機械やプラントにはさらなる高性能と高速化が求められていますが、その運用方法も次第に重要視されるようになってきました。インターネットやスマートフォンの普及によってより身近になった技術が、産業分野でもより頻繁に使用されるようになっています。産業用計測技術は、こうした事情によって生じた要求も満たす必要があります。 新型のPMXシステムでは数多くの革新的なコンセプトを採用しているため、ユーザーにはかなり大きなメリットがあります。

産業分野で使用する機械やプラントでは、計測技術の使用が近年ずっと増え続けています。当然ながら、求められるのは定性的に正しい正確な計測結果ですが、それに加えて最新のオートメーション環境へのシンプルな統合を実現する機能も、注目を集めつつあります。投資の安全性と計測技術ソリューションの拡張性は、操作上の簡便性と共に、さらに重要な必要条件となっています。

産業環境での計測データ取得に関わるこうした要件を満たすため、計測技術のスペシャリストであるHBMは、新型のPMXシステムを市場に売り出しました。チャンネル当たり19.2 kHzのサンプリングレート、0.1%FSという精度の高さ、24ビットの分解能に加えて、計測アンプの持つ非常に高いEMC耐性により、計測データの品質が確実に保証されます。

モジュラー方式のソリューションによる安全性

このシステムは、最大5枚までのプラグインカードを保持する基本デバイスから構成されています。第1スロットは、高レベル自動化システム内での統合を可能にする通信カード用にリザーブされています。他の4スロットは、それぞれ4個のチャンネルを備えたアンプ用として、また組み合わせ型の入力/出力カード用として使用可能となっています。

現時点では、ひずみゲージ(ストレインゲージ、SG)用、アナログ標準計測信号(電流および電圧)用、デジタルおよびアナログの入力/出力用として、計測アンプを装備した3種類のモジュールが利用できます。これにより、最も頻繁に必要となる物理量(力、トルク、圧力、歪み、温度など)の測定が可能となります。

各モジュールへの電圧は、すべて基本デバイスから供給されます。モジュラー方式のため、将来的にプラントの拡張または改変が必要となった場合も、ユーザーには高い投資安全性が保証されます。また後日、そのアプリケーションで追加の計測データが必要になったとしても、追加の計測用カードを使用するだけで簡単にシステムを拡張することができます。

システム当たり4個のチャンネルでは十分でない場合、より大型のシステムをセットアップすることも可能で、その場合も簡単に各システム同士をネットワーク経由で同期させることができます。さらにこのシステムでは、機械やプラントの利用可能性の点でも大きなメリットがあります。万が一、計測用アンプが故障した場合でも、対応するカードを交換するだけで簡単に復旧できます。交換作業に要する時間とそれに伴う機械の停止時間を最小限に抑えることができます。

 

通信用のフィールドバス

今日の産業用計測技術には、単に正確な計測値を取得するだけではなく、非常に多くの役割があります。機械のオートメーションを引き継ぐ高レベルのコントローラからも、迅速かつ安全に計測値が利用できなければなりません。したがって、工業用イーサネットなど最新のフィールドバスプロトコルへの対応は、工業用計測技術にとって必要不可欠な機能です。

PMXシステムでは、リアルタイムのEthernetプロトコルであるEthercatおよびProfinetを経由することで、大量のデータでも高速で転送することが可能になっています。こうしたリアルタイムのEthernetプロトコルに加えて、このシステムでは他のフィールドバスもサポートしています。CANbusも使用可能なので、分散型の計測モジュールを接続することができます。分散型の計測モジュールには、例えば高い計測周波数が不要な温度センサなどがあります。

 

PMXシステムでは、強力なデジタル信号プロセッサを使用して、計測信号をリアルタイムで内部的に評価することができるため、高レベルのコントローラにかかる負担が軽減されます。単純な信号処理の他、信号の調整も行うことが可能です。またユーザーは、最大32個のいわゆるバーチャル計算チャンネルに加えて、PMXシステムが提供する計測チャンネルを最大16個まで使用することができます。

これらの計算チャンネルは、合計値や平均値の決定などの単純な算術計算から、PID(比例積分微分)コントローラまで、様々な計算の実行に使用することが可能です。すべての計測値、およびバーチャル計算チャンネルで生成された値は、Ethernetを経由して最大10 kHzのレートでコントローラにリアルタイムで転送することが可能です。こうしてコントローラへの負担が大幅に低減されます。

 

最新の運用コンセプト

HBMは、運用面でも新しいルートを開きました。PMXシステムには革新的なウェブサーバーが必ず付属しており、システムの状態や計測データを視覚化するだけではなく、操作設定も行うことができます。これには、ブラウザに依存しないJavascriptアプリケーションの開発が可能なGoogle Web Toolkit(GWT)が使用されています。

GWTテクノロジーは、主としてウェブアプリケーションに使用するユーザーインターフェースの開発用として使用されています。したがって、PMXシステムのユーザーインターフェースは、他の数多くのウェブアプリケーションと同様、ユーザーにとって非常に直感的で使い易いものになっています。

さらに、ユーザーにとってもう一つ大きなメリットがあります。それは、このユーザーインターフェース純粋にウェブベースなので、特殊なソフトウェアをインストールする必要がないことです。ブラウザがインストールされている標準的なデスクトップPCやノートパソコンが有れば十分です。これにより、モバイル(移動型)アプリケーションに加えて、リモートコントロールによる運用や制御が実現可能となり、試運転/メンテナンスにかかる時間を低減し、結果的にコスト削減にもつながります。

 

結 論

高品質で高精度の計測技術に、統合されたインテリジェンス高速データ転送を組み合わせたものが、新しいHBM PMXシステムが持つ機能の中核です。モジュール構造により、いつでもシステムの拡張が行えるため、新しい必要条件に合わせてシステムを適合させることが可能となり、結果的にユーザーの投資安全性が高まります

機械およびプラントエンジニアリングの分野では、こうした産業用計測システムの典型的なアプリケーションを見出すことができます。具体例としては、プレス機のモニタリング、組み立て部門、結合およびプラントのモニタリング、テストベンチ、生産ラインの最終試験などが考えられます。新しいPMXシステムには、特に複雑なオートメーションソリューションの分野において、工業用Ethernetを使用した通信オプションによる大きなメリットがあります。また、GWTテクノロジーのような最新の運用コンセプトにより、設定や操作が非常にシンプルになっています。

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