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2001年3月29日発行 編集・発行： （株）エム・システム技研 MsysNet は小さく産んで大きく育てる 今月の話題 リモート I ／ O 製品のメリットについて −なぜリモート I ／ O なのか？ .............................................................. 1 ネットワークの基礎は機器間伝送端子（1）...................... 2 クラブメンバー便り 札幌テーケーシー株式会社 .......... 5 事務局からのお知らせ .......................................................... 6 クラブ員限定配布 リモート I ／ O 製品のメリットについて−なぜリモート I ／ O なのか？ （株）エム・システム技研 商品統括部 村上 良明 最近はプロセス信号のインタフェース機能として、フィールドネットワークを 利用した“リモート I ／ O ユニット”を使用する計装システムが本格的に普及し てきました。また、これらのシステムでは、フィールドネットワークとしていわ ゆる「オープンネットワーク」が採用される例が大半です。エム・システム技研 でも、現在、オープンネットワーク対応のリモート I ／ O 製品を積極的に展開し ています（詳細についてはエム・システム技研の情報誌「エムエスツデー」の 4 月号に特集記事を掲載しましたので、ぜひご覧ください。エム・システム技研の ホームページ上でもご覧になれます）。 原点は面倒な配線作業 それではリモート I ／ O 製品が普及する原点はどこにあるのでしょうか？ 先日米国シカゴで「National Industrial Automation Show」という、主として FA 関係の自動化に関する製品の 展示会があり、私もたまたま見学する機会に恵まれました。展示会の規模は相当に大きく（日本の計測制御展 ＝ INTERMAC の 3 倍ぐらいの規模でした）、展示内容も計測制御機器だけでなく、FA 用の各種センサ、メカ ニカルアクチュエータ、画像処理システム、端子台や配線器具などの各種電材、工具、箱物（パネル）、PC 関 連ハード、ソフトなど、多種多様な製品を数多くのメーカが出展していました。もちろん、リモート I ／ O 製 品や信号変換器を出展しているメーカもたくさんありました。 このショーを見学しながら気がついたことがひとつあります。それは、多くのメーカーがそれぞれの特長を 出しながら、いろいろな主張をしているのですが、彼らの言っていることを要約すればすべて、 「工事（作業） が簡単」ということにつながるのではないかということです。 工事が簡単ということは、実際にはいろいろな要素が含まれています。エンジニアリング、工事設計、機器 の設置、ダクトやピットの施工、配線作業（敷設、つなぎ込み）など、ひいてはテスト、メンテナンスまで。 この中で、エム・システム技研の身近な製品に関して言えば、 「配線作業が簡単（＝ Easy Wired）」と言うテー マがもっとも考えやすいと思います。変換器は現場（センサ、アクチュエータ）と中枢（コントローラ、イン ジケータなど）の中継器であり、両者を双方向で確実に接続することが大切な使命です。そして、なおかつ、 「簡単に接続する」というもうひとつの使命も同時に担っています。信号変換、アイソレーション機能、そし て小形化、プラグイン化、これらすべては「簡単に接続する→配線作業が楽」ということに寄与することは明 らかです（DC4∼20mAという統一信号がなかったら、それだけで、配線作業がどれだけ面倒なことでしょう）。 注目を浴びる Ethrenet リモート I ／ O が「配線作業が簡単」ということを、さらに一歩押し進める製品であることは容易に理解で きます。そして、アナログの統一信号が DC4 ∼ 20mA であるように、ネットワークは統一規格で、誰でもが 利用できるオープンネットワークの方向へと進んでいます。実際には、多くの種類の事実上のオープンネット ワークが覇権を競っていて、アナログの統一信号のようになかなか統一されないようです。