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1 ISA100 Wireless Compliance Institute PA 無 線 ネットワーク ~ISA100.11a 規 格 の 特 徴 とWCIの 取 組 み~ 2013 年 1 月 23 日 Copyright 2011 ISA100 Wireless Compliance Institute All rights reserved ISA Standard & Practice 理 事 ISA100 WCI 理 事 笹 嶋 久 1

2 内 容 ISA 国 際 標 準 化 活 動 (Standard and Practice) ISA100 委 員 会 とISA100 Wireless Compliance Institute (WCI) 工 業 用 無 線 センサとユーザー 要 求 ISA100.11a 規 格 仕 様 の 特 徴 期 待 される 応 用 例 と 適 用 事 例 計 測 展 2011/2012 紹 介 2

3 A Commitment to Cooperation and Standardization for the Global Automation Community Standards Certification Education & Training Publishing Hisashi Sasajima ISA Standards & Practice Board Conferences & Exhibits

4 ISA: The International Society of Automation Founded in 1945, the International Society of Automation is a leading, global, nonprofit member association of 30,000+ automation professionals engaged in the design, development, production, and application of devices and systems that sense, measure, and control industrial processes and manufacturing operations. Providing professional education and training, certification, conferences and exhibits, books and journal publications, and industry standards. Headquartered in the US, but with Member Sections in 28 countries worldwide, including Japan, South Korea, Singapore, and India President: Mr. Nelson Ninin, Yokogawa America Do Sul SA 2011 President: Mr. H. L. "Leo" Staples, Oklahoma Gas and Electric (OG&E) 2012 President Mr. Robert E. Lindeman, the Aerospace Testing Alliance (ATA) Mission Become the standard for automation globally by certifying industry professionals; providing education and training; publishing books and technical articles; hosting conferences and exhibitions for automation professionals; and developing standards for industry. Vision To work in partnership with members, customers, and subject-matter experts to disseminate the highest quality, unbiased automation information worldwide For more information, please visit 4

5 ISA Standards Development Standard and Practice ISA s standards development procedures are accredited by the American National Standards Institute (ANSI). Over 4,000 experts from around the world participate in more than 150 committees. Committee voting members must be approved but anyone can be an information member. Over 2,000 companies are represented on committees although there are no company voting rights, only individual member voting rights. Process is open, transparent, and balanced with no control from any industry sector or type of member (e.g., user, supplier, etc.). 5

6 ISA Standard and Practice Board Members Voting Members: 24 Needed for quorum: 13 Dunn, Donald VP, Co-MD: 100 Saudi Aramco Cosman, Eric VP-elect MD 99 Dow Chemical Tatera, Jim Past VP; MD: 76 Tatera & Associates Bartusiak, Don Co-MD: 95; MD: 50 ExxonMobil Brett, Pat MD: 7, 42, 52, 111 Honeywell Campbell, John AD ConocoPhillips Coppler, Mark MD: 12, 82, 92 Ametek Dumortier, Bernard AD Schneider Electric Federlein, Jim AD Federlein & Associates Gilsinn, Jim MD: 71, 90, 99 US NIST Icayan, Erwin MD: 18, 60, 98, 101 ACES Jamison, Jim MD: 103, 104 EnCana Lindner, Klaus-Peter AD Endress + Hauser Maggioli, Vic Co-MD: 84 Feltronics McAvinew, Tom MD: 37, 55, 74 Consultant Russell, Stephen AD Valero Sands, Nicholas Co-MD: 88, 95, 100; MD: 105 DuPont Sasajima, Hisashi AD Azbil Corp. Schnaare, Ted MD: 2, 102 Emerson Process Management Verhappen, Ian MD: 5, 20 Yokogawa Canada Weidman, Warren MD: 75, 93, 96, 97 Consultant Weiss, Joe MD: 67, 77, 107 Applied Control Sol. Wilkins, Maurice Co-MD: 88; MD: 106 Yokogawa Zetterberg, Dennis Co-MD: 84 Chevron Reimer, Ron DE, advisory/nonvoting Consultant Robinson, Charley Secretary, nonvoting ISA Staff MD = managing director. AD = administrative director. DE = director emeritus (advisory, nonvoting). 6

