ワイヤレステクノロジ

ワイヤレステクノロジ

常に理想的なソリューションを実現

さまざまなワイヤレステクノロジで特殊な産業要件に対応します。

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カテゴリ

  • Bluetooth

    Bluetoothは制御データを極めて過酷な条件や環境でモバイルデバイスやアクセスが難しいオートメーションデバイスにすばやく簡単に転送する方式です。

  • Trusted Wireless 2.0

    データとシグナルを簡単に信頼性を持って長距離伝送できるTrusted Wireless 2.0。

  • WirelessHART

    フルメッシュルーティングのWirelessHARTは極めて信頼性の高いソリューションで、プロセス産業でHARTフィールドデバイスをワイヤレスでネットワーク化するための低エネルギー入力を持っています。

  • ワイヤレスLAN

    ワイヤレスLANはモバイルオートメーションアプリケーションなど汎用性がある高性能ネットワーク向けソリューションです。

産業用ワイヤレステクノロジには単純なセンサ値の伝送から数百台のデバイスを接続する強力なネットワークまで幅広いラインアップのアプリケーションがあります。これはワイヤレステクノロジの要件が大きく異なっていることを意味します。

さまざまな要件があるため1つのワイヤレステクノロジですべてをカバーすることはできません。フエニックス・コンタクトはライセンスフリーで無料の4種類のワイヤレステクノロジに対応しほぼすべての産業アプリケーション用途をカバーできる製品とソリューションを提供しています。

ワイヤレステクノロジの概要

  • Bluetoothは工作機械やシステム製造のI/O、シリアル、Ethernetデータをすばやく効率的に伝送します。
  • Trusted Wireless 2.0はI/Oやシリアルデータを長距離で簡単に伝送するための専用ワイヤレスソリューションです。
  • WirelessHARTはプロセステクノロジでHARTシグナルを伝送する標準的なソリューションです。
  • Wireless LANは汎用の高性能ワイヤレスネットワークソリューションで、モバイルオートメーションアプリケーションにも理想的です。
BluetoothTrusted Wireless 2.0WirelessHARTWireless LAN
ワイヤレス標準IEEE 802.15.1フエニックス・コンタクトが社内開発IEEE 802.15.4IEEE 802.11
周波数帯域2.4 GHz868 MHz、900 MHz、2.4 GHz2.4 GHz2.4 GHz、5 GHz
見通し距離での作業範囲< 250 m32 km (900 MHz)
20 km (868 MHz)
5 km (2.4 GHz)
< 250 m< 1 km
産業環境での屋内作業範囲< 100 m< 250 m< 100 m< 100 m
トポロジポイントツーポイント、スターポイントツーポイント、メッシュフルメッシュポイントツーポイント、メッシュ
ネットワーク構造固定固定固定モバイル
データ速度最大3 Mbps最大500 kbps最大250 kbps最大300 Mbps
遅延数ms> 200 ms、周波数帯域、OTAデータ速度、ネットワーク構造により異なる> 3 s数ms
最小更新時間16 ms、PROFINET  4 ms、PROFINET
WLANとの共存極めて良好極めて良好良好良好なプランニングでは極めて良好
エラーに対する堅牢性極めて良好極めて良好極めて良好良好
一般的なアプリケーションPROFINET、PROFIBUS(シリアルデータ)I/Oデータ、シリアルデータHARTデータEthernet、PROFINET、EtherNet/IP™
機能安全PROFIsafeおよびSafetyBridgeアプリケーションに適している非対応非対応PROFIsafeおよびSafetyBridgeアプリケーションに適している

標準ワイヤレステクノロジはWLAN 802.11とBluetooth

フエニックス・コンタクトのBluetoothとWireless LANソリューションおよび製品は標準に準拠しています。とはいえ産業用ワイヤレステクノロジはコンシューマ向けやオフィスアプリケーション向けの標準製品とはまったく異なります。

産業用通信の特長は比較的小さなデータパケットを短い更新時間で周期的に送信する必要があることです。このとき通信の信頼性が極めて重要です。わずかでも脱落したり通信が中断すれば生産が停止しコストの発生につながります。年中無休で常に信頼性のあるワイヤレス通信には特別で堅牢な産業用ハードウェアが欠かせません。