現状では、多数あ 2001 年 3 月 No.21 1 るネットワークにそれぞれ特徴があるので、目的用途に応じて使い分けるのがベターであるといえます。 しかし、その中でも最近は Ethernet が最も注目され、米国を中心として、あらゆるネットワークの階層を Ethernet で統一使用という動きも出ています。実際、現在最も多くの人が利用しているネットワークは、 Ethernet であり、最も簡単に接続することのできるフィールドバス、つまり「配線作業が簡単」なフィールド バスが Ethernet であることは、日常の経験からもおわかりになると思います。 省配線の先は無線化 さて、リモート I ／ O における「配線が簡単」というコンセプトをさらに押し進めると、次にくるものは何 でしょうか? それは、 「配線作業が簡単」ということのひとつの到達点である「配線のいらない」無線化では ないでしょうか。実際、シカゴのショーではワイヤレス製品の展示が数多くありました。これらは、デバイス レベルのワイヤレス化製品（ワイヤレスリモート I／ O など） 、 Ethernet レベルのワイヤレス 化製品（無線 LAN など）およびテレメータリング用の無線モデムなどです。 エム・システム技研もこれからのテーマとして、無線化の推進に取り組んでいます。 米国市場で人気の 38・RACK 余談ですが、米国市場でエム・システム技研の 38・RACK が好評です。38・RACK は、機能的には大変シン プルであり、いわばデジタル I ／ O 用のリレーユニットです。ただし、この製品は PLC などの I ／ O ボードか ら、コネクタでワンタッチで接続（Plug to Plug）できるという点と、デバッグするときなどに使用するジャ ンパ線やランプに相当するスイッチ、LED表示器を内蔵しているという特長があります。つまり、メリットは “Easy Wired”そのものなのです。 これが歓迎されるのは、米国市場では横着で不器用な人が多いからではなく、エンジニアリング費や配線の Labor コストも含めたトータルの工事費用が節減できる点にあることは言うまでもありません。■ ネットワークの基礎は機器間伝送端子（1） MsysNet 製品は機器間伝送機能により、相互通信を行います。この機能を実現する機器間伝送端子は「盤間 渡り端子」というわかりやすいイメージで機器間を接続し、アナログ信号、デジタル信号を伝送します。 機器間伝送端子を使用することにより、DCS、多重伝送、データーロガー、テレメータなど、ネットワーク を使った様々な機能が実現できます。今回は、MsysNet製品のネットワークの基礎である機器間伝送端子の使 い方について、2 回に分けてご紹介しましょう。 ネットワークは 2 階層構造 MsysNet 製品のネットワークは 2 階層構造になっています（図 1 参照） 。ネットワークの基本は NestBus（ネ ストバス）で、これは下位のバスになります。 “ワンループコントローラ” （形式:ABE、ABH、ABA）や“リ モート入出力ユニット” （形式：SML）など、MsysNet 製品のほとんどがこの NestBus に接続されます。NestBus は RS-485 に準拠して 上位バス L-BusまたはM-Bus おり、伝送媒体として はシールド付のツイ リモート入出力 通信カード ステーション番号 ステーション番号 ユニット 形式：18LB（L-Bus） ストペアケーブル（よ （S♯：00∼3F） （S♯：00∼3F） 形式：DLA2（M-Bus） 形式：18LM（M-Bus） り対線）を使用しま リモート入出力ユニット 形式：SML（M-Bus） す。 NestBus に接続され 下位バス NestBus（No.2） NestBus（No.1） る機器は、ネットワー クのノードに相当す カード番号 カード番号 制御カード、 る 16 進のアドレスス （C♯：0∼F） （C♯：0∼F） リモート 入出力 イッチを1つ持ってお ユニットなど り、これでノード番号 図 1 MsysNet のネットワークとカードアドレス（ステーション番号、カード番号） すなわちカード番号 2 を設定します。