ネットワークテクノロジ | Murrelektronik

ネットワークテクノロジー by Murrelektronik

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デジタル化のバックボーンを担う、産業用通信ネットワーク

機械・システムの通信化が急速に増加する今日、ネットワークはデータ ストリームの生命線としての機能を担います。デジタル化を成功させるためには、パワフルかつ信頼性の高いネットワーク技術の導入が必要不可欠です。そこで注目すべきは、通信ネットワークが応用環境のさらなる多様化に対応できるほどの強さを備えているかどうかを確認し、従来のデバイスと最新のデバイスを組み合わせたネットワークを構築するには何が必要条件となっているかを見定めること、そして、迫りくるデータ通信の将来性にも適合できうるか、ということです。

産業用通信ネットワークの設計、計画、実装には、オートメーション技術に関する深い知識が必要であり、ネットワークデータの主な要件である信頼性、透明性、柔軟性を考慮した進行が求められます。

Murrelektronikは、基本的なスイッチから最新のPOE技術、そしてそういった機器を接続するケーブルに至るまでのコンポーネントを提供する能力だけでなく、お客様が配線作業工数を軽減しながらデータフローを最適化できるよう、サポートやアドバイスまで提供しています。

私たちは知識の共有、オプション(メリット・デメリット含め)の提示、そして「なぜそのコンポーネントがそこに必要であるのか」の説明をお客様へきちんとお届けすることで、産業用ネットワークの全体図や選択したソリューションの付加価値をきちんと理解していただけるよう努めております。

システムネットワーキングと必須ネットワーキング

今日における生産設備は、システム変更への柔軟性が必要となっています。だからこそ、その時のネットワーク要件に適合しつつ、機械やシステムのデータ関連機能の信頼性を同時に確保するために、ネットワークをどのようなトポロジー設計にするかが重要な役割を担います。また、断続的なセグメンテーションによる冗長接続や、上位レベルのネットワークへの無制限アクセスなどのコンセプトも、視野に入れる必要があります。

産業用ネットワークの設計には、透明性、柔軟性に加えて、個々の活用用途ごとに最適であることが求められます。デジタルサステナビリティーや診断機能の強化等、エンドユーザーが選択する要素こそが適切なネットワーク トポロジーを決定するのです。

スイッチはネットワークにおける舵取り役です

インテリジェント・インフラストラクチャ・コンポーネント(以下スイッチ)は、受信データを読み取り、適切なデバイスに転送する役割を持っています。これはネットワークのパフォーマンスがスイッチのパフォーマンスに大いに依存していることを意味します。マネージドとアンマネージド、どちらのタイプのスイッチを選択すべきかは、お客様がお持ちの条件とデバイスの機能によって様々です。

アンマネージドスイッチは、ポートやデバイスの設定に関してオプションが幅広いのが特徴で、エラー解析、ネットワーク診断、冗長化メカニズムといった重要な役割を果たしています。データ伝送を最適化し、設置を容易にし、かつ全体的なコストを削減してくれるため、ネットワークトポロジーにスイッチを使用することでお客様の目的に応じオプションの最適化を図ることができます。

一方、マネージドスイッチはポートやデバイスの構成に大きな可能性を提供し、エラー解析、ネットワーク診断、冗長化メカニズムのための機能を確固なものにします。こちらのスイッチはデータ伝送を最適化してくれる反面、設定の手間と結果としての全体のコストの増加がデメリットとして挙げられます。しかし、ネットワーク内で使用することでリモートアクセスが必要な場合を含め、コントロールの可能性を広げてくれるツールと言えます。

産業用ネットワークに注目!

