- よくわかるフィールドバス - 2008 年 1 月 17 日 NPO 法 人 理 事 長 森 岡 義 嗣 ( 横 河 電 機 株 式 会 社 )
目 次 なぜフィールドバス? フィールドバスで 何 が 変 るの? 私 のプラントへの 適 用 性 は? 何 をすればいいの? 2
目 次 なぜフィールドバス? フィールドバスで 何 が 変 るの? 私 のプラントへの 適 用 性 は? 何 をすればいいの? 3
なぜフィールドバス? 生 産 効 率 を 上 げ コストを 削 減 し グローバルに 競 争 力 を 高 めたい 生 産 効 率 = 稼 動 率 品 質 運 転 コスト 4
ユーザの 導 入 理 由 (ユーザ 会 発 表 資 料 より) トータル 設 置 コストの 削 減 ( 配 線 の 削 減 省 スペース コミッショニングの 短 縮 ) プラントライフサイクルにわたるコストの 削 減 ( 機 器 診 断 予 知 保 全 ): by Suncor 保 守 点 検 のための 広 範 囲 な 移 動 の 削 減 : by BP 導 入 コストに 利 新 技 術 への 期 待 :by クラレ 工 事 費 低 減 ( 省 配 線 工 事 ) 省 スペース 測 定 精 度 向 上 マルチバリアブル センシング 新 技 術 調 査 評 価 : by 新 日 石 新 技 術 導 入 による 将 来 への 期 待 プラント 建 設 費 削 減 機 器 保 全 管 理 方 式 の 革 新 負 荷 ( 危 険 ) 分 散 と 情 報 集 約 の 両 立 : by 帝 人 プラントの 安 定 性 と 信 頼 性 の 改 善 機 器 ( 装 置 )の 利 用 率 改 善 運 転 費 保 守 費 等 の 固 定 費 の 削 減 変 動 費 の 削 減 : by Shell 5
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フィールドバスとは 情 報 を 統 合 するオープンなトータルアーキテクチャであり フィールド 機 器 制 御 監 視 システムを 相 互 接 続 する 全 ディジタル シリアル 双 方 向 通 信 システムである フィールドバス プロセス ホスト P L 制 御 システム F デバイス 7
フィールドバスで 何 が 変 わるの? 1 対 1 配 線 からマルチドロップ 配 線 へ 1 本 の 配 線 に 複 数 の 機 器 を 接 続 できる 8
フィールドバスで 何 が 変 わるの? マルチドロップ 1 本 の 配 線 に 複 数 の 機 器 を 接 続 する トランク 配 線 の 削 減 マルチコア シングルペア ダクトの 小 型 化 配 線 の 軽 量 化 55kg 7kg (/100m) セグメント 設 計 ( 同 じ 配 線 に 接 続 する 機 器 を 決 める こと)が 必 要 マーシャリングが 不 要 に なる 端 子 台 の 機 能 化 並 列 配 線 機 器 故 障 の 切 り 離 し 9
フィールドバスで 何 が 変 わるの? 情 報 量 の 増 加 視 野 の 拡 大 一 台 の 機 器 から 主 プロセス 値 以 外 の 情 報 が 得 られる 機 器 状 態 情 報 プラント 状 態 情 報 運 転 状 況 が 迅 速 に リモートで 把 握 できるようになる 10
フィールドバスで 何 が 変 わるの? 情 報 量 の 増 加 一 台 の 機 器 から 主 プロセス 値 以 外 の 情 報 が 得 られる マルチセンシングセンサー( 複 数 のプロセス 値 を 提 供 する 機 器 ) レベル 測 定 タンク 内 圧 測 定 用 圧 力 伝 送 器 マルチバリアブルだと 差 圧 静 圧 レベル 測 定 用 差 圧 伝 送 器 不 要 多 点 温 度 計 差 圧 と 静 圧 流 量 と 温 度 流 量 質 量 流 量 温 度 (コリオリ) 多 層 レベル(レーダ)など 配 管 内 圧 測 定 用 圧 力 伝 送 器 不 要 マルチバリアブルだと 差 圧 静 圧 流 量 測 定 流 量 測 定 用 差 圧 伝 送 器 11
フィールドバスで 何 が 変 わるの? 情 報 量 の 増 加 一 台 の 機 器 から 主 プロセス 値 以 外 の 情 報 が 得 られる 機 器 の 稼 動 情 報 機 器 の 稼 働 時 間 機 器 の 周 囲 温 度 (トレース 温 度 ) バルブの 総 トラベル 量 バルブの 静 特 性 機 器 診 断 情 報 導 圧 管 つまり 配 管 付 着 配 管 振 動 断 線 H L 12
フィールドバスで 何 が 変 わるの? 制 御 機 能 分 散 制 御 機 能 の 一 部 をフィールド 機 器 で 実 行 できる タイトコントロール プラント 環 境 保 護 用 ループなど 13
