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   M  ICREX-NXは,富士電機の制御システム群において 中大規模プロセス制御用であり,エンジニアリング,ア ラームマネジメント,安全システム,制御システムセキュ リティ,バッチシステム,電子記録など多くの国際標準規 格に準拠したソリューションに対応できるシステムである。

  

図   にMICREX-NXによるシステムの構成を示す。 

   標 準シ ス テ ム は,HMI(Human  Machine  Interface) であるオペレータステーション(OS),制御コントロー ラ で あ る オ ー ト メ ー シ ョ ン シ ス テ ム(AS), プ ロ セ ス 入 出 力モ ジ ュ ー ル(ET200M), エ ン ジ ニ ア リ ン グ装 置

(ES)で構成される。各機器は,産業用スイッチングハブ

(SCALANCE)を介してオープンネットワーク  や  専用ネッ トワークで接続  す  る。OSおよびESには専用の産業用パ ソコンを使用  し  ,ワイド画面やWindows  7

〈注 1〉

  に  対応  すると ともに  視認性  や  操作性が向上  した  画面デザインを提供する。 

   M  ICREX-NXは,鉄鋼  ,  化学  ,  水処理などのプラント   の  拡張  や  処理能力の増強に合わせて,システム構成を順次 拡張できる高いスケーラビリティを持ち,生産から経営ま での情報システムとの統合や安全システムとの統合が可能 である。  また,既設資産を継承できるマイグレーション製 品も用意している。 

   こ  のように  MICREX-NX  は,  プラントの成長に合わせ られるスケーラビリティ,統一されたエンジニアリング環 境,先進的な監視制御機能,設備管理機能による保全作業 の効率化  ,  高度なセキュリティ,国際基準の安全性など  の 特徴があり  ,システム設計から運用,保守,更新に至る  ま での  ライフサイクルの各フェーズで提供  する。 

  

   「MICREX-NX」 の特徴   

  3 . 1  拡張性の高いシステムアーキテクチャ   ⑴ 豊富なCPU 群

   MICREX-NXの中核となるASには,処理能力に応じ た4 種類のCPUがシリーズ化されている。入出力ループ 数やアプリケーションソフトウェアの規模に合わせて選択 できる。 

⑵   多様なシステム構成

   MICREX-NXは, プ ラ ン ト規 模に合わ せ た コ ス ト パ フォーマンスの高いシステム構築が行えるよう,3パター

    安定と安全を支える情報・プロセス制御システム

「MICREX - NX」

  篠 淳一郎  SHINO Junichiro 鈴木 健浩  SUZUKI Takehiro 小野 健一  ONO Kenichi 

Information and Process Control System to Support Stabilization and Safety, “MICREX-NX”

生産現場を支えてきた制御システムは,上位システムとの情報統合,安全システムとの統合,セキュリティの強化などが 進んでいる。このような中,更新時期を迎える設備も多く,既設資産の継承と技術革新,国際規格化への対応が求められて いる。富士電機は,数多くの納入実績がある情報・プロセス制御システム「MICREX-NX」において,新たなバージョン V8.0を市場に投入した。ワイド画面やWindows  7への対応,視認性・操作性が向上した画面デザイン,国際規格に適合で きるアラーム管理・セキュリティ対応機器・安全計装システムなどでプラント操業の安定と安全を支えるシステムである。  

In  control  systems  supporting  production  sites,  information  integration  with  a  host  system,  integration  with  a  safety-related  system,  strengthening of security, and the like are progressing.  In such a situation, on the other hand, there is much equipment which is approaching  an updating time, and it is required for succession of established property, technical innovation, and correspondence to an international stand-ard.  Fuji Electric has marketed the latest version V8.0 of information and process control system MICREX-NX with many delivery track  records onto the market.  It is a system which supports the stability and safety of plant operation with Adoption of wide screen and Windows  7, The screen design which increase visibility and operability, alarm management, security devices and safety instrumented system which are  able to meet the international standards, and so forth.  