十分に保護されているケーブル接続とは対照的にワイヤレス産業用通信の伝送媒体は干渉から保護されることなく供給されています。十分な伝送品質を保証するためにワイヤレステクノロジ自体にも産業用ワイヤレスモジュールにもさまざまな機構が取り入れられています。

これにはエラー訂正とスペクトル拡散方式、冗長データ通信、MIMO(マルチ入力、マルチ出力)アンテナテクノロジなどがあります。高い伝送周波数そのものが産業環境のさまざまなそして時には非常に強力な電磁干渉からの保護を実現します。通常、周波数インバータなどからの一般的な産業干渉は低周波数帯域(KHz、MHz)で発生します。ワイヤレス通信は2.4 GHz以上で行うためこれには影響されません。

高周波数帯域で発生する電磁干渉の原因の多くは同じ周波数を使用する他のワイヤレスアプリケーションです。このことからワイヤレス通信を中断させないための基本要件はすべてのアプリケーションに独自の周波数帯域を割り当てる周波数プランニングとなります。一般的には干渉が起こるのは干渉源が同時に同じ場所で同じ周波数帯域で発生した場合だけです。

ワイヤレスフィールドを物理的に制限するのは極めて難しくワイヤレス通信ではセキュリティ対策が必須となります。セキュリティ対策でデータの不正操作や読取りを防ぐことができます。多くのワイヤレスシステムにはITセーフティテクノロジの現行標準を満たす技術的なセキュリティ対策がすでに含まれており、セキュリティを確保したワイヤレスネットワークを構築することが出来ます。ワイヤレスシステムでは最新の最も安全な暗号化手順を常に使用する必要があります。

とはいえ技術的な対策だけではネットワークセキュリティとして不十分です。オペレータは組織対策も取る必要があります。詳細ページにVDIおよびドイツ連邦情報技術安全局(BSI)の該当ページのリンクが記載されています。リンク先には(ワイヤレス)ネットワークを保護する方法が詳しく記載されています。またフエニックス・コンタクトのIndustrial Wirelessエキスパートから総合的なアドバイスを受けることもできます。詳しくはお問い合わせください。

ワイヤレスデータ通信には高い周波数の電磁場が含まれているため健康に悪影響を与えるのではないかという疑問が残ります。比吸収率(SAR)は携帯電話のエネルギー吸収を測定するためにも使用されており、人体への影響を評価するための基本として用いられています。SARは特定の状況下で人体が吸収する放射電力量を表しています。

現時点では最大推奨値内であれば人体に悪影響を及ぼさないことがわかっています。通常BluetoothまたはWLANデバイスからの電波によるSARは、特に人体から離して使用する場合、放射電力の推奨値を大幅に下回っています。この問題に関する詳しい情報のリンク先はリンクページで見つかります。

しばしばワイヤレスシステムを用いてモバイルや移動中のシステムと通信します。移動により人や資産にリスクを与えることがよくあります。この場合ワイヤレスパスに沿った機能安全通信が必須となります。最も簡単なソリューションはPROFIsafeやSafetyBridgeテクノロジなどEthernetベースのセーフティプロトコルを使用することで、BluetoothやWLANワイヤレスパスを通じて安全に伝送できます。なぜならPROFIsafeおよびSafetyBridgeによる安全なエンドツーエンド通信の安全対策は伝送チャネルとは独立に実行されているからです。通常これをブラックチャネルと呼びます。

標準ネットワーク部品やWireless LANモジュール、BluetoothモジュールはIEC 61508シリーズのセーフティ標準に準拠した検証が不要であることから、いわゆるブラックチャネルで使用できます。セーフティプロトコルでエラーを検出したり通信をタイムアウトさせ、自動的にアプリケーションを安全な状態に切り替えます。通信が頻繁に中断しても機器やシステムの稼働率に影響を与えないようにするには、堅牢で信頼性のあるワイヤレス伝送ソリューションが欠かせません。

ブラックチャネルのネットワーク部品はIEC 61508に準拠して検証する必要はありません。

ブラックチャネルのネットワーク部品はIEC 61508に準拠して検証する必要はありません。

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