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簡単で本格的なワイヤレスI/Oシステムによる遠隔監視 産業用無線機器「Radioline」シリーズ:フエニックス・コンタクト

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産業設備のデータ利用の需要は増すばかりですが、産業用設備を管理する人手は少なくなる一方であり、産業用設備との情報のやりとりの自動化は必要不可欠となってきています。そのため、IoT化に向けて導入コストをかけずに手軽に始められる無線を使ったシステムが求められています。

フエニックス・コンタクトは、15年以上にわたり、標準の通信規格を実装した産業用無線機器を開発、提供してきました。その知見から、より産業用途に最適な無線システムを提供するため、独自の無線通信技術「Trusted Wireless」、およびそれを進化させた「Trusted Wireless 2.0」、そしてその技術を利用した製品群「Radioline」シリーズを開発しました。

無線技術「Trusted Wireless 2.0」

「Trusted Wireless 2.0」は、センサー、アクチュエーターの情報といった小さなサイズのデータを遠くに飛ばすことを目的にしています。以下、特長的な機能をご紹介します。

高共存性

「Trusted Wireless 2.0」は、2.4 GHzでは、8グループ、1グループあたり55のチャネルに分けられ、FHSS(周波数ホッピング)技術により、特定の周波数の干渉影響を排除します。他の通信の干渉に限らず、マルチパス干渉にも強くなります。また、無線LAN使用帯域をチャネルブラックリスト機能で指定することで、それを避けて周波数ホッピングさせることが可能になります。100以上のネットワークを共存させることも可能です。

セキュリティ

128ビットのAES暗号化によって、通信の秘匿性が得られます。また、RFC 3610に準拠した認証方式により、第三者のなりすましによる改ざんが抑止されます。

トポロジー

トポロジーとしては、ポイント・トゥ・ポイント、スター、メッシュの3種類が可能です。

構成可能なトポロジー

ネットワーク自動管理

あります。モジュールの追加、削除を自動的に検知して、数ミリ秒から数秒程度でネットワーク構造が再構築されます。

通信範囲

「Trusted Wireless 2.0」では、無線伝送速度を低速に設定し、適切なアンテナを使用した場合、2.4GHz帯でも数km以上の伝送が可能です。

「Radioline」シリーズ

「Radioline」シリーズ

「Trusted Wireless 2.0」の通信技術を利用した無線I/O製品群「Radioline」シリーズは、無線モジュールとI/Oモジュールからなります。無線モジュールにはリピーター機能が内蔵されており、メッシュの構成要素となれます。1つの無線モジュールには32個までのI/Oモジュールが装着可能です。I/Oモジュールでは、デジタル入力/出力、アナログ入力/出力、カウンター入力、リレー出力、温度入力といった7種類のモジュールがあります。I/Oモジュールは、無線モジュールに取り付けるとバスを通じて動作電源が供給されます。出力モジュールは、DIPスイッチで、通信不良時に値をホールドするか、クリアするか選択できます。1つのネットワークに無線モジュールは最大250台まで参加可能です。

ダイヤル操作だけでシステム構築

「Radioline」の最大の特長は、簡単な操作性です。無線モジュールに、必要なI/Oモジュールを取り付け、プログラミングや設定ソフトウエアによる設定なしに機器本体前面のダイヤル操作をするだけで、ワイヤレスI/Oシステムが簡単に構築できます。

下図-②のように、入力モジュールと出力モジュールで同じ番号に設定すると、入力モジュールに入ってきたデジタルまたはアナログ信号が無線を経由して、同じ番号の出力モジュールから出力されます。さらに、下図-③のように、別の無線モジュールにつけられた出力モジュールも同じ番号にすると、1つの入力モジュールへの入力を複数の出力モジュールへの出力も簡単に実現することができます。

ダイヤル操作によるシステム構築

使用例

このように無線で簡単にI/Oデータを飛ばすシステムを構築できるために、川、道路、線路など、有線を簡単に延長できないところを跨る設備のI/Oシステム構築に活用されています。

また、掘削した土砂を運ぶコンベアシステムなど常設でないシステムの監視では、より短時間、低コストで監視システムが増改築できることからよく活用していただいています。既設の制御システムがあるところに追加で計測監視システムを導入する用途では既設部分への影響を最小限にし、徐々に追加していけるという点が評価されています。

汎用性

「Radioline」のもっとも簡単な利用方法は、出荷時に有効になっている前述したI/O ⇔ I/O通信ですが、無線モジュールにはシリアルポートがあり、他に2つの使い方ができます。一つは、「Radioline」のI/OをModbusの無線I/Oスレーブとして使う方法です。Modbusマスターからシリアル、無線経由で I/Oアクセスができるようになります。もう一つは、シリアル通信の無線延長としての使い方です。この場合、「Radioline」のI/Oモジュールは使用せずに、RS232、RS485を通せるプロトコルなら各現場で使用されている独自プロトコルでも無線化が可能です。

シリアル通信モードでModbus対応のエネルギー計測器を接続している例

有線拡張性

「Radioline」のI/OモジュールをRS485に接続できる通信モジュールがあります。無線をどうしても通せない場所がある場合にはそれを活用し、無線と有線を混在したI/Oシステムを構築できます。無線モジュール同様、I/Oモジュールを32個まで接続可能です。

アクセサリー

各種アンテナの他、太陽光バッテリーシステム、制御箱、サージ保護器、シールテープ、アンテナバリアと用途に合わせて使用可能なアクセサリーも十分用意されています。

RS485、無線の混在I/Oネットワーク

導入のメリット

遠距離からの監視が可能な本格的なワイヤレスI/Oシステムをリーズナブルなコストで非常に簡単に導入可能です。また、運用しながらシステムを停止することなく容易に拡張していくことが可能です。無線技術自体は独自なものでありながら、オープンなプロトコルを実装、透過できるため、汎用性も高く、別売のデバイスサーバーによりEthernetからのアクセスも可能です。

また、2.4 GHz帯でワイヤレスLANでの通信が難しい場合でも「Radioline」システムでは難なく通信ができています。無料サンプル貸し出しにより、お気軽にゼロからの簡単無線I/Oシステム構築をご自身の設備でご体感いただければと思います。

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