ISA100 Wireless

Size: px

Start display at page:

Download "ISA100 Wireless"

あきみたかぎ
4 years ago
Views:

1 IoT でご安全に!! ~ISA100 Wireless で変わる現場のリスク管理 ~ 工業用無線規格 ISA100 Wireless ユーザセミナ 2016 年 7 月 15 日鹿島セントラルホテル ISA100 WCI 日本支部支部長長谷川敏

2 無線計装への期待 2

産業事故の状況経産省産業構造審議会保安分科会 ( 第 6 回 ) 配布資料 http://www.

3 産業事故の状況経産省産業構造審議会保安分科会 ( 第 6 回 ) 配布資料 3

4 IoT でご安全に!! ISA100 Wireless で現場の見える化とリスク管理高経年化設備の保安 IoT ビッグデータ導入工場のスマート化標準化技術製品群ソリューション経済価値無線センサネットワーク IEC 高信頼ネットワーク - 強固なセキュリティ - ネットワーク拡張性 - 時間確定応答 - IPベース - マルチプロトコル対応温度センサリモート常時監視 IoT ビッグデータ等を活用した圧力センサガス漏れ検知レベルセンサ機器の予兆診断ガス検知器配管つまり診断産業保安のスマート化振動センサ蒸気漏れ診断スチームトラップ監視緊急遮断弁操作腐食センサバルブ開度計腐食検知予知保全エネルギー監視安全操業環境保全保全コスト削減工事コスト削減危険作業削減生産効率向上製品品質向上自主保安力向上 4

5 無線計装の実用化動向高速高信頼閉ループ制御緊急遮断弁操作ガス漏えい検知開ループ制御レベル圧力有線計器アダプタ手動バルブ開度スチームトラップ診断低速 ph 温度回転機振動監視環境監視配管腐食プロセス監視制御機器診断環境監視安全管理小規模大規模 5

6 無線の安全応用予知予防保全プロセスの状態監視 : 温度 / 圧力 / 流量 / レベル / etc. 製造設備の状態監視 : 振動 / 腐食 / スチームトラップ / 温度 /etc. 災害回避 / 災害拡大の抑制近年注目されている応用分野警報アラーム : ガス漏れ検知 / セーフティシャワー動作検知 / 津波発生検知緊急遮断 : 遠隔バルブ操作作業員の安全確保サイト内の作業員の追尾 / 避難場所への誘導 / etc. ガス爆発津波浮き屋根式タンクの火災プラント内の広域全域監視予兆監視と警報安全側にバルブを遠隔操作 6

7 安全応用の技術要件信頼性の高い無線通信信頼性と堅牢性へのコミット高信頼無線技術 / フォールトトレラントシステム緊急動作時間確定型応答へのコミット低更新周期 / 高速応答 ( 低遅延 ) プラント全体をカバー大規模ネットワークへのコミット長距離通信 / 拡張性と柔軟性を備えたネットワーク上記 3 つの要件を同時に満足する無線システムが必要 ISA100 Wireless は 3 つの要件を同時に満足しガス検知器などの安全応用製品が既に工場現場で稼働中 7

8 標準化技術 ISA100 Wireless (IEC 62734) ISA100 製品は幅広い業種の様々な用途に適用されています適用分野石油ガス化学電力鉄鋼食品薬品ごみ処理他ソリューションプロセス監視制御設備保全管理安全管理エネルギー効率監視地球環境保全各種法規制への対応ソリューション提供ユーザーの声標準仕様開発 11 の要件を同時に満足するためのブレークスルー技術 : DLL/TPL セキュリティ, OTA メッシュネットワーク / Duocast バッテリ寿命監視アラーム機能相互運用性マルチサブネット通信帯域管理バックボーンネットワーク (IPv6) カントリーコード QoS 管理 ( コントラクト ) トンネリングマルチプロトコルパブリッシュ / サブスクライブデバイスの相互運用性確保の認証試験実施マルチベンダ無線ネットワーク環境を提供実装応用開発 ISA100.11a はユーザーのためにグローバルのエキスパートが協力して開発した規格 8