〈注 1〉Windows 7: 米国 Microsoft Corp.の商標または登録商標

安定と安全を支える情報・プロセス制御システム「MICREX-NX」

富士電機技報 2014 vol.87 no.1 特集  産業・社会に貢献する計測・制御ソリューション

ンのシステム構成を用意している  (  図   )  。    ⒜ グローバルシステム構成

  中大規模システム向けの標準構成である。1システム で最大 12 台のサーバおよびサーバ1 台当たり最大 32 台 のクライアントが接続できる。全ての構成において冗長 化が可能である。また,豊富なオプション装置の接続で,

データの長期保存,Webサーバ経由の監視,上位計算 機との連携など非常に拡張性の高いシステム構成がとれ る。

  ⒝ フラットシステム構成

  中大規模システム向けのコストパフォーマンスの高い 構成である。グローバルシステム構成のプラントバスと ターミナルバスを情報技術により重畳させてフラット化 している。ネットワーク回線やSCALANCEの共用が でき,機器,通信ケーブルおよび配線工事費などのコス ト削減の効果が得られる。

  ⒞ シングルステーション構成

  中規模システム向けの構成である。1 台のOSで,エ ンジニアリング,データ処理,監視操作機能を備えてい る。コンパクトな構成でありながら,HMI,ASを冗長 化できる。 

⑶   完全冗長化構成

   MICREX-NXは,HMI,AS,ネットワーク,I/Oの全 てにおいて冗長化が可能で,これを完全冗長化と呼んでい る。特に,  AS  の  冗長化  における  系切替  え  機能  は,  富士電 機の  既存  のシステム  や  他社システムと比較して優れてい  る。

多くの制御コントローラ  で  は,その通信経路上の一部に異 常が発生  すると,直ちに  制御コントローラの系が切り替 わる仕様  となっている  。  これに対して,  MICREX-NXは,

複数  箇所  の通信経路に異常が発生した場合,  稼動  系 ASを 継続運用させるために待機系 ASを活用して  ,正常な  通信

経路でデータ授受を行い  ,  稼動しているASの切替え  を抑 制するよう処理が行われる。  図 に,完全二重化による系 切替えの概念を示す  。  すなわち,MICREX-NXは,多重 故障に強く,可用性(Availability)が非常に高いシステ ムと  いえる  。 

  

  3 .  多種多様なネットワーク接続   ⑴ 既設資産の継承

   大規模プラントである鉄鋼プラントのエネルギーセン ターなどでは,段階更新が必要となる場合がある。この よ う な制御シ ス テ ム の増設  や  更新は, ユ ー ザ に と っ て   負担が  非常に大  き い  。富士電機で は,富士電機製 DCS

(Distributed Control System:分散制御システム)の部分 更新や増設などの際に,既設資産を有効活用しながら最新 のMICREX-NXへ移行できるソリューションを用意して いる。 

冗長化

(c)シングルステーション構成 プラントバス

AS 冗長化

*VLAN 機能により二重化

ET 200M ET 200M

富士電機既存システム  MICREX-PⅢ

 MICREX-IX MICREX-AX

経営システム 生産実行システム

マイグレーションサーバ

P/PE リンク T リンク

インターネット・イントラネット

フィールド機器 PROFIBUS-PA 安全計装システム

IPU Ⅱ Link

Device

AS シングル

ET 200M PROFINET PROFIBUS-DP

DP/PA Link

OS サーバ バッチサーバ アーカイブ

サーバ

メンテナンス サーバ

エンジニアリング OPC サーバ

Web サーバ OS クライアント

プラントバス

AS シングル AS 冗長化

ET 200M ET 200M

AS シングル AS 冗長化

(b)フラットシステム構成

(a)グローバルシステム構成(標準構成)

プラントバス

図  「MICREX-NX」によるシステムの構成

信号

(a)正常時 (b)異常通信時

I/O モジュールの 冗長化 AS の冗長化 ネットワークの

冗長化 OS の冗長化

信号

稼動 待機 待機

待機 稼動

待機 稼動

稼動

通信異常箇所 同期

ケーブル 同期ケーブル

図  完全二重化による系切替えの概念

特集  産業・社会に貢献する計測・制御ソリューション

   また,既存の制御ネットワークであるDPCS-Fをはじ め,FL-net 準拠 LAN,PIO 用ネットワークとして使用 されているTリンク,P/PEリンクは,専用のマイグレー ションコンポーネント(ゲートウェイやリンクデバイス)

でMICREX-NXに接続する。これにより,OSから既設 コントローラへのアクセス,新旧コントローラ間での情 報の授受やASと既存 PIO 間の入出力が可能である。こ れらにより,ユーザ  の  既設資産を最大限に有効活用しつつ,

長期的な安定運用を実現する  。  

⑵   オープンネットワーク対応

   制御システムにおけるI/Oネットワーク,フィールド ネットワーク,情報ネットワークなどは,オープン化が進 んで久しい。  MICREX-NXは,PROFIBUS

〈注 2〉

-DP  をはじめ,

PROFINET

〈 注 3〉

   ,MODBUS  

〈注 4〉

  ,FOUNDATION Fieldbus

〈  注 5〉

  ,As-i   などのオープンネットワークに対応している。これにより,

ユーザの要求やネットワーク機能に合わせたフィールド機 器の選定・採用ができ,より柔軟なシステム構成が可能と なる。 

   上位系との通信に使用されるOPCについては,従来の OPC-DA,A&E,HDAなどの他に,高い通信セキュリ ティを備えたOPC-UAにも対応している。 

  

