ワイヤレス_print

(1)

PROFINET

Wireless

Technology

PROFINETでの無線LAN利用シーメンスジャパンシーメンスジャパンシーメンスジャパンシーメンスジャパン株式会社株式会社株式会社株式会社産業産業産業産業ｵｰﾄﾒｰｼｮﾝｵｰﾄﾒｰｼｮﾝｵｰﾄﾒｰｼｮﾝｵｰﾄﾒｰｼｮﾝ&ﾄﾄﾄﾄﾞﾞﾞﾗｲﾌﾞﾗｲﾌﾗｲﾌﾗｲﾌﾞﾞﾃｸﾉﾛｼﾞﾞﾃｸﾉﾛｼﾃｸﾉﾛｼﾃｸﾉﾛｼﾞﾞﾞﾞｰｰｰ事業部ｰ事業部事業部事業部原田原田原田原田光雄光雄光雄光雄 2

無線技術

自動制御自動制御自動制御自動制御にてにてにてにて使用使用使用使用されているされているされているされている無線技術無線技術無線技術無線技術

テレコントロール

GSM/GPRS UMTS ADSL など

無線

LAN

IEEE802.11で規定される無線LAN

その

その他無線技術

他無線技術

Wireless HART Bluetooth 赤外線光専用無線その他 ○ ○○ ○ ○ ○○ ○ そのそのそのその他無線技術他無線技術他無線技術他無線技術（（（（WirelessHART, Bluetooth などなど）などなど））） ○ ○○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○○ ○ 無線無線無線無線LAN ○ ○ ○ ○ ○ ○○ ○ テレコンテレコンテレコンテレコン HMS Weidmuller Siemens

(2)

自動制御自動制御自動制御自動制御にににに無線無線無線無線LANを使用ををを使用使用使用することのすることのすることのメリットすることのメリットメリットメリット

ハードワイヤ

ハードワイヤが

が

が不要

不要

移動体、回転体との自由な通信容易な設置作業（配線不要）保守不要（作業コスト、部材コスト）

高速

高速な

な

な通信速度

通信速度

従来型無線、赤外線通信、光通信などに比べて伝送容量が大きい

管理

管理が

が

が容易

容易

標準Ethernetフレームの通信であり、データ解析が容易

保守管理

保守管理に

に

に使用

に

使用

使用できる

できる

メンテナンス情報などPDAなどでモニター可能

世界標準

世界標準の

の

の無線技術

の

無線技術

ワールドワイドでの使用が可能 4

PROFINET

通信

PROFINETでで扱でで扱扱扱ううう通信う通信通信通信ウェブウェブウェブウェブ/TCP/IP 故障診断故障診断故障診断故障診断 IWLAN HMI PG/PC PLC フィールドフィールドフィールドフィールドデバイスデバイスデバイスデバイスドライブドライブドライブドライブモーションモーションモーションモーションコントロールコントロールコントロールコントロールアクセスアクセスアクセスアクセスポイントポイントポイントポイント制御通信制御通信制御通信制御通信ウェブアクセスウェブアクセスウェブアクセスウェブアクセス故障診断故障診断故障診断故障診断無線通信無線通信無線通信無線通信

(3)

5

PROFINET

通信

コントローラコントローラコントローラコントローラ/ デバイスデバイス通信デバイスデバイス通信通信通信 PLC IOコントローラコントローラコントローラコントローラ PG/PC スーパーバイザスーパーバイザスーパーバイザスーパーバイザフィールドデバイスフィールドデバイスフィールドデバイスフィールドデバイス IOデバイスデバイスデバイスデバイス

PROFINET IO

コントローラ

:

フィールド機器とのI/O信号の交換プロセスイメージ経由でのI/O信号へのアクセス

PROFINET IO

デバイス

:

IOコントローラの配下にある分散型フィールド機器

PROFINET IO

スーパーバイザ

:

HMIあるいは診断機能を備えたステーション診断診断診断診断状態確認状態確認状態確認状態確認/制御制御制御制御コンフィギュレーションコンフィギュレーションコンフィギュレーションコンフィギュレーションパラメータパラメータパラメータパラメータ監視監視監視監視・・・・設定設定設定設定 IO信号信号信号信号診断診断診断診断 6