以下の6つの事例にて、どういった点でどのように適切なスイッチが産業用ネットワークを強化できるのかを紹介しています。スイッチによるデータトラフィック管理がいかに適切な技術と適切な価格を伴った適切なソリューションを見つける機会を提供してくれるのか、我々Murrelektronikのこの問いの捉え方をさらにご理解いただけることと思います。

分散化などの要因を考慮し、Murrelektronikとともに作る、お客様が真に必要なシステムアプローチを導入することで、ネットワークの効率性と同時に機械接続に関する企業の知識が前進するきっかけを作ることができます。お客様のためにカスタマイズされた設置技術で、産業用ネットワークの最適化を図りませんか?

事例1:トポロジーチェックと最適化されたデータフロー

ビフォー

制御盤内のスイッチが出発点。回線(50m以上の回線あり)がフィールドを通り、ほとんどが同地点へつながっている。中継箱をフィールドに分散する手法では、設置スペースが大きくなり、多様なケーブルによって引き起こされる混乱を招きます。

または

第2の中継箱に別のスイッチを配置することで、設備をよりシンプルで透明性の高いものにできます。 

アフター

制御盤から走る回線が一本で済み、分散型スイッチでフィールド内にスター型トポロジーを構築します。

または

2つ目のスイッチをIP67のスイッチで代用します。

ベネフィット

ケーブル数を減らしスイッチを制御盤内からフィールドへ設置することによるコストの削減、設置時間の短縮、省スペース化、トラブルシューティングを容易化(制御盤とモジュール間のケーブル断線当の際)、軽量化に貢献します。

活用用途

物流センター、生産ライン(自動車)、幅広いロボットアプリケーション、プレス、塗装工場、クレーンシステム、F&B、無人搬送車など

まとめ

ケーブル配線の簡素化とコストの最適化により、より近代的なマシン/システムの設置を可能にします。

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事例2:ProfibusをProfiNETへ変更

ビフォー

従来のProfibusテクノロジーを使用すると、Profibusがもはや完全にサポートされておらず、バス型トポロジーのみでしか運用ができない…という事態に直面する可能性があります。そのまま長いフィールドバスケーブルを使用してしまうと、バスネットワーク内での広範囲なトラブルシューティングが発生する原因となり、問題が派生しかねません。さらに、(頻繁なエラーを引き起こす)終端抵抗器が必要になってしまったり、統合できるITサービスがなかったり、特別頑丈なDIPスイッチの設置をしなければならなかったりと、マイナス面が積み重なっていってしまうのです。

アフター

ProfiNetは様々なタイプの配列(スター/ツリーなど)をサポートするオープンなトポロジーです。ProfiNetはデータ伝送のための産業用イーサネット規格に基づいており、フィールドレベルの接続を可能にするだけでなく、産業用IT機能との組み合わせにも適しています。終端抵抗を必要としないこともメリットの一つです。

さらにProfiNetは自動トポロジー管理により、設置やダウンタイムを短縮します。ProfiNetデバイスは「プラグアンドプレイ」を叶えるよう設計されており、トポロジー内に簡単に設置したり、交換したりすることができる仕組みになっています。コントローラによって自動的にプログラムされるため、設定も不要です。

ベネフィット

柔軟性の高いシステム構造、革新的なProfiNET規格の透明性、高いデータレート、幅広い診断機能、TSN規格。

活用用途

Profibusを使用しているあらゆる事業(ツールチェンジャー付きロボット、自動車搬送ライン、機械工学、工作機械など)

まとめ

スマートネットワークは、設定、メンテナンス、トラブルシューティングに最新のProfiNetプロトコルを使用しています。ProfiBusシステムはもはやアップデートされておらず、システムをサポートする機器も減少の一途を辿っています。ProfiBusが過去のものとなりつつある今、交換を検討なされてはいかがでしょうか。

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事例3:アンマネージドスイッチからマネージドスイッチへの移行

ビフォー

アンマネージドスイッチスイッチは、プログラミングをする必要なく、迅速かつ容易な起動を実現してくれますが、この構成では、カスタマイズができないところが難点。

アフター

マネージドスイッチに移行することで、さらに多くの機能と診断機能を備えたスイッチ構成を叶えます。データトラフィックの導線/ガイドとして機能しており、TIAポータルのようなコンフィグレーションツールの使用も可能です。マネージドスイッチは、コントローラーを使って自動でトポロジーに組み込むことができ、さらにリモートメンテナンス機能を備えています。