フィールドバスで 何 が 変 るの? 設 計 設 置 運 転 保 守 配 線 中 継 端 子 盤 の 削 減 I/Oモジュールの 削 減 本 安 バリアの 削 減 ディストリビュータ キャビネットの 削 減 計 器 室 の 削 減 機 器 数 の 削 減 -マルチバリアブル 機 能 コミッショニング 時 間 の 短 縮 -ループチェック 簡 略 化 運 転 効 率 UP 品 質 向 上 - 適 切 に 分 類 された 豊 富 な 情 報 の 取 得 -センシングデバイスの 高 精 度 化 停 止 時 間 低 減 保 守 効 率 安 全 性 向 上 - 診 断 機 能 の 充 実 - 相 互 運 用 性 マルチバリアブルによる スペア 在 庫 の 削 減 - 標 準 機 能 ブロック ソフトウエアダウンロード による 容 易 なアップグレード - 機 器 のリモート 調 整 設 定 -フィールド 情 報 のシステマティックな 活 用 設 置 費 用 の9%を 削 減 by ARC 運 転 費 用 の20%を 削 減 by ARC 14
フィールド 作 業 適 正 化 への 期 待 現 場 訪 問 の63%は 巡 回 と 問 題 無 しであった これを 最 小 限 に 減 らしたい 15
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私 のプラントへの 適 用 性 は? どこをフィールドバスにすればいいの? フィールドバスにするところ できないところ アナログ 主 体 or 接 点 (リミットスイッチ 電 磁 弁 等 )? 安 全 計 装 (ESDシステム Fire & Gasシステム) 対 応 機 器 の 種 類 配 線 は? 既 設 ケーブルの 使 用 は? 信 頼 性 は? 冗 長 化 できるの? バス 電 源 ユニット H1カード コントローラ LAS フィールド 機 器 危 険 場 所 にも 使 える? 国 内 防 爆 (TIIS 防 爆 )の 状 況 と 将 来 サポート 体 制 は? EPC ベンダー 17
私 のプラントへの 適 用 性 は? フィールドバスの 適 用 範 囲 接 点 関 係 フィールド 機 器 緊 急 遮 断 回 路 はFF 不 可 ガスクロはFF 対 応 製 品 無 し 多 点 温 度 計 が 使 える 接 点 関 係 フィールド 機 器 緊 急 遮 断 回 路 はFF 不 可 出 典 :IPC-PEJ-22-05Yプロセス 計 装 制 御 技 術 協 会 資 18料
フィールドバス 協 会 登 録 機 器 311 機 種 が 登 録 されている (2007 年 8 月 現 在 ) 差 圧 伝 送 器 圧 力 伝 送 器 (ゲージ 絶 対 圧 ) 電 磁 流 量 計 渦 流 量 計 コリオリ 流 量 計 レーダーレベル 計 超 音 波 レベル 計 レベルゲージ 温 度 伝 送 器 多 点 温 度 伝 送 器 バルブポジショナ 19 アクチュエータ 回 転 弁 用 アクチュエータ オンオフバルブコントローラ ph/orp 計 導 電 率 計 溶 存 酸 素 計 酸 素 濃 度 計 連 続 ガス 分 析 計 フィールドバス/ 電 流 変 換 器 フィールドバス 表 示 器 レコーダー など http://www.fieldbus.org/index.php?option=com_mtree&itemid=324
配 線 フィールドバス 用 のケーブル:Type A, Type B Type C, Type D 既 設 配 線 の 利 用 について ツイストペアケーブルであれば 評 価 対 象 になる 現 場 端 子 台 の 配 線 変 更 もしくは 端 子 台 の 変 更 が 必 要 20
冗 長 化 冗 長 化 できる 部 品 フィールドバスインターフェースカード 電 源 電 源 コンディショナ トランクケーブルは 冗 長 化 できない フィールド 機 器 のフィールドバス 端 子 は1 組 となっている 擬 似 的 にトランクを 冗 長 化 する 方 法 が 提 案 されている 支 線 での 短 絡 事 故 をアイソレートする 端 子 台 も 広 く 使 われている Controller Interface Power Conditioner Terminal Board Interface 事 故! 21
国 内 防 爆 (TIIS 防 爆 ) 対 応 2007 年 9 月 現 在 は 耐 圧 防 爆 のみ 選 択 可 FF-JのTIIS 防 爆 推 奨 案 を 提 示 ベンダへ 対 応 を 呼 びかけた FISCO 認 可 状 況 :バリア 認 可 済 み フィールド 機 器 は 準 備 中 FISCO 計 装 例 22 フィールドバリア 計 装 例
サポート 体 制 国 内 EPCの 状 況 EPCは 早 くからフィールドバスへの 取 り 組 みを 開 始 し 既 に 海 外 で 多 くの 実 績 があり 体 制 は 万 全 である 適 用 できるところはすべてフィールドバス (EPCセミナー2006 千 代 田 化 工 建 設 殿 発 表 事 例 より) 実 績 が 増 え ブラックボックスから 脱 却 し 不 安 感 なし (EPCセミナー2006 日 揮 殿 発 表 事 例 より) ベンダーの 状 況 海 外 で 多 くの 実 績 を 積 んでいる TIIS 防 爆 対 応 など 国 内 特 有 仕 様 もラインアップ 構 築 エンジニアリングツール ソフトウエアなどの 使 い 勝 手 向 上 知 識 経 験 の 水 平 展 開 IO 点 数 分 布 例 23