7 ISA Standard and Practice Existing Major Committees Setting Standard for Automation TM Committee ISA 2 ISA 5 ISA 7 ISA12 ISA18 ISA20 ISA37 ISA42 ISA50 ISA52 ISA60 ISA67 ISA71 ISA75 ISA76 ISA77 ISA82 ISA84 ISA88 ISA90 ISA92 ISA93 ISA95 ISA96 ISA97 ISA99 ISA100 ISA101 ISA102 ISA103 ISA104 ISA105 ISA106 ISA107 ISA108 ISA111 Title Manometer Tables Documentation of M&C Instruments and System Instrument Air Standards Committee Electrical Equipment for Hazardous Locations Instrument Signals and Alarms Instrument Specification Forms Measurement Transducers Nomenclature for Instrument Tube Fittings Fieldbus Standard for Use in Industrial Control Systems Environments for Standards Laboratories (INACTIVE) Control Centers Nuclear Power Plant Standards Environmental Conditions for Process M&C Control Valve Standards Composition Analyzers Fossil Power Plant Standards Electrical and Electronic Instrumentation Prog. Electronic Systems (PES) for Use in Safety Apps Batch Control Instrumentation and Computer Grounding Performance Requirements for Industrial Air Measurement Instruments Related to Health and Safety Sealing Technologies Committee Enterprise- Control System Integration Valve Actuator Committee In-Line Sensors Manufacturing and Control Systems Security Wireless Systems for Automation Human-Machine Interfaces High-Power Research and Dev. Electrical Systems Field Device Tool Interface Specification Electronic Device Description Language Commissioning, Loop Checks, and Factory & Site Acceptance/Integration Tests for Industrial Automation Systems Procedural Automation for Continuous Process Operations Advanced Measurement Techniques for Gas Turbine Engines Intelligent Device Management Unified Automation for Buildings 7

8 New Approach for Standards Automation Standards Compliance Institute (ASCI) WCI (Wireless Compliance Institute) Implementation Specification Development Interoperability Test Environment and Device Registration isa.org ASCI 8

9 ISAとISA100 委 員 会 ISA100 WCIの 関 係 標 準 化 実 装 技 術 開 発 普 及 認 証 International Society of Automation (ISA) SP 18 Alarm Mgmt WG1 標 準 化 委 員 会 (Standard and Practice) SP 50 Fieldbus WG3 ISA100.11a SP 84 Functional Safety SC12 Convergence SP 99 Cyber Security WG8,9 Users & User guide SP 100 Wireless SG19 Nuclear Automation Standards Compliance Institute (Non-profit company owned by ISA) ISA100 Wireless Compliance Institute (ISA100 WCI) (Interest group within ASCI with its own Governance structure including a governing board) WG21 People & Asset track WG14 Trust Worthy WG15 Backbone Backhaul WG16 Factory Automation WG18 Power Source ISA100 WCI(Wireless Compliance Institute)はISA( 国 際 計 測 制 御 学 会 ) 傘 下 の 非 営 利 コンソーシアムで す

10 WCI のISA100 規 格 対 応 機 器 の 適 合 性 認 証 スキーム 10

11 ISA100 委 員 会 2005 年 にISAの 標 準 化 委 員 会 (SP)のひとつとして 設 置 組 織 構 成 250の 企 業 から 400 名 以 上 が 委 員 に 登 録 世 界 各 国 の 各 方 面 の 専 門 家 が 参 加 無 線 機 器 ネットワーク 機 器 フィールド 機 器 制 御 システムベンダー 他 合 意 形 成 型 の 標 準 化 審 議 プロセス ユーザー メーカ その 他 の 委 員 の 適 正 な 構 成 比 率 25% その 他 33% サプライヤー 42% ユーザー ISA100 委 員 会 投 票 権 比 率 11

12 ISA100ファミリー プラントワイドな 無 線 ファミリー 標 準 12 Page 12

13 ISA100 歴 史 と 歩 み ISA100.11a-2009 Formally Ratified Wireless Compliance Institute formed certification body ISA100.11a-2011 Formally Ratified WCI Certified the First Group of ISA100 Wireless Products WCI Selected NTS as Independent Testing Lab Official ISA100 Demonstration. Arkema Chemical, Crosby, TX ISA100 Participation Explodes Scope expands to address End User Needs Meetings around the world ISA100.11a Standard Refined IEC/CDV. Tokyo IEC/PAS PAS approved Sept 2009 Oct 2008 May 2010 Oct 2009 May 2011 June Jan 2013 August 2011 ISA100 is formed Oct 2005 Message is clear: An End User Driven Industrial Wireless Standard is Needed Sept 2004 April 2004 May 2003 Dec 2002 DOE Program & WINA Voice of the Customer surveys Wireless Industrial Networking Alliance (WINA) formed. DOE Program sponsorship for Industrial Wireless Development DOE Industrial Why Wireless Report July 2002 Dept of Energy(DOE) Sponsored Workshop on Industrial Wireless Sensors, San Francisco, (40 invited attendees) 13