このカード番号は 0 ∼ F まで設定することができます。ひとつながりの NestBus 内では同じ番 号を設定することができません。したがって、ひとつながりの NestBus には、最大 16 台のカードアドレスを 持った機器を接続することができます。 16 台以上の機器を、ネットワークで接続するためには、上位バスを使用することになります。上位バスに は、Ethernet に準拠した L-Bus（エルバス）と RS-485 に準拠した M-Bus（エムバス）の 2 種類があります。こ れら 2 つのバスを混在して使用することはできません。それぞれのバスに接続するためには、“通信カード” （18LB、18LM）、あるいは“通信ユニット”（形式：SML）が必要です（図 1 参照） 。 これら、L-Bus あるいは M-Bus に接続する機器には、ノードに相当する 16 進のアドレススイッチが 2 つあり ます。この2つのアドレススイッチで設定する番号をステーション番号と呼んでいます。ステーション番号は、 00 ∼ 3F まで、64 個設定することができます。 “通信カード”あるいは“通信ユニット”に、それぞれ NestBus をひとつずつ接続できます。そのため、16 台ごとにひとつながりの NestBus を設定し、通信ユニットを介して上位バス（L-Bus あるいは M-Bus）に接続 して、ネットワークを拡張して行きます。異なった NestBus 内では、それぞれ別個にカード番号を設定するこ とができます。 NestBus 内での信号伝送 MsysNet の機器間通信は通信効率の高いトークン NestBus パッシング方式を採用しています。通信プロトコル は、ノード（バスに接続されている機器）に送信権 1 3 2 （トークン）が巡回する方式です。トークンが廻って きた機器は、バス上に送信データを放送します。他の C♯：0 C♯：1 C♯：2 C♯：3 機器はそれを聞いて自己に必要なデータを取り込みま す。 図 2 のように、ひとつながりの NestBus に 4 台の機 図 2 同一 NestBus 内における信号の伝送 器が接続されているとします。カード番号は 0 から 3 まで、設定しました。カード番号は、同じ番号が重ならなければ、とくに 0 から始める必要はありませんが、 トークンがカード番号順にまわりますので、 理由のない限りカード番号順に接続しておくことをお薦めします。 ここで、カード番号 0 の機器からの信号をカード番号 1 と 2 の機器で受信（図 2 の①） 、カード番号 1 の機器 からの信号をカード番号 0 と 2 の機器で受信（図 2 の②） 、カード番号 3 の機器からの信号をカード番号 0 と 1 の機器で受信する場合（図 2 の③）をご紹介します。 （1）信号の伝送に必要な機器間伝送端子 ネットワークを介して信号（データ）を放送（送信）したり、信号（データ）を取り込み（受信）するため、 下記の 4 種類の“機器間伝送端子”と呼んでいるソフト計器ブロックがあります。 ① Di 受信端子：接点入力 32 点 ② Do 送信端子：接点出力 32 点 ③ Ai 受信端子：アナログ入力 2 点 ④ Ao 送信端子：アナログ出力 2 点 これら 4 種類の“機器間伝送端子”は、それぞれの機器内のグループ 11 ∼ 26 に登録、設定することができ ます（グループとは“ソフト計器ブロック”を登録する場所を示しており、00 ∼ 98 まであります）。すなわち、 NestBus に接続される機器には、それぞれ 16 個の通信用のソフト端子を設定することができます。 （2）“機器間伝送端子”の設定 信号（データ）を NestBus に放送したいときには、送信端子を設定します。接点データを放送するときには “Do 送信端子” （形式：32）を、アナログデータを放送するときには“Ao 送信端子”（形式：34）を使用（設 定）します。逆に、ネットワークから接点データを受信（取り込む）ときには“Di 受信端子” （形式：31）を、 アナログデータを受信（取り込む）ときには“Ai 受信端子” （形式：33）を使用（設定）します。したがって、 図 2 のような通信（データの伝送）を行うときには、図 3 のような“機器間伝送端子”の設定を行います。 