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エンジニアリング 方 法 の 変 革 セグメント 基 本 設 計 ( 方 針 の 策 定 ) セグメント 割 付 条 件 の 決 定 1セグメント 当 たりの 機 器 台 数 (ループの 重 要 度 消 費 電 力 防 爆 を 考 慮 ) 配 置 要 求 (P&IDより 配 置 を 想 定 し 極 力 距 離 の 近 いものを 配 置 ) 危 険 分 散 ( 冗 長 化 ループは 別 セグメントに) 制 御 周 期 要 求 ( 高 速 制 御 要 求 時 定 数 を 考 慮 接 続 機 器 台 数 にも 影 響 ) 増 設 ( 予 備 ) 要 求 ( 一 時 的 なデバイス 追 加 も 考 慮 ) 制 御 機 能 分 散 ( 制 御 機 能 をどこに 置 くか LASをどこに 置 くか) ケーブル 長 の 決 定 セグメントリストの 作 成 計 器 リスト 制 御 システム 仕 様 書 検 査 計 画 書 ( 機 器 受 け 入 れ 検 査 FAT SAT) 教 育 25
プラント 運 転 方 法 の 変 革 機 器 からの 情 報 を 利 用 する 運 転 機 器 からのアラームを 利 用 する 機 器 の 稼 動 状 態 をリモートで 確 認 する プロセスインターフェースの 状 態 情 報 を 利 用 する 教 育 26
メインテナンスの 変 革 機 器 の 情 報 を 利 用 するメンテナンス 機 器 の 稼 動 履 歴 を 参 照 機 器 の 状 態 情 報 を 参 照 機 器 の 自 己 診 断 情 報 を 参 照 作 業 記 録 の 自 動 化 機 側 での 作 業 をリモートから 教 育 27
PAMの 運 用 上 の 有 効 性 Plant Asset Management (PAM) Offer Solutions Beyond Maintenance to Operations % Improvement Beyond Maintenance Asset Performance Workforce Efficiency 効 率 稼 働 率 の 向 上 Plant Availability Product Defects Production Downtime コスト 損 失 の 削 減 Spare Parts Inventory Costs Unplanned Breakdowns 出 典 :ARC Advisory Group -60-40 -20 0 20 40 28
EUC-Jとセミナーのご 紹 介 エンドユーザ 委 員 会 : 日 本 (EUC-J)へご 参 加 ください 年 3~4 回 の 会 合 を 持 ち 活 動 をしています 委 員 長 : 株 式 会 社 三 鈴 エリー 布 川 了 様 事 務 局 : 株 式 会 社 山 武 笹 嶋 小 島 会 員 数 :33 アドバイザー: ベンダー 会 員 お 申 込 み: http://www.fieldbus.org/index.php?option=com_content&task=view&id=172&itemid=351&limit =1&limitstart=4 フィールドバス 協 会 公 認 フィールドバス 技 術 セミナー ( 主 催 ) フィールドバス 協 会 の 公 式 トレーニングサイトである 早 稲 田 大 学 理 工 学 術 院 総 合 研 究 所 産 業 オープンネットワークラボラトリー で 開 催 定 例 セミナー( 入 門 コース エンジニアリングコース)は 年 4 回 の 開 催 3/3( 月 ) 入 門 コース, 3/4( 火 )エンジニアリングコース お 申 込 み: http://www.fieldbus.org/index.php?option=com_content&task=blogcategory&id=120&itemid= 353 29
参 考 資 料 資 料 ( 和 文 ) AG-181 システムエンジニアリングガイド http://www.fieldbus.jp のニュース 過 去 のユーザセミナの 資 料 http://www.fieldbus.jp のニュース JEMIMAフィールドバス 規 格 JEMIS038-2006 http://www.jemima.or.jp/issue/index.htm フィールドバス 協 会 資 料 ( 英 文 ) FD-043 Technical Overview ( 技 術 概 要 ) AG-140 Wiring and Installation Application Guide ( 配 線 と 設 置 ガイド) AG-163 31.25 kbit/s Intrinsic Safe Systems ( 本 質 安 全 防 爆 システムガイド) AG-170 Function Block Capabilities in Hybrid/Batch Applications (ハイブリッド/バッチアプリケーションにおけるファンクションブロックの 機 能 ) AG-181 System Engineering Guidelines (システムエンジニアリングガイド) http://www.fieldbus.org 30
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