14 ISA100 支 持 企 業 例 14 Page 14

15 ISA100 Wireless Compliance Institute WCI はISA100 工 業 用 無 線 を 導 入 するユーザーや 製 品 開 発 するベンダーを 支 援 するための 組 織 であり 以 下 のサービスを 提 供 します フィールド 機 器 技 術 開 発 (IP)と 相 互 運 用 性 試 験 ツールの 提 供 相 互 運 用 性 試 験 ツールの 提 供 試 験 実 施 と 認 証 登 録 技 術 普 及 教 育 WCIは ISA100 無 線 技 術 の 実 装 と 導 入 に 必 要 な 時 間 コ スト リスクの 低 減 をミッションとして 上 記 技 術 普 及 活 動 を 行 っています 独 自 のIPをメンバーで 共 有 化 15

16 ISA100 WCI メンバー Supplier Member -Apprion -Azbil -COSASCO -CQUPT -Eltav -Flowserve -Fuji Electric -Gastronics -General Electric -Honeywell -Nivis -Perpetuum -Phoenix Contact -R3 Sensors -TLV -Yokogawa Non-Supplier Member -BP -Chevron -Chongqing University of Posts and Telecommunications ( 中 国 重 慶 郵 電 大 学 ) -Exxon Mobil Research & Engineering -Shell Global Solutions 青 色 : 理 事 会 社 16

17 Voice of the Customer (ユーザーの 声 ) 工 業 用 無 線 の 現 場 導 入 に 関 する 懸 案 事 項 出 展 : Industrial Wireless Sensor Networks, ON World March 2010 ユーザーは 工 業 無 線 の 現 場 導 入 に 関 し 無 線 伝 送 データの 信 頼 性 に 関 心 がある その 他 標 準 化 取 り 扱 いの 容 易 性 データの 信 頼 性 サイバーセ キュリティ 電 池 寿 命 などに 関 心 がある 17

18 Voice of the Customer (ユーザーの 声 ) 無 線 センシングに 関 するユーザー 要 求 Derived from USA Department of Energy and ARC User survey ISA100.11aは 全 ての 要 求 を 同 時 に 満 足 した 工 業 用 無 線 規 格 です! 18

19 Voice of the Customer (ユーザーの 声 ) 無 線 センサーネットワークに 関 するユーザー 要 求 事 項 と 技 術 要 件 セキュリティ 通 信 の 信 頼 性 電 力 管 理 オープン マルチスピード 多 機 能 拡 張 性 グローバル QOS( 通 信 品 質 管 理 ) マルチプロトコル コントロール 対 応 強 固 な 暗 号 化 技 術 24 時 間 365 日 稼 動 ; 高 信 頼 性 電 池 の 長 寿 命 化 と 交 換 時 期 の 予 測 複 数 のサプライヤーからの 機 器 購 入 更 新 周 期 の 早 い 機 器 と 遅 い 機 器 の 混 在 1つの 無 線 ネットワークで 複 数 のアプリケーション 無 線 フィールド 機 器 の 数 地 理 的 更 新 周 期 の 拡 張 性 世 界 各 国 で 適 用 可 能 な 技 術 通 信 遅 延 の 管 理 と 低 通 信 エラー 率 既 設 有 線 計 装 との 統 合 のための 投 資 最 小 化 無 線 適 用 範 囲 の 拡 大 19 Page 19

20 ISA100.11a 規 格 仕 様 ISA100.11aの 特 徴 とは? 幅 広 い 応 用 範 囲 に 適 用 可 能 標 準 化 されたIP 技 術 に 基 づく 優 れたメッシュネットワーク 拡 張 性 柔 軟 性 を 備 えたアプリケーション 層 20

