アナログ信号のデジタル化

プロセス産業のデジタル化と港

産業用測定テクノロジでは、従来の4~20 mA信号が依然として現在も標準として広く使用されています。この確立されたアナログテクノロジによる高いメンテナンス性と汎用的なアプリケーションの可能性は、計画、設置、メンテナンス分野のスペシャリストに高く評価されています。フエニックス・コンタクトのMINI Analog Pro製品シリーズのプラグインゲートウェイにより、これらの信号を産業用バスシステムとネットワークに統合できるようになりました。これにより、プラント運用者にとって新しい可能性が開かれます。

課題


従来型のクローズドループ制御回路での多大な労力が必要な配線

オートメーションおよびプロセス制御エンジニアリングにおけるクローズドループ制御回路の従来型の構造は、フィールドに設置されたセンサ、通常は中央制御盤内にある信号処理用の中央制御装置、アクチュエータ(これもフィールドに設置)で構成されます。信号変換器と測定用トランスデューサは、フィールドのセンサシステムと制御レベルとの間のリンクとして使用され、通常I/Oモジュールに接続されます。
信号を測定ポイントからコントローラに伝送するには、相当な量の配線が必要です。これには時間がかかりエラーが起こりがちです。
もう一つのデメリットは、大量のスペースが必要なことです。例えば、8つの信号に対するインターフェーステクノロジとI/Oレベルには、実際のコントローラの前に通常DINレール上に約15 cmのスペースが必要です。

クローズドループ制御回路の従来型の構造

信号変換器とI/Oレベルのある従来型のクローズドループ制御盤

信号変換器とI/Oレベルのある従来型のクローズドループ制御盤

ソリューション


PROFINETゲートウェイとデイジーチェーン接続されるMINI Analog Pro

PROFINETゲートウェイとデイジーチェーン接続されるMINI Analog Pro

電気的絶縁とデジタル通信の組合せ PROFINETネットワークに簡単に統合

MINI Analog Pro PROFINETゲートウェイを使用すると、さまざまなアナログ信号およびデジタル信号をPROFINETネットワークに統合することができます。PROFIBUSからPROFINETプロトコルへの切替えは、特に改造プロジェクトにおいて興味深いものです。
ゲートウェイはユーザー団体PROFIBUS Nutzerorganisation e.V.により適合クラスC準拠として認定されており、そのため幅広いアプリケーションに簡単に移行できます。
プラグ・アンド・プレイの原理もこのアプリケーションに役立ちます。MINI Analog Pro信号変換器の出力端子を取り外し、PROFINETゲートウェイを挿入して、ネットワークケーブルを接続 – 作業はこれで完了です。

その他のゲートウェイとして、Modbus/TCP、Modbus/RTU、PROFIBUSの各プロトコルが用意されています

特長

  • コンパクトなゲートウェイを使用した任意の組合せで、信号変換器のネットワーク組込みが可能
  • 安全な電気的絶縁により、CPUに干渉のない信号伝送
  • 信号固有の入力カードを省くことにより、コストを削減し、省スペースを実現 すばやくエラーフリーで信号を1本のネットワークケーブルに結合
  • 運転中に電流信号を測定、またはアプリを使用して測定値を取得

デジタルの世界へ飛び込む

MINI Analog Proゲートウェイにより、従来型の信号変換器をModbus、PROFIBUS、PROFINETなどのシリアル通信プロトコルに直接接続できます。
信号変換器と測定用トランスデューサの出力信号はゲートウェイでデジタル化され、インターフェースレベルから制御システムまたはコントローラに直接伝送されます。つまり、特定のアプリケーションでは追加のI/Oレベルを完全に排除できます。
わずか6.2 mmのピッチで、温度、周波数、0~10 Vの信号、4~20 mAの信号、スイッチング接点、その他多くの信号タイプを同時に読み取ることができます。これにより、追加の配線の手間が軽減し、配線エラーも予防することができます。

MINI Analog Pro PROFINETゲートウェイを使用したクローズドループ制御回路の構造

PROFINETゲートウェイを使用したシステムトポロジ

PROFINETゲートウェイを使用したシステムトポロジ

ポイント


PROFINETゲートウェイとデイジーチェーン接続されるMINI Analog Pro

MINI Analog Proは4~20 mAの信号をPROFINETに適したものにします

MINI Analog Proを使用する特別な利点は、アプリケーションの範囲が非常に柔軟なことです。これは信号変換器と測定用トランスデューサの幅広い製品群の結果であり、ほぼすべてのアプリケーションに適したソリューションを提供します。もう一方で、オプションのプラグイン通信ゲートウェイにより、アナログテクノロジからの従来型の信号をデジタル伝送プロトコルにシンプルに統合することができます。信号変換器と通信ゲートウェイを組み合わせることにより、デジタル化とインダストリー4.0に向けた次のステップのための、コンパクトで柔軟、かつ効率的なソリューションが実現します。MINI Analog Proは4~20 mAの信号をPROFINETに適したものにします。