9 なぜ IoT に ISA100 Wireless? 大規模ネットワーク対応 Wi-Fi, Bluetooth, ISA100 Wireless の比較 Wi-Fi (IEEE b) Bluetooth (IEEE ) 周波数 2.4GHz 2.4GHz 2.4GHz バッテリ寿命 Hours Days Years ISA100 Wireless (IEEE ) ノード数 / アクセスポイント ,535 (16bit) 通信距離 ~100m ~10m ~500m ( 標準アンテナ ) 通信距離延長ローミング可能不可可能通信スピード 11Mbps 1Mbps 250kbps トポロジースタースタースターメッシュハイブリッドセキュリティ ( 暗号方式 ) SSID, WEP 64bit, 128bit AES-128 冗長化 ( 経路 /GW) なしなしあり衝突回避方法使用用途 CSMA (Listen Before Talk) 無線 LAN モバイルカメラバックボーン Ver. 1.1: FHSS Ver. 1.2: AFH ウェアラブル端末音声通話 TDMA (Backchannel) CSMA (LBT) センサーネットワークプロセス設備監視 9

10 高信頼無線ネットワーク ISA100 Wireless ネットワーク構成 ( 冗長化システム ) 10

11 マルチベンダネットワークで多様なセンサをつなぐプロセス監視設備保全安全環境監視 11

12 ISA100 Wireless の特徴項目 ISA100 Wireless (IEC 62734) 位置づけ物理層ネットワークセキュリティアプリケーション工業用無線システム : コンセンサスベースのデジュール国際標準規格ユーザとベンダが一緒に開発した仕様 : ユーザの要件を満足した規格 ISA100WCI による相互運用性確保 : マルチベンダ環境の提供 IEEE GHz 帯 : グローバルで使用可能伝搬距離 : 約 600m( 見通し距離 ): 長距離通信により中継器削減 IPv6 アドレス (IP ベース技術 :6LowPAN): 将来性 (Industrial IoT) メッシュ / スター / ハイブリッド : ネットワーク構成の柔軟性チャネルホッピング (Black-listing):Wi-Fi との共存管理が可能 TDMA/CSMA 通信モード : 時間確定型通信 / 大量データ伝送バックボーンネットワーク : 大規模ネットワークに対応可能な拡張性アクセスポイント二重化 (Duocast): 高い信頼性と可用性暗号化 (AES128 bit 暗号方式 ) : 高い秘匿性でデータを保護 Join key, Network ID, Master key: デバイス認証で NW 侵入防止定期的な暗号化鍵更新の仕組み : 強固なセキュリティプロセス監視設備監視用途に加えガス検知器 (SIL2 認証 ) などの安全監視用途にも適用されている : 多用なアプリケーションに対応 12

dustrial wireless router deliver market leading ort Nivis ISA100.

From elps customers unlock ial network at a lower sed or legacy wired

mounted directly ovides customers with and comprehensive evice type, EUI-64

Yokogawa, Honeywell Yokogawa, Honeywell Cosasco, Honeywell Access Point (AP)

/ Flow Steam Trap Yokogawa, Honeywell Spirax Sarco, Bitherm, Armstrong, TLV

900 Nivis, Apprion, Nexcom Datasheet The VR900 with the MCS allows the

and router firmware, run and view command logs, and review network health

Yokogawa (Adapter), Honeywell GE, SKF, Honeywell, Yokogawa (Adapter) GW/AP +

GasSecure, Scott Safety, New Cosmos, Riken Keiki Adapter (HART, etc.

Electrical & Mechanical Specs Detail Input Voltage 24VDC Power consumption ~8.

13 dustrial wireless router deliver market leading ort Nivis ISA100.11a or e same platform. From elps customers unlock ial network at a lower sed or legacy wired bilities to make it the nd manage standards sure and ATEX Zone 2 an be mounted directly ovides customers with and comprehensive evice type, EUI-64 ID, 製品群マルチベンダソリューション１つのネットワークで多様な機器をつなげる Gateway (GW) Temperature Corrosion Yokogawa, Honeywell Yokogawa, Honeywell Cosasco, Honeywell Access Point (AP) Press. / Flow Steam Trap Yokogawa, Honeywell Spirax Sarco, Bitherm, Armstrong, TLV Level Vibration Yokogawa, Honeywell GW/AP Yokogawa, Honeywell, VersaRouter 900 Nivis, Apprion, Nexcom Datasheet The VR900 with the MCS allows the administrator to configure alerts, set advanced parameters, update devices and router firmware, run and view command logs, and review network health status. Administrators can even add their own custom sensor icons! Yokogawa (Adapter), Honeywell GE, SKF, Honeywell, Yokogawa (Adapter) GW/AP + Recorder DI/DO, AI, Pulse Gas Detector Yokogawa Yokogawa, Honeywell GasSecure, Scott Safety, New Cosmos, Riken Keiki Adapter (HART, etc.) Valve Position ph Yokogawa, Honeywell Technical Features cont. Electrical & Mechanical Specs Detail Input Voltage 24VDC Power consumption ~8.5W Power over Ethernet (POE) 24V Dimensions 12.4 x x 2.95 (L x W x H) Enclosure /Dust & Water NEMA 4x and IP67 Temperature Range C Relative Humidity Maximum 95% Certifications Detail Eltav, Flowserve, Honeywell Yokogawa (Adapter), Honeywell 2016年7月15日工業用無線規格ISA100 Wirelessユーザセミナ 13