21 工 業 用 通 信 のアーキテクチャ OSIモデル L7: アプリケーション 層 L6: プレゼンテーション 層 L5: セッション 層 L4: トランスポート 層 L3: ネットワーク 層 L2: データリンク 層 L1: 物 理 層 既 設 システム 対 応 HART FF Profi Modbus 中 間 層 は 常 に 共 通 WiFi 15.4 FHSS UWB 最 新 の 無 線 技 術 への 追 従 将 来 の 増 設 変 更 に 対 応 可 能 なアーキテクチャが 必 要 21

22 ISA100.11a :モニタリング 用 途 だけの 無 線 規 格 ではない セーフティ 0 緊 急 動 作 常 に 重 要 安 全 インターロック 緊 急 シャットダウン 自 動 消 火 コントロール コントロール 1 閉 ループ コントロール 頻 繁 に 重 要 アクチュエータの 一 次 コントロール 高 速 カスケード 2 閉 ループ スーパバイザリー コントロール 3 開 ループ コントロール 通 常 は 重 要 で なない 人 が 介 在 した コントロール 低 速 カスケードループ マルチバリアブル コントロール 手 動 操 作 遠 隔 操 作 による 入 門 ゲートコントロール 手 動 によるポンプ バルブの 設 定 調 整 モニタリング 4 警 報 単 発 的 イベントにもとづく 保 守 作 業 バッテリ 交 換 設 備 追 尾 管 理 5 ログ ダウンロード アップロード 緊 急 性 が 低 い 履 歴 収 集 保 全 保 守 診 断 アラーム イベントの 報 告 ISA100.11aの 適 用 範 囲 22

23 ISA100.11a アーキテクチャ コンサルタント ベンダー テクノロジスト Copyright ISA 2008 ユーザー システム インテグレータ 23 Page 23

24 ISA100.11a メッシュ ネットワーク デザイン 1. IPベースのバックボーン 2. データの 認 証 と 健 全 性 の 確 保 3. 中 継 経 路 の 順 応 性 4. 電 池 の 長 寿 命 化 と 交 換 時 期 の 予 測 5. 時 間 確 定 応 答 型 のスケジュール 通 信 6. WiFi (IEEE )との 共 存 可 能 7. マルチパス 干 渉 の 低 減 8. ユーザーによるメッシュ アーキテクチャの 選 択 と 展 開 24

25 ISA100.11a 1. セキュリティ - データリンクとトランスポート 層 のセキュリティ - AES 128 暗 号 化 - TAI Nonce (Number of Once) : リプレイ 攻 撃 対 策 - Over The Air (OTA) プロビジョニング Application Application Security UDP / IP TL Security Secure sessions Between IP ports Protects the data Layer 5 Security UDP / IP ISA100.11a Mesh DL Security Hop-by-hop Protects the mesh Layer 2 ISA100.11a Mesh Data Flow 25

26 ISA100.11a 2. 通 信 の 信 頼 性 -チャネルホッピングによる 干 渉 回 避 -チャネル ブラックリストによるWiFiとの 共 存 Black Listing (channel) WiFi メッシュネットワークによる 経 路 冗 長 化 - Duo castによる 二 重 化 伝 送 2400MHz 2425MHz 2450MHz 22MHz 2475MHz Cnannel Black Listing Superframe 26

27 ISA100.11a 3. 電 力 管 理 - ルーティング 機 能 を 持 たない 低 消 費 電 力 機 器 簡 易 センサー( Lick & Stick Sensors)への 応 用 - メッシュネットワークの 電 力 管 理 ISA100.11a では 各 フィールドデバイスが 電 池 期 待 寿 命 とエネルギー 関 連 情 報 をシステム マネージャに 報 告 する システムマネージャは 各 フィールドデバイスからのエネルギー 残 量 の 報 告 をもとに 通 信 リン クを 再 構 成 してネットワーク 全 体 として 電 池 寿 命 の 長 期 化 を 図 る 簡 易 センサー Lick & Stick Sensors S:セキュリティ マネージャー M:システム マネージャー G:ゲートウエイ 27

28 ISA100.11a 4. オープン - ISA100.11a 規 格 に 適 合 した 複 数 ベンダーの 機 器 による 相 互 運 用 性 無 線 ネットワークの 実 現 - WCI がISA100.11a 規 格 適 合 性 を 認 証 ベンダー A ベンダー B ベンダー C ベンダー D 28

