CONTROL ENGINEERING

無線計装のためのトポロジー

[2008年02月号]

無線計装を計画中の方は、計測器から制御システムに信号をどのように送るのかを、知っているだろうか。以下の実践的ガイドによって、固定式の計測器のための選択肢を整理して理解することができる。


By Peter Cleaveland, Control Engineering誌
この記事を :  印刷する プリントする ブックマーク  はてなブックマークに登録 この記事をクリップ! Buzzurlにブックマーク Yahoo!ブックマークに登録 メールで送る メールで送る
12345>> PAGE 1/5   目次に戻る

 Control Engineering誌などの雑誌の読者ならば、ここ数年、無線計装や無線による大規模工場の統合に関する多くの議論を見てきたことだろう。“フィールドバス戦争”の時と同じように、無線に関する議論は白熱したが、明確な結論は出なかった。とはいえ、無線がもたらす可能性の大きさは否定することができない。どうすればこの技術を自分の工場で使えるのかと考えてみると、多数の選択肢がある。この記事では、固定据付型のプロセス計装とその個々の装置に議論を限ることにする。大規模工場統合、従業員所在地管理、ワイヤレス・ワーカーなどの話題は、別の所で取り上げる。

 有線の世界と同様に、ある機器から上位の制御システムへ信号を送るには、さまざまな方法がある。無線機器を“繋ぐ”方法の選択が必要となる。無線の場合の一番大きな違いは、共通の媒体を使って通信することである。有線の場合は機器が増えれば配線を増やせばいいが、無線では所定の周波数の無線帯域を使い切ってしまう点が存在する。実用上は、配線の増設には費用が発生し、コンジットやケーブル・トレイには物理的制約もある。一方では、無線帯域がいつ限界に達するか明確なルールはあまりない。無線の干渉が問題になるような状況は十分に精査されたとは言えず、工場ごとに差が大きいと漠然と信じられているのみで、それを超えるような明確な結論は得られていない。

計測器と無線の構成

 最近の議論の多くは、いま増加している無線通信機能内蔵型の計測器に関するものだ。最近の送信機にはアンテナが生え、無線モジュールが電子機器の重要な部分になっている。内蔵無線機能付きの機器が一番簡単であるが、選択肢は限られている。計器メーカーは単純な機器から無線内蔵の導入を始めている。したがって、温度センサーや圧力センサーのようなものは多くが入手可能となっているが、コリオリ流量計のような複雑な機器は少ない。また、機器を電池電源で動作できることが導入の条件になることも多く、電磁式流量計のような電力消費量の高い機器は対象から外れている。

 一部のメーカーは、既存の計器に付加することができる無線通信モジュールを提供している。これらのモジュールは、4〜20mAのような標準的なアナログおよびデジタルの通信プロトコルに対応し、ビット・レベル機器(ON/OFF出力機器)も扱うことができる。送信機は通常、機器とは別の電源を持つ。外部電源の場合と電池の場合がある。この種のモジュールを用いれば基本的には、どのメーカーのどの機器でも選択することができ、選択可能性の幅が広くなる。ただし、別の機器を追加することが必要となる。応用分野のニーズによっては、機器の追加はたいした負担にはならないだろう。

電源の選択

 無線方式を用いる決定は、有線による接続を撤廃したいという要求から来るのが普通である。しかし、すべての配線が含まれているのだろうか。たしかに、ロータリーキルンの側面に温度センサーを設置する場合には、すべての配線は除去されなければならない。しかし、データ配線を無線化するだけで十分な場合もある。計器が入出力点から遠く離れていても、主電源の近くにある場合には、その電源を活用する意味は大きい。何年も持つとはいえ、電池の寿命は有限であり、送信機が使える電力量を制限する。高出力の信号は強固で信頼性が高い。外部電源が得られるならばそれを使う理由は少なくない。

 太陽光発電のような、他の選択肢もある。主電源が得られず、電力消費量が高すぎて従来の電池電源では実用的でない場合には、このような解も助けとなる。しかしこの記事では、電池電源の議論は内蔵式電池パックを仮定して進める。



12345>> PAGE 1/5   目次に戻る
この記事を :  印刷する プリントする ブックマーク  はてなブックマークに登録 この記事をクリップ! Buzzurlにブックマーク Yahoo!ブックマークに登録 メールで送る メールで送る

Sponsor Links

Partner Solutions

DNJ RESOURCE CENTER

PTCジャパン株式会社
【PTC/Mathcad】表計算ソフトを越えて計算の作成と文書化に適したソリューションへの移行

資料一覧を見る この資料をダウンロード