そして、それぞれの機器間伝送端子について、詳細設定を行います“Do 送信端子”、 “Ao 送信端子”では、 表1のような設定を行います。ここでは同一NestBus内に送信するだけですので、ITEM 11は“0” （自己のNestBus 2001 年 3 月 No.21 3 表 1 送信端子の設定項目 内）を選択・設定します。宛先アドレスは、上 ITEM 内 容 DATA DATA コメント 位バス（M-Bus）に接続する DLA2 というユ 10 形 式 32、34 32：Do送信端子 ニットに送信するときだけ使用することにな 34：Ao送信端子 11 伝送範囲 0∼2 0：自己のNestBus内に送信 りますので、通常は“0” （指定しない）にし 1：上位バスにも送信 ます。これだけ、設定すれば、自分のところ 2：送信しない 12 宛先アドレス（DLA2用） 0、1 0：指定しない にトークンが来たときに、NestBus に伝送端 1：指定する 13 宛先ステーション番号 00∼3F 子にあるデータを放送します。 14 宛先カード番号 0∼F ネットワークからデータを受信する“Di 15 宛先グループ番号 11∼26 受信端子”、 “Ai 受信端子”の設定は表 2 のよ うになります。ITEM 11 で、送信元のステー 表 2 受信端子の設定項目 ITEM 内 容 DATA DATA コメント ション番号、 すなわち上位バスのアドレス番 10 形 式 31、33 31：Di受信端子 号を設定します。今回の例のように、同一 33：Ai受信端子 11 送信元ステーション番号 00∼3F、 00∼3F：送信元ステーション番号 NestBus 内からの信号を受信するときには必 FE、FF FE：送信元がパソコンのとき ず“FF” （送信元が自己と同じ NestBus）を選 FF：送信元が自己と同じNestBus 12 送信元カード番号 0∼F 択・設定します。ITEM 12では、送信元のカー 13 送信元グループ番号 11∼26 ド番号（0 ∼ F ）を設定します。そして、 ITEM13 で送信元のグループ番号、すなわち機器間伝送端子が設定されている場所の番号（11 ∼ 26）を設定し ます。これで、NestBus に放送されているデータを取り込むことができるようになります。 このように、送信端子ではとくに宛先を指定せず、同一NestBus内に送信するか、上位バスにも送信するか、 あるいは送信しないかを設定するだけです（Ao 送信端子では、ソフト結線の情報も設定します）。一方、受信 端子でどこから送信された信号を受信するのか、送信元のカード番号、グループ番号を設定します（ステー ション番号は、同一 NestBus 内からのときには必ず“FF”とします）。 （3）具体的な設定例 それでは、図 3 の例で説明しましょう。 カード番号 0 の機器では、グループ 11 に“Ao 送信端子”を設定し、アナログ信号を NestBus 内に送信しま す。ITEM 11 は“0”（同一 NestBus 内に送信）とします。 グループ 12 では、カード番号 1 からの接点信号を受信しますので、 “Di 受信端子”を設定します。ITEM 11 は“FF” （送信元が自己と同し NestBus）にします。ITEM 12 は送信元のカード番号を設定しますから、“1”、 ITEM 13 は送信元のグループ番号ですから、“12”とします。 さらに、グループ 13 では、カード番号 3 からアナログ信号を受信しますので、 “Ai 受信端子”を設定します。 ITEM 11 は“FF” （送信元が自己と同じ NestBus）、ITEM 12 は“3” （送信元のカード番号）、ITEM 13 は“11” （送信元のグループ番号）と設定します。 カード番号 1 の機器では、カード番号 0 からのアナログ信号を受信しますので、グループ 11 に“Ai 受信端 子”を設定します。ITEM 11 は“FF”、ITEM 12 は“0”、ITEM 13 は“11”と設定します。グループ 12 には接 点信号を NestBus に送信しますので、 “Do 送信端子”を設定します。そして、ITEM 11 は“0”とします。