29 ISA100.11a 5. マルチ スピード -マルチ サブネットによる 異 なる アプリケーション( 更 新 周 期 )への 対 応 ISA100.11a は 以 下 のようなデータ 更 新 スピードの 要 求 が 異 なる 場 合 でも 同 じネットワークインフラでサポート 可 能 です: 1. 即 時 性 を 要 求 しない 手 動 自 動 化 モニタリング 又 はアラーム Low Speed Monitoring Subnet 2. 即 時 性 を 要 求 する 自 動 化 モニタリ ング 又 はアラーム Peer to Peer 3. 自 動 化 コントロール:P2P Control Comm. High Speed Subnet 29

30 ISA100.11a 6. 多 機 能 - タイムスロット 長 の 構 成 の 柔 軟 性 - ショートタイムスロット (Slotted hopping mode: TDMA) - 時 間 確 定 型 応 答 通 信 ( 定 周 期 通 信 ) - ロングタイムスロット (Slow hopping mode: CSMA) - 拡 張 メッセージの 受 容 - エラーメッセージの 再 試 行 - データサイズの 大 きいメッセージの 一 括 伝 送 -Slotted hopping mode (TDMA) (TDMA: Time Division Multiple Access) 時 間 確 定 型 応 答 通 信 用 ( 例 :プロセスデータ) -Slow hopping mode (CSMA) (CSMA: Carrier Sense Multiple Access) 振 動 波 形 のようなデータサイズの 大 きいデータ 伝 送 用 - Hybrid mode (TDMA/CSMA) 30

31 ISA100.11a 7. 拡 張 性 - ISA100.11a ネットワークアーキテクチャはIPベース Manager Gateway IP Backbone ISA100.11a Scaled Mesh Network (6LowPAN)???? Gateway (& Manager) Gateway (& Manager) Gateway (& Manager) Gateway (& Manager) Mesh Mesh Mesh Mesh 31

32 ISA100.11a 8. グローバル - IEEE ラジオ: 2.4GHz ISMバンドは 世 界 中 で 免 許 不 要 で 利 用 可 能 な 周 波 数 帯 ( 但 し サプライヤは 各 国 の 電 波 法 適 合 証 明 を 得 る 必 要 あり) - カントリーコード: ISA100.11a は 世 界 各 国 の 異 なる 電 波 規 制 要 求 に 基 づき 機 器 の 送 信 出 力 や 使 用 周 波 数 をカントリーコードで 識 別 して 自 動 的 に 制 限 範 囲 内 に 変 更 するこ とができる 機 能 を 有 している 25MHz 5MHz WiFi Channel 1 Channel 6 Channel (channel) MHz 22MHz 2425MHz 2450MHz 2.4GHz ISM Band 2475MHz 32

33 ISA100.11a 9. QOS( 通 信 品 質 管 理 ) - ISA100.11aではコントラクトという 手 続 きを 定 義 してQOSを 実 現 している コントラクト: システム マネージャとフィールドデバイスの 間 のネットワークリソース 利 用 に 関 する 手 続 き 具 体 的 には 機 器 がネットワークに 参 加 する 際 にネットワーク 内 の 伝 送 経 路 や 使 用 周 波 数 な どのリソースを 機 器 のアプリケーションの 要 求 に 応 じてシステムマネージャが 割 り 当 てを 行 う 行 為 である 33

34 ISA100.11a 10.マルチプロトコル - ネイティブ モード - 基 本 的 なファンクション ブロックはサポートされている: AI/AO, DI/DO - Publish (input) / Subscribe (output), Alerts (events and alarms), Bulk transfer - トンネリング - ISA100.11a 上 でのレガシーフィールドバスコマンド/サービス - 例 : HART コマンドをISA100.11a 経 由 でトンネリングして 伝 送 することが 可 能 - 拡 張 ネイティブモード - ISA100.11a ネイティブモードを 利 用 して 拡 張 オブジェクトを 定 義 ( 制 御 バルブ 振 動 伝 送 オブジェクトなど) - WCIが 新 しいオブジェクトを 仕 様 化 している Native HOST A Native FF HOST B FF HART HOST C HART 34