   .  豊富な情報・プロセス制御パッケージ

   制御システムの各種ツールやアプリケーションパッケー ジでも国際標準規格化が進み,ユーザの指定条件にもなっ て い る。 エ ン ジ ニ ア リ ン グ ツ ー ル はIEC61131-3, バ ッ チシステムはISA  S88.01,アラームマネジメントはISA  18.2およびIEC62682(審議中),機能安全はIEC61508な どがある。MICREX-NXは,これらの国際標準規格に適 合するツールやパッケージを提供している。 

  ⑴ エンジニアリングツール

   国際プログラム言語規格 IEC    61131-3   に準拠した  5 言語

(LD  ,  FBD  ,  SFC  ,  ST/SCL  ,  IL)をフルサポートし  ,過 去のプログラム資産を効果的に活用できる。 

   連 続 制 御 向け  エ ン ジ ニ ア リ ン グ  に  は  ,専 用エ デ ィ タ   C  FC(Continuous  Function  Chart)  がある。CFCにより 多種多様な  FB(Function  Block)  をドラッグ&ドロップ でレイアウトと端子間配線  を行い,動作条件  パラメータ  な どを容易に設計できる。 

⑵   バッチシステム

   MICREX-NXのバッチシステムは,ISA  S88.01に準拠 した階層構造をビジュアル化している (  図   ) 。これによ り,設計内容をシステムに反映し,把握しやすく,レシピ の組替えなどの作業が容易となる  。シーケンス制御向け専 用エディタSFC(Sequential  Function  Chart)と連携す ることで監視画面から工程進捗を随時監視することができ る。また,ルートコントロールパッケージと連携するこ とで,  複雑な配管  や移送  条件  下  でも最適な自動移送を実 現  できる。さらに,FDA  21  CFR  Part11

〈注 6〉

にも対応してお り,SIMATIC Logon,Version Cross Manager,Version  Trailなどのパッケージによってトレーサビリティ(電子

署名,電子記録,監査証跡)を実現する。 

⑶   アラームマネジメント

   プラントの安全を確保する最初の手段として,稼動状況, アラーム発生情報を適切に把握し,管理することが重要で ある。従来のアラーム処理・通知は,単に“重”“中”“軽” の3クラスに分類する設計が多かった。この結果,アラー ムの洪水の中で重要な状態の見落としや,どのような設備 でどのような危険状態が発生しているかの管理が行えない ことがあり,プラントに潜むリスクが増大していた。 

   MICREX-NXでは,従来のアラームの3クラスに加え,

クラスごとに優先度を細かく16 段階で定義できるように した(  図   )。これにより,例えばプラントでトラブルが 発生し,同時に複数の機器から重故障が発生した場合でも,

その中でさらに重要なアラームが優先的にHMIに通知さ れるようになる。アラームの表示画面では,蓄積された情 報から必要なアラームを検索できる豊富な  フィルタリング   機能を使うことができる。前述のクラス,優先度条件はも とより,  設備単位の検索も可能である。  また,エクスポー ト機能により,アラームの詳細情報をCSV 形式で保存し て管理することができ,アラームの傾向などの把握や解析 が容易になる。さらに,保守点検などで頻発する不要なア ラームを一時的に  抑制  する機能により,真のアラームを見 落とすことがなくなる。 

   MICREX-NXが持つアラーム管理機能により,プラン ト稼動における  リスクの  軽減が可能となる。 

〈注 2〉  PROFIBUS:PROFIBUS User Organization の商標または登 録商標

注 3  PROFINETPROFIBUS User Organization 商標または 録商標

〈注 4〉  MODBUS:フランスSchneider Automation, Inc. の商標また は登録商標

注 5  FOUNDATION  Fieldbus:フィールドバス協会商標または 登録商標

〈注 6〉  FDA  21  CFR  Part11:アメリカ食品医薬品局(FDA)が制 定した規則。医薬品や食品の販売許可申請の際に使用する電 子記録電子署名について,順守するべき要件規定している。

トランス ファー トランスファー

混合機

スタート

冷 却

完 了

仕込み 昇 温 加 圧 受 入 反応炉準備

分離機へ 分離 準備機 マスタ投与

反応炉 分離機 プラント プロシージャーレシピ マスタ

設 備 ユニットレシピプロシージャー

機 器 プロシージャーレシピ

制御点 ファンクションレシピ

図  バッチシステムのビジュアル化

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