グ ループ13は、カード番号3からのアナログ信号を受信しますので、 “Ai受信端子”を設定します。そして、ITEM 11 は“FF”、ITEM 12 は“3”、ITEM 13 は“11”と設定します。 カード番号 2 の機器では、カード番号 0 からのアナログ信号を受信しますので、グループ 11 に“Ai 受信端 子”を設定し、ITEM 11は“FF”、 NestBus ITEM 12は“0”、ITEM 13は“11” と設定します。さらに、カード 1 3 2 番号 1 からの接点信号を受信 G11 G12 G13 G26 G11 G12 G13 G26 G11 G12 G11 Ao Di Ai Ai Do Ai Ai Di Ao するしますので、“Di 受信端 子”を設定し、ITEM 11は“FF”、 C♯：0 C♯：1 C♯：2 C♯：3 ITEM 12は“1”、ITEM 13は“12” G：グループ番号（11∼26） C♯：カード番号（0∼F） と設定します。 Ao：Ao送信端子 Ai：Ai受信端子 カード番号3の機器は、アナ Do：Do送信端子 Di：Di受信端子 ログ信号をNestBusに送信しま 図 3 各カードにおける機器間伝送端子の設定 4 すので、グループ 11 に“Ao 送信端子”を設定し、ITEM 11 に“0”と設定します。 (4)“機器間伝送端子”設定上の注意 上述しましたように、 “機器間伝送端子”の設定を行うと、相互に信号を伝送することができます。MsysNet のネットワークでは、ネットワークが立ち上がるときに、接続されている機器が持っている“機器間伝送端子” の内容を認識し合います。このため、ネットワークが動作しているときに、 “機器間伝送端子”を新たに追加 したり、あるいは設定の変更を行っても、その変更が反映されません。このような場合、ネットワークの再立 ち上げを行います。これを、ネットワークの再構築と呼んでいます。 ネットワークに参加している機器のカード番号をいったん変えて、再び戻したり、電源供給をいったん断っ たり、あるいはコールドスタートやホットスタートを行ったりすることで、ネットワークの再構築が行われます。 次回は、上位バスを経由した信号伝送を行うときや、パソコンからの信号を受信するときの設定をご紹 介します。■ クラブメンバー便り 札幌テーケーシー株式会社 札幌テーケーシー株式会社は、主に地方自治体の水道施設関連の仕事を手がけています。その中で、今回、 札幌テーケーシーが受注した「下水道処理場監視システム」についてご紹介します。 この「下水道処理場監視システム」は、 「下水場内にある第１処理施設、第 2 処理施設の水位や流量、ポン プの運転状況など、各種信号のトレンドをパソコンのディスプレー上に、記録計のように常時、表示させたい」 というお客様からの要望がありました。そこで、監視用ソフトとして“PC レコーダソフト” （形式：MSR32、 MSR16H）を使用し、監視システムを実現しました。 フィールドの信号を入力する機器には“リモート入出力ユニット” （形式：SML）と“変換器ネスト” （形式： 18MC）を使用しました。今回は演算や制御がありませんでしたので、これらの機器に対するソフト設定は、比 較的容易に行うことができました。ひげ状のノイズが発生する入力信号に対しては、時定数を持たせるといっ た対応をしました。 ネットワークにおいては、現状の“PC レコーダソフト”ではひとつながりの NestBus 上に複数台のパソコ ンを接続することができないため、図のように NestBus を 4 つに分けて敷設しました。第 2 処理施設で発生す る信号を、第 1 処理施設でも監視するため、Modbus で第 2 処理施設から第１処理施設に信号を伝送するよう 第1処理施設 第1処理施設 トレンド MSR16H MSR16H RS-232-C 第2処理施設 第2処理施設 トレンド RS-232-C 第2処理施設 トレンド MSR16H MSRS32 RS-232-C 変換器ネスト （形式：18MC） PCレコーダ （形式：R1M） NestBus Ao MSRS32 RS-232-C RS-232-C LK1 LK1 Ao 第1処理施設 記録計 第1処理施設 記録計 通信レベル 変換器 （形式：LK1） LK1 Ai NestBus NestBus 18MC Ao Ai リモート 入出力ユニット （形式：SML） 18MC Ai SML 18MC SML SML Ai Ai SML Di SML Di Ai NestBus 18MC Ai Ai Ai SML Modbus R1M 図 「下水道処理場監視システム」の機器構成 2001 年 3 月 No.21 5 にしました。