ベネフィット

システム情報により分析と機能拡張を行うことができ、リモートメンテナンスは新たなサービスの可能性を開きます。マネージドスイッチは診断の補助としての役割も果たしてくれ、システムがアンマネージドスイッチ過多により過負荷になる心配といったありません。追加のマネージドスイッチを導入する際は、オリジナルから容易にコピー、実装ができる仕組みになっています。ProfiNetマネージドスイッチを使用すると、起動時にアドレッシングとコンフィグレーションが自動的にコントローラに引き継がれます。つまり、現地での直接の設置や工事を必要としないため、設置コスト削減にも貢献します。

活用用途

工作機械の建設、マシンエンジニアリング、搬送ライン、建機、ロボットアプリケーション、F&Bなど(機械のリモートメンテナンス、状態監視、予知保全などの機能含む)

まとめ

マネージドスイッチは投資コストが比較的高い一方、スムーズなデータトラフィックで産業用イーサネットネットワークの最適な運転を実現してくれます。アプリケーション・データは診断を確実にし、計画的なトポロジー解析、スケジュールされたリモートメンテナンス、および内蔵のトラブルシューティング機能により、特に計画外のダウンタイムが発生した場合に発生する時間とコストを節約できます。

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事例4:改造・拡張

ビフォー

機械の近代化/段切り替えに呼応して、追加のコンポーネントやポートといった課題が浮上しているケース。

アフター

適切なシステム解析により、既存の機械と新しいコンポーネントの最適なネットワーキングを実現します。冗長性を追加し、接続プロセスを標準化することで、機械のセットアップを容易化することができます。

ベネフィット

データへのニーズがお客様の目的、予算と一致するよう、機械が適切にアップデートされます。これは、設置技術の(再)整備、および両費用対効果とシステムの分析を含みます。

活用用途

あらゆる業界での技術革新および/または廃止による機器の改造

まとめ

適切なネットワーキングにより、既存の生産環境の中でマシンおよびデータ収集を近代化します。

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事例5:新しい機械への接続

ビフォー

機械の接続を旧式から現在の技術や標準に変更したいけれど、代替となるソリューションやイノベーションに目を向ける機会を逃したくない、というあなた。

アフター

ネットワークコンサルティングの真のシステムアプローチは、データ解析やトラブルシューティングなどの機能追加を含む、さまざまな技術・プラットフォームの選択肢へのよりよい理解をもたらします。

ベネフィット

正しい技術を用いることで機械はモジュール化され、複製が容易になり、現場内でのコミッショニング時間を短縮することができます。

活用用途

あらゆる分野で最適な新しい機械を導入することができます。

まとめ

コスト削減、さらなる機械接続のノウハウ、より高い独自のソリューション効率など、可能性が際限なく広がります。

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事例6 : 中央・分散型ネットワーク(IP20 または IP67)

ビフォー

制御盤内へのIP20スイッチの設置が標準的。分散型設置を行う場合、IP20スイッチを内部に設置した中継箱を用意する。

アフター

適切なIP定格を持つ分散型スイッチを、ネットワーク接続したい機器やセンサ、アクチュエータの近辺に設置します。こうすることで、スペース、配線、設置コストを大幅に削減することができます。

ベネフィット

産業用イーサネットインフラストラクチャを合理化し、それに伴う配線の労力とコストを削減することで、設置に全体的なコスト削減をもたらします。トポロジーがよりシンプルで明確になり、結果としてコミッション 時間も短縮することができます。

活用用途

物流、製造ライン、大型工場(包装、塗装工場、クレーン)、自動搬送車、一般的なマシンエンジニアリングなど

まとめ

必要に応じてマシン接続を分散化、およびコスト最適化。

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