14 ISA100 Wireless 準拠製品数の推移 70 ISA100 Device Additions Projected 2016 Total 14

15 ソリューション SIL2 取得ガス検知システム無線プロトコル : ISA100 Wireless 安全プロトコル : PROFIsafe over PROFINET GS01 Communication flows 15 15

16 海上プラットフォームでのガス漏れの遠隔監視 16

17 国内向け ISA100 Wireless ガス検知器新コスモス電機 ( 株 ) 理研計器 ( 株 ) 17

18 津波検知システムシステムの特徴レベル計 +ISA100 Wireless adapter 長距離通信 :600m 中継不要で制御室に警報信号を通知 Duocast により通信の冗長化 Tide Level 18

19 浮き屋根式タンク防火システム電磁弁の遠隔操作電磁弁内蔵DI/Oボックス制御ステーション ISA100 Wireless Limit SW出力開閉 Gateway Access Point DI/DO システムの特徴バルブ操作までの高速応答バルブ開度リードバックステータスの監視バッテリ寿命 10年消防危第14号に対応要約浮き屋根式タンクの屋根上に地震などで漏れ出した貯蔵物が雨水排水管を通じて流出することを防止する弁を自動又は遠隔操作で閉鎖できることとその予備動力源を定める Air出力開閉 Limit SW 大地震発生による浮き屋根式タンクの火災防止のためにドレイン弁を安全側に遠隔操作 2016年7月15日工業用無線規格ISA100 Wirelessユーザセミナ 19

20 回転機の振動解析 GE エナジージャパンベントリー事業部提供 20

21 スチームの漏れ配管のつまりの監視 21

22 経済価値投資イニシャルコスト計測器単体の価格は無線機器の方が高額であり GW/PLC 等のインフラデバイスが必要となるが有線機器のケーブル敷設コストと比較すると低価格となるランニングコスト無線の場合には電池交換が発生するが頻度は少ない巡回点検と比較してランニングコストが安い工期工程計測器設置が必要なのは有線でも無線でも同様有線の場合にはケーブルおよび関連設備の敷設のための工事期間が必要となる 2015 年 9 月 ISA100Wireless 名古屋富士石油 ( 株 ) 中田様プラントテストによる無線計装の有効性信頼性の評価回収安全操業現場設備プロセスの監視強化による自己保安力の高度化生産性向上設備の運転状態を監視することにより高負荷運転を維持して運転効率向上稼働率向上現場設備の運転状態の管理強化による安定操業保全コストの削減傾向監視によりメンテナンスの平準化と計画的保全が可能環境保全環境法規制の遵守と企業の社会的責任 (CSR) 22

23 まとめ IoT でご安全に!! 安全 = リスクが許容範囲内リスク原因の管理ができるリスクの見える化 : 広域全域監視多様性信頼性のある無線センサ ISA100 Wireless 23

24 ご清聴ありがとうございました ISA100.11a A framework for innovation 本文中の名称は各社各協会または標準化団体の商標または登録商標である 24

ISA100 Wireless

IoT でご安全に!! ~ISA100 Wireless で変わる現場のリスク管理 ~ 工業用無線規格 ISA100 Wireless ユーザセミナ 2016 年 12 月 9 日 ( 金 ) ISA100WCI 支部長長谷川敏 IoT モノのインターネットの時代がやってくる IoTは情報の収集蓄積解析反映応用のあらゆる面において革新をもたらすことからビッグデータの活用を具現化するとともに