際標準無線規格 ISA100 Wireless(IEC62734)を採用し、工業用途の無線通信で求められる信頼性と実時間性を確保した無線システムです。2つのアクセスポイントと同時に通信する冗長化通信「Duocast」方式を用いて、通信経路やアクセスポイントに障害が発生しても通信が途絶えません。更に拡張性にも優れ、アクセスポイントと上位システムの接続に、イーサネットのほか、無線 LAN、光イーサネットなどさまざまなインターフェースが使用でき、構成変更に柔軟で大規模な無線ネットワークを構築することができます。

 

お客さまのメリット

最長2km先から、最大500カ所をカバー

長さ約2mのポータビリティ熱電対を測定点に設置しました。そこに無線通信する温度伝送器YTA510を組み合わせることで、最も発火しやすい石炭山の表面から中2mの部分の温度情報を無線通信で伝送できます。また、無線なので貯炭場の形状変化にも容易に対応できます。通信距離は最長500mで、最大500カ所のポイントをカバーします。中継器を設置すれば、管理室から最長2km離れた貯炭場でも監視することも可能で、有線では現実的ではないスケールの定時定点観測を実現します。

安全で効率的な監視を実現。コストダウンも望める

無人による温度測定が可能となるため、危険が伴う貯炭場の温度測定業務から、技術者を解放できます。また、伝送器は電池駆動(電池寿命10年/条件依存)のため、メンテナンスもほとんど必要ありません。広範な貯炭場を隈なく調査する時間と労力を削減できる
ため、大幅なコストダウンも望めます。

導入も低コスト。しかも工期は最短 1 日

有線の場合、ネットワークを構築するケーブルや、それを設置する設備などが必要で、そのための経費や工期もかかります。しかし、無線通信では、測定点や中継点などに、機器を設置するだけなので低コストが実現します。また、工事も最短1日で完了するので、素早くシステムを導入することができます。

測定点が頻繁に移動する貯炭場の温度測定を無線通信により常時観測

 

さらなるニーズに応える YOKOGAWA のソリューション

無線フィールド機器はさまざまなラインナップをご用意しています。温度伝送器であるYTA510には、2点入力のモデルもあるほか、8点まで1台で対応する多点温度伝送器 YTMX580もあります。また、横河電機のソリューションによって、小規模システムから大規模システムまで、多様な上位システムに接続できます。

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