フィールドバス 良くある質問 - Fieldbus Foundation

FOUNDATION フィールドバス
- よくある質問 TM
NPO法人日本フィールドバス協会
日本フィールドバス協会
ユーザセミナ in Japan (東京)
長井記念ホール　2008/01/17
© 2008 Fieldbus Foundation
目次
普及状況
„
導入市場、地域、応用は？
フィールドバスのエンジニアリング
„
フィールド機器の制御機能はどう使えるのか？
ディジタルＩ／Ｏ、ロジック処理は？
„ パラメータの数が多い？
„ 防爆計装では接続機器台数が少ない？
„
„
設計・エンジニアリングは従来と何が違うのか？
フィールドバスのメンテナンス
メンテナンス作業はどう変わるか？
„ 機器交換時の作業は？
„
フィルドバス導入環境
いろいろなフィールドバスの統合は？
„ 既設プラントへの適用は？
„ 相互運用性の実態は？
„ 信頼性、コストは？
„
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日本フィールドバス協会
ユーザセミナ in Japan (東京)
長井記念ホール　2008/01/17
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導入市場、地域、応用は？
2007年10月現在
„ 導入数推定
z フィールド機器
950,000 台
z フィールドバス適用システム
11,000 システム
南米 5%
北米　27%
アジア・
太平洋 24%
欧州・中東・アフリカ
44%
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日本フィールドバス協会
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フィールドバス導入分野（業種別）
2007年10月現在
その他 6%
鉱業金属3%
化学　23%
水処理　4%
食品　4%
紙パ　5%
薬品　3%
石油・ガス17%
電力　10%
石油精製　15%
石油化学　10%
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日本フィールドバス協会
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フィールド機器の制御機能はどう使えるのか？
フィールド機器での制御機能と制御システムとの役割分担ではいろいろな考
え方があります。
制御システムが停止している時もPID制御を
継続する。
„ モニタリング主体でわずかな制御ループが必
要な場合に記録計とフィールド機器で計装す
る。
„ アナログ制御はフィールド機器で実施し、シー
ケンスはPLCで行う。
„ 単純なPIDはフィールド機器で実施する。
„
H1フィールドバス
VAL
TEK
AI
DI
PID
DO
AO
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日本フィールドバス協会
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ディジタルI/O、ロジック処理は？
„
ディジタル（ディスクリート）I/Oは標準機能ブロックです。
„
フレキシブル機能ブロックはハイブリッド制御にも適用します。
基本プロセス制御
基本機能ブロック
アナログ入力
アナログ出力
バイアス／ゲイン設定器
コントロールセレクタ
ディスクリート入力
ディスクリート出力
マニュアルローダ
PD制御
PID制御
比率設定器
アドバンストプロセス制御
アドバンスト機能ブロック
アナログ警報器
演算
むだ時間
デバイスコントローラ
入力選択器
積算器
進み遅れ
設定値ランプ発生器
関数変換器
出力スプリッタ
タイマ
ハイブリッド／ディスクリート制御
フレキシブル機能ブロック
多入力／多出力 - 8 チャネル I/O
♦ ベーシック I/O インタフェース
♦ リモートI/O
アプリケーション対応
♦ 協調ドライブ
♦ スーパバイザリデータ収集
♦ バッチシーケンス
♦ バーナー管理
♦ アドバンスト I/O インタフェース
♦ 他ネットワークへのゲートウエイ
♦ PC-PC間通信
フレキシブル
機能ブロック
標準の機能ブロック
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日本フィールドバス協会
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防爆計装では接続機器台数が少ない？
いろいろな防爆計装があります。
„ 耐圧防爆も可能です。
–
„
耐圧防爆では防爆による機器台数制限はありません。
本質安全防爆では：
–
–
–
–
–
アナログ計装と同じ考え方（Entity Model）ではバリアから供給できる電
流が70mAとなり、4台程度。
ケーブルの評価方法を現実的に緩和したFISCO Modelでは110mAに拡
大。
ガスの種類、危険場所のランクを緩和するとさらに250mA、350mAまで
拡大できる。
バリア機能を端子盤部に持たせ、原理的にバリア1つに1台の機器が接
続されることになるフィールドバリア方式では、防爆による機器台数の制
限を考慮する必要がない。
日本でFISCOモデル認証開始。認証バリアあり。今後デバイスの認証が
待たれる。フィールドバリア方式も日本で認証を受けることができる。こち
らも今後の認証が待たれる。
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日本フィールドバス協会
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パラメータの数が多い？
フィールドバス機器のパラメータはこれまでのスマート機器のパラメータ（TB）
と制御システムで持っていた制御用のパラメータ（FB）、通信用のパラメータ
（NMIB）から構成されています。
„ 機器パラメータ（TB）はスマート機器の持っていたパラメータに相当しま
す。
„ 制御機能パラメータ（FB）はこれまでは制御システムが持っていたもの
です。
„ 通信用パラメータ（NMIB）はコンフィギュレーションツールで自動的に設
定されるのでユーザは意識する必要はありません。
„ ユーザが意識するパラメータは機器とシステムを合わせて考えれば増
えていません。
TB: Transducer Block （変換器ブロック）
FB: Function Block　（機能ブロック）
NMIB: Network Management Information Base　（ネットワーク管理情報ベース）
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日本フィールドバス協会
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設計・エンジニアリングは従来と何が違うのか？
セグメント設計
„
制御ループ、機器台数、ケーブル長、物理的配置
機器仕様の決定
„
内蔵する機能ブロック、処理速度
本質安全防爆
„
エンティティモデル、FISCOモデル、フィールドバリア
FAT/SAT
„
FATでは全てのフィールド機器を使用せず試験を行う。既にフィールドに
出荷、設置されている。
„ SATで初めて全てのフィールド機器、制御システムが使用できる。
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日本フィールドバス協会
ユーザセミナ in Japan (東京)
長井記念ホール　2008/01/17