これにより、第 2 処理施設で発生する信号を、第１処理施設と第 2 処理施設にあるパソコンで同 時に監視することができます。また、将来増設することになっていて、そのときにはバスを 1 つにまとめるこ とになっています。 機器それぞれが小さく、わずかなスペースに収納することができるため、計装盤も小さくすることができ、 操作室にスマートに配置できました。また現場でも、わずかな改造で既設盤内に設置することができました。 このように、今回私たちが受注した「下水道処理場監視システム」では、短時間のうちに機器の設置、シス テムの立上げを行うことができました。また、MsysNet 製品と“PC レコーダ” （形式：R1M）を採用して監視 システムを構築したことにより、コストを低減させることができました。さらに、監視画面の変更も、ユー ザー自身で行うことができるため、お客様に大変気に入っていただくことができました。これからも、MsysNet 製品の拡販に努めて参りたいと思います。■ ● 今回ご寄稿いただいたクラブメンバー ● 札幌テーケーシー株式会社 担当者：成田浩治様、松原弘昌様 〒 003-0012 北海道札幌市白石区中央 2 条 1 丁目 浅沼ビル TEL. 011-813-3336 FAX. 011-813-3343 事務局からのお知らせ ●海外研修ツアー参加者募集 本年、9 月 24 日からドイツ、デュッセルドルフで “INTERKAMA 2001”が開催されます。 “INTERKAMA ”は 2 年ごと（1999 年より変更）に 開催される、計測技術と自動化技術の世界最大の展示 です。エム・システム技研は、 “INTERKAMA 2001”を 見学する「海外視察研修ツアー」を企画しています。 ぜひ、ご参加いただいて世界の計装業界の動向を肌で 感じていただき、皆様のお仕事にお役に立てていただ きたいと存じます。 このツアーへの申込書など、参加者募集に関する資 料を郵送致しますので、ぜひご参加のご検討をいただ きますようお願い申しあげます。■ エムシスネットクラブ会員の皆様への技術支援は、エム・システム 技研大阪営業部ホットライングループ、東京営業部システム技術グ ループが担当しています。お気軽にご相談ください。 TEL. 0120-18-6321（フリーダイヤル） FAX.〈大阪〉06-6659-8510 〈東京〉045-451-6180 インターネットホームページアドレス http://www.m-system.co.jp/ ホットライン E メールアドレス [email protected] ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ エム・システム技研海外視察研修ツアー「INTERKAMA 2001」 日 時：2001 年 9 月 23 日（日）∼ 30 日（日） 8 日間 場 所：ドイツ ノルトライン・ウェストファーレン州 デュッセルドルフ 参 加 費：42 万円（お 1 人）全行程食事付、INTERKAMA 2001 入場料を含みます。 新東京国際空港（成田空港）または関西国際空港からの発着です（ご参加者の選択）。 募集期間：2001 年 4 月∼ 7 月 31 日（火）（ただし、定員になり次第締め切らせていただきます） 募集人数：40 名 エムシスネットクラブニュース 第21号 編集・発行： （株）エム・システム技研 エムシスネットクラブ事務局 横浜市神奈川区新浦島町1丁目1番25号 （テクノウェイブ100ビル8F） TEL. 045-451-6177 FAX. 045-451-6180 6 Copyright (C) 2001 M-System Co., Ltd. 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