35 ISA100.11a 11. コントロールへの 応 用 - バックボーンルーティングとの 組 み 合 わせに より 高 速 更 新 周 期 のアプリケーションにも 対 応 可 能 1 秒 周 期 更 新 R バックボーンルータ R 35

36 まとめ ISA100.11a はユーザー 要 求 に 基 づいて 開 発 された プロセス オートメーションに 最 適 な 無 線 センサネット ワーク 規 格 であり 以 下 の3つの 代 表 的 な 特 徴 をもつ グローバルに 広 い 範 囲 のアプリケーションに 適 用 可 能 である 標 準 化 されたIP 技 術 をベースにした 洗 練 されたメッシュネットワーク 強 力 柔 軟 性 拡 張 性 のあるアプリケーション 層 ユーザー 様 にとっての 価 値 ISA100.11a 規 格 をベースにした 工 業 用 無 線 技 術 導 入 は 多 くの 問 題 解 決 を 実 現 できると 確 信 しております 36

37 ISA100.11a Network Wireless Mesh Backbone Gateways Routers IP Backbone Plant Network Refer to: ISA100.11a

38 ISA100.11aのアーキテクチャと 構 成 要 素 ルーティングデ バイス I/O デバイス フィールドデバイス : 現 場 に 設 置 されるセンサ アクチュエータなど ルーティングデバイスは ネットワークトポロジー 上 で 隣 接 する 機 器 の データを 中 継 でき データ 送 信 経 路 を 選 択 します ルーティング 機 能 のない I/O デバイスは 中 継 のための 無 線 通 信 がなくなるため 低 消 費 電 力 で 電 池 寿 命 が 長 くなります 38

39 ISA100.11aのアーキテクチャと 構 成 要 素 ルーティングデ バイス I/O デバイス フィールドデバイス : 現 場 に 設 置 されるセンサ アクチュエータなど ルーティングデバイスは ネットワークトポロジー 上 で 隣 接 する 機 器 の データを 中 継 でき データ 送 信 経 路 を 選 択 します ルーティング 機 能 のない I/O デバイスは 中 継 のための 無 線 通 信 がなくなるため 低 消 費 電 力 で 電 池 寿 命 が 長 くなります 39

40 ISA100.11aのアーキテクチャと 構 成 要 素 ルーティングデ バイス I/O デバイス フィールドデバイス : 現 場 に 設 置 されるセンサ アクチュエータなど ルーティングデバイスは ネットワークトポロジー 上 で 隣 接 する 機 器 の データを 中 継 でき データ 送 信 経 路 を 選 択 します ルーティング 機 能 のない I/O デバイスは 中 継 のための 無 線 通 信 がなくなるため 低 消 費 電 力 で 電 池 寿 命 が 長 くなります 40

41 ISA100.11aのアーキテクチャと 構 成 要 素 ルーティングデ バイス I/O デバイス フィールドデバイス : 現 場 に 設 置 されるセンサ アクチュエータなど ルーティングデバイスは ネットワークトポロジー 上 で 隣 接 する 機 器 の データを 中 継 でき データ 送 信 経 路 を 選 択 します ルーティング 機 能 のない I/O デバイスは 中 継 のための 無 線 通 信 がなくなるため 低 消 費 電 力 で 電 池 寿 命 が 長 くなります 41

42 ISA100.11aのアーキテクチャと 構 成 要 素 バックボーンルータ バックボーンルータ: ISA100.11aの 無 線 ネットワーク 信 号 とバックボーンネットワーク の 信 号 を 相 互 に 変 換 します バックボーンルータはISA100.11aのサブネットワーク 拡 張 を 可 能 にし ISA100.11a 規 格 の 高 いスケーラビリティを 実 現 します 42

43 ISA100.11aのアーキテクチャと 構 成 要 素 ゲートウェイ システムマネージャ セキュリティマネージャ ゲートウェイ: バックボーンネットワークの 信 号 とプラントのアプリケーション の 信 号 を 相 互 に 変 換 します システムマネージャ: ISA100.11aのネットワークを 管 理 します セキュリティマネージャ: 暗 号 鍵 を 発 行 管 理 し ネットワークの セキュリティを 確 保 します 43

44 ISA100.11aのアーキテクチャと 構 成 要 素 プロビジョニングデ バイス ホストシステム プロビジョニングデバイス: 暗 号 鍵 とネットワークIDをフィールドデバイスに 設 定 します ホストシステム: フィールドデバイスの 監 視 制 御 を 行 います 44