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メンテナンス作業はどう変わるか？
機器のインテリジェントとソフトウエアの組み合わせで作業手順を自動化でき
ます。自動化は作業時間を短縮し作業品質を向上します。
„
機器のメンテナンス作業の必要性を判断する情報を与える。
–
バルブの累積動作距離、ニアクローズ時間
–
バルブの動作性能曲線（シグネチャ）の取得
–
電磁流量計の電極付着、渦流量計のつまり、pH計の電極汚損
–
導圧管のつまり
–
断線
„
機器の校正作業の自動化
„
機器管理ソフトウエアへの情報蓄積の自動化
„
リモートで機器の状態が判断できるので、無用の現場出動を避けられる
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日本フィールドバス協会
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機器交換時の作業は？
機器交換時には設定のダウンロードを行います。
„
ダウンロード作業は自動ツールが行いますので、誰がやっても設定間違いはあ
りません。
機器故障時に他社機器への機器交換は可能ですか？
可能ですが、機器交換時にセグメントのコンフィギュレーション作業が必要になります。
コンフィギュレーション作業は以下の手順となります
„ 故障した機器をコンフィギュレーションから削除します。
„ これから接続する機器をコンフィギュレーションに加えます。
„ 実機を交換します。
„ セグメント全体の設定ダウンロードを行います。
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日本フィールドバス協会
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長井記念ホール　2008/01/17
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フィールドバス導入環境について
デバイスのラインアップ
„
„
フィールドバスに対応している機器の種類は着実に増えており、現在フィールドバ
ス協会には311機種が登録されています。
例えば、オンオフ弁のようにこれまで接点入出力で接続していた機器も含まれて
います。
ガイドライン・工事設計資料
„
„
„
„
„
フィールドバス協会のアプリケーションガイド
特にシステムエンジニアリングガイドラインAG-181(英語版、日本語版)
JEMIMAフィールドバスJEMIS038-2006
IPCのフィールドバス調査報告書
JEMIMAフィールドバスシステム開発取引の共通フレームガイドライン
各社のセグメント設計支援ツール
現場ツール
„
„
„
ハンドヘルドターミナル
ローカル指示計
ケーブルチェッカ
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日本フィールドバス協会
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いろいろなフィールドバスの統合は？
複数の通信規格の並存
„
分野別に適用される
プロセス工業
„
FOUNDATIONフィールドバス
組み立て工業では多種の通信がある。例えば、
プロフィバス
„ コントロールネット
„
簡単な機器では、例えば、
„
ASi
„ デバイスネット
„ Interbus
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日本フィールドバス協会
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既設プラントへの適用は？
Q）既設プラントへ部分的に導入できるか？
部分的に導入することが可能です。部分導入でフィールドバスを用いた計装、運転、
メンテナンスの検討をし、将来の本格導入の準備を進めてください。
„
日本の導入事例の多くはプラント全体からみれば部分導入です。
„
全面導入に踏み切った海外ユーザも部分導入・研究導入で検討・準備を行っ
ています。
„
具体的な部分導入のシステム構成は現在の計装により異なります。
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日本フィールドバス協会
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長井記念ホール　2008/01/17
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既設部品の流用は？
Q ）既設のケーブルは使えるのか？
フィールドバスの規格では日本からの提案で既設ケーブルの利用が考慮されてい
ます
ケーブルタイプDの規格は現在の計装ケーブルを想定しています。
„ 実装後、運転状況を観測してケーブルの評価を行う簡単な器具もあります。
„
Q）フィールド機器は？
フィールド機器の中にはアンプ部分の交換でフィールドバスに対応できる物もありま
す。
Q ）端子台は？
現場端子は既設端子台の利用が可能ですが配線変更になります。フィールドバス
用の接続器具に交換することも考えられます。
Q ）フィールドバスインタフェースは？
システム側のフィールドバスインタフェースは追加になります。また、エンジニアリン
グはやり直す必要があります。
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日本フィールドバス協会
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相互運用性の実態は？
Q）機器の仕様、パラメータの仕様はどのようにホストに伝えられるのか？
„
機器の仕様の内、フィールドバス機能に関する事項は機能定義ファイル(Capabilities
File)というキャラクタベースのファイルに、各パラーメタの仕様・取扱い方法はデバイス記
述(Device Description)というファイルに記載されます。
„
機器メーカはこれらのファイルを提供し、ホストはこれらのファイルを利用して相互運用性
を実現しています。これらのファイルはフィールドバス協会の相互運用性試験の試験対象
になっています。
„
最初はこれらのファイルの意義が充分に理解されておらず、特に機能定義ファイルCFに
関してはフィールドバス協会の仕様作成や試験開始も遅れたので現場で接続上の問題
が発生する場面がありましたが、今は改善されています。
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日本フィールドバス協会
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長井記念ホール　2008/01/17
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信頼性、コストは？
Q）信頼性は？
これまでの実施報告でも一旦稼動すれば安定です。
„ 機器自体はこれまでの物と同じ信頼性、環境条件である。
H1インタフェースの冗長化対応
電源コンディショナの冗長化対応
Q）コストは？
設置コストは従来と同等以下、運転コストは低下
機器単体の価格は若干上昇も、マルチセンシングや診断機能などの付加価値
により全体コストは下がる場合もある。
„ ケーブル削減、中継端子盤不要、計器室スペースの大幅削減
„ 教育および新しいオペレーションへの移行のためのコストは必要
→結果として運転コストの低下につながる。
„
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