産業用配線の“困りごと”解決講座（第4回目）

【困りごと、その2】設計・導入・作業・運用に至る全プロセスを改善し、さらにコストダウンを図るコツ

2回目と3回目は、特別編として弊社が出展した「JIMTOF2016」（日本国際工作機械見本市）のレポートをお届けしました。また今回からは元に戻り、ドイツ・Murrelektronik社の製品群について解説したいと思います。

さて初回は、Murrelektronik社の省配線ボックス「Exact12」を利用することで、ケーブルをコネクタ化し、産業用配線のトータルコストを削減できる点について解説しました。実はこの話には、まだ続きがあります。さらにMurrelektronik社は、省配線を推進する革新的なフィールドバスシステムとして、フレキシブルIP67 I/Oシステム・CUBE67を発売しているからです。

Exact12をご紹介した際に、工場内の工作機械やロボット、センサなど、自動化を支える産業用機器の電気配線コストに着目し、「設計から導入、作業、運用に至るプロセス全体で最適化を図り、最終的なトータルコストを下げることが重要である」と述べました。

もうこれ以上、部材費のコストを下げられなくても、各プロセスで「設計のしやすさ」「導入のしやすさ」「製造のコスト」「メンテナンス性」などを見直し、最終的なトータルコストの大幅削減につなげられるのであれば、当初の目的を達成できるわけです。そこで、今回ご提案したいのが、既存の大手フィールドバスを省配線化に最適なローカルバスに変換することで、システム全体の最適化を実現するフレキシブルIP67 I/Oシステム・CUBE67なのです。

Murrelektronik社のフレキシブルIP67 I/Oシステム・CUBE67。
バスノード（親機）とIOモジュール（子機）で構成。

ご存じの読者も多いと思いますが、フィールドバスは、工場現場で稼動する各種機器と、コントローラ間の信号のやり取りをシリアル通信で実現する規格のことです。一本のケーブルで、工場内の制御機器（PLCなど）を結び、その動作を指示したり、動作の状況などを相互にやり取りするための仕組みです。

このフィールドバスは、「DeviceNet」「PROFIBUS」「PROFINET」「EhterNet/IP」「EhterCAT」「CANopen」など、これまで多くの規格が各団体やメーカーによって定められてきました。Murrelektronik社のフレキシブルIP67 I/Oシステム・CUBE67は、これらの各種フィールドバスを変換する役割を担っています。いわば、現場に最も近いところで利用されるため、省配線化やコストダウン化に一番効いてくる部分なのです。

CUBE67の親機となるバスノードは、さまざまなフィールドバスに対応し、
CUBE67のローカルバスを変換するゲートウェイとしての役割を担う。

具体的にCUBE67は、バスノード（親機）とIOモジュール（子機）で構成されます。前者のバスノードは、別の表現をするとフィールドバスとローカルバス（CUBE67）を変換するためのゲートウェイとしての役割を持つ機器といえます。このバスノードにつながるのが後者のIOモジュールです。IOモジュールは、エッジ側のセンサやアクチュエータなどの信号を取り込み、ローカルバス（CUBE67）経由でバスノードへ信号を伝送する機器です。

親機のバスノードは、スター・トポロジーとして四方向に分岐できる構造になっています。正確にはポートは左右に2つずつ「セグメント1」と「セグメント2」に分かれています。

CUBE67のバスノードと各種IOモジュールの接続方法。
バスノードはスタートポロジー（4分岐）で、IOモジュールと接続。
IOモジュール同士はライン・トポロジーで接続できる。

この各セグメントに対して、IOモジュールを子機として16台まで接続することができます。IOモジュールはライン・トポロジーで数珠つなぎに接続できますが、各セグメントあたり最長30mまでの延長が可能です。

ケーブル長と接続されるIOモジュール数のルール。ケーブル長は各セグメントあたり最大30m。
バスノードにドロップされるIOモジュール数は、各セグメントあたり16個まで（バスノード全体で計32個）。

このフレキシブルIP67 I/Oシステム・CUBE67を導入することで、下記のように多くの効果を発揮できるようになるのです。

●コネクタ化による配線工数の削減
●制御盤内の省スペース化（IOユニットを盤外へ設置）
●IOユニットのモジュール化によるコスト削減
●自己診断機能による機械の可用性の向上
●現場における作業工程の標準化の推進
●Machine Options Management（MOM）機能

次回からは、これらCUBE67のメリットについて、さらに深堀していきたいと思います。