45 ISA100 WCI 相 互 運 用 性 認 証 登 録 製 品 例

46 期 待 されるアプリケーション 例 石 油 アップストリーム 井 戸 元 監 視 パイプライン 圧 力 流 量 バルブモニタリング ポンプステーション 遠 隔 監 視 石 油 ダウンストリーム タンクレベル モニタリング 温 度 プロファイル モニタリング 機 器 の 状 態 監 視 プラントセキュリティ 侵 入 監 視 ガス 漏 洩 検 知 Sensor Network AP Wireless Backhaul AP Mobile 46

47 導 入 事 例 1 海 水 面 の 温 度 監 視 これまでの 問 題 点 有 線 の 温 度 センサによる 測 定 では 波 によりケーブルが 岸 壁 と 擦 れて 損 傷 し 交 換 頻 度 が 高 かった Existing System 解 決 手 法 無 線 センサを 海 上 のブイに 設 置 し 無 線 による 岸 壁 との 干 渉 がない 状 態 で 温 度 測 定 を 実 現 Wireless Solution Gateway The wired cable is damaged by waves many times Fixing wire Sea Thermal Sensor 無 線 機 器 導 入 による 効 果 ケーブル 保 守 交 換 費 用 の 削 減 低 コストでの 環 境 監 視 の 強 化 250m Thermal Sensor Sea Buoy 47

48 導 入 事 例 2 地 下 埋 設 高 電 圧 ケーブル 接 続 部 の 温 度 監 視 これまでの 問 題 点 大 電 力 を 扱 う 高 電 圧 ケーブルは 電 気 的 ノイズが 非 常 に 大 きい 地 下 埋 設 のため 有 線 機 器 の 設 置 コストが 高 い 安 全 上 の 課 題 を 抱 えつつも ケーブル 接 続 部 の 温 度 監 視 ができてい なかった 解 決 手 法 高 電 圧 ケーブル 埋 設 用 の トンネル 内 に 温 度 センサを 設 置 し トンネル 内 で 無 線 通 信 を 実 施 無 線 機 器 導 入 による 効 果 低 コストでの 高 電 圧 ケーブル 接 続 部 の 温 度 監 視 を 実 現 安 全 性 の 向 上 に 寄 与 Cable Joint Trench (Tunnel) About 80m Ground Repeater Gateway PER test at each repeater position Extend Antenna Cable Antenna Power Cables 48

49 導 入 事 例 3 プラント 内 圧 力 温 度 ゲージのリプレース これまでの 問 題 点 圧 力 温 度 ゲージでの 監 視 のため プロセス 値 を 伝 送 する 手 段 がなく 巡 回 監 視 が 必 要 となり 人 件 費 や 危 険 場 所 での 労 働 安 全 の 確 保 が 問 題 となっていた 解 決 手 法 無 線 センサを 設 置 し 制 御 室 から 直 接 プロセス 値 を 監 視 無 線 機 器 導 入 による 効 果 ワイヤリングコストをかけること なく プロセス 値 の 伝 送 を 実 現 監 視 精 度 の 向 上 現 場 巡 回 作 業 者 の 安 全 性 向 上 Approximate 300m Transmitters Tower Repeater Control Room Gateway Tower Repeater 49

50 導 入 事 例 4 回 転 体 の 温 度 監 視 これまでの 問 題 点 回 転 体 のため 有 線 センサでの 測 定 が 不 可 能 温 度 ゲージでの 測 定 のため プロセス 値 の 伝 送 が 不 可 能 解 決 手 法 回 転 体 の 温 度 監 視 を 無 線 センサで 行 い プロセス 値 の 伝 送 を 実 現 リピーターの 設 置 により 温 度 センサの 位 置 を 問 わず 監 視 を 実 現 Drum 温 度 センサ 無 線 機 器 導 入 による 効 果 これまで 有 線 機 器 では 測 定 でき なかった 回 転 体 での 測 定 が 可 能 となった 監 視 精 度 の 向 上 に 寄 与 Repeater About 3m Repeater Gateway 50

51 計 測 展 2011 TOKYO 51

52 計 測 展 2011 TOKYO 52

53 計 測 展 2012 OSAKA

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55 ご 清 聴 ありがとうございました ISA100.11a A framework for innovation 55