PROFINET

通信

PROFINETでで要求でで要求要求要求されるされるされるされる通信方式通信方式通信方式通信方式

コントローラ

⇒

デバイス

デバイスの

の

の通信周期

通信周期

コントローラは設定周期にてデバイスにデータを送信

デバイス

⇒

コントローラ

コントローラの

の

の通信周期

通信周期

デバイスは設定周期でコントローラにデータを送信

コントローラ

⇒

コントローラ

コントローラの

の

の通信周期

通信周期

設定周期にてデータを送信

PROFINET

は

1 対

対

1 通信の

通信

の

の積重

積重

積重ね

ね

無線通信

無線通信に

に

に適

に

適

適した

した

した通信

通信

通信プロトコル

プロトコル

(4)

安全制御安全制御安全制御安全制御

安全信号

安全信号の

の

の検出

の

検出

IO等からの信号入力

デバイス

デバイス不良

不良

不良の

の

の検出

の

検出

デバイスからの信号の矛盾デバイスの認識不良

通信不良

通信不良の

の

の検出

の

検出

レスポンス不良

有線

/

無線

無線の

の

の違

違

違いは

いは

いは安全制御

いは

安全制御には

安全制御

には

には影響

影響

影響を

を

を与

与

与えない

与

えない

無線通信

無線通信を

を

を安全制御

を

安全制御

安全制御に

に使用

に

使用

使用することが

することが

することが可能

可能

8

PROFINET

通信

制御制御制御制御におけるにおけるにおけるにおける無線通信無線通信無線通信の無線通信ののの問題点問題点問題点問題点

通信不良

通信不良の

の

の不安

の

不安

障害物による通信不良混信（ノイズ）による通信不良

通信遅延

通信遅延の

の

の発生

の

発生

無線通信によるデータ遅延（数msec）接続周期による通信遅延（標準無線では規定できない）

セキュリティ

セキュリティの

の

の不安

の

不安

誰もが受信できるのではという不安

ローミング

ローミング時間

時間

時間の

の

の懸念

の

懸念

通常数100msecの時間が想定される

無線

無線を

を

を使用

使用

使用するためにはこれらの

使用

するためにはこれらの

するためにはこれらの不安要因

不安要因を

不安要因

を

を解消

解消

解消することが

することが

することが必要

必要

(5)

9

PROFINET

通信

無線技術無線技術無線技術無線技術のののの特長特長特長特長

テレコントロール

メリット１対1通信のため常時接続をすれば有線とほぼ同等にサービスが可能デメリット接続時時間がかかる有料サービスとなる

無線

LAN

メリット高速な通信が可能汎用技術となっているため各国で同じ技術を使用できるデメリット既に多くのサービスが行われているためCHの管理が必要

その

その他

他

他の

の

の無線技術

の

無線技術

メリット専用無線のため混信が少ないデメリット一般に通信速度が遅い地域ごとに利用できる技術が異なる特定時間内特定時間内特定時間内特定時間内ののの利用の利用利用利用制限制限制限制限がががが少少少少ないないないない特定地域特定地域特定地域特定地域でのでのでのでの利用利用利用利用 10

PROFINET

通信

無線無線無線無線LANのの利用のの利用利用利用

高速通信

高速通信が

が

が可能

が

可能

Ethernetベースベースのベースベースののの自動制御自動制御に自動制御自動制御にに適に適適適しているしているしているしている

世界各国

世界各国での

での利用

での

利用

利用が

が

が可能

可能

可能（

（

IEEE802.11

で

で規格化

で

規格化

規格化）

規格化

）

海外海外海外海外ビジネスビジネスビジネスビジネス/輸出輸出輸出輸出ビジネスビジネスにビジネスビジネスににに適適適適しているしているしているしている無線技術無線技術無線技術無線技術ととと自動制御と自動制御自動制御自動制御 × × × × ◎ ◎ ◎ ◎ ○ ○○ ○ RT / NRT 情報通信情報通信情報通信情報通信 ○ ○ ○ ○ ◎ ◎ ◎ ◎ （（（（PCFがが必要がが必要必要）必要））） △ △△ △ RT IO通信通信通信通信 RT / NRT RT RT / NRT 無線技術無線技術無線技術無線技術コントローラーコントローラーコントローラーコントローラー間通信間通信間通信間通信 △ △ △ △ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎◎ ◎ 保守保守保守保守 ○ ○ ○ ○ ◎ ◎ ◎ ◎ （（（（PCFがが必要がが必要必要）必要））） △ △△ △ 安全制御安全制御安全制御安全制御 △ △ △ △ ◎ ◎ ◎ ◎ （（（（PCFが望ががが望望まれる望まれるまれる）まれる））） △ △△ △ 自動制御自動制御自動制御自動制御専用無線専用無線専用無線専用無線無線無線無線無線LAN （（（（DCF / PCF））））テレコンテレコンテレコンテレコン無線無線無線無線LAN技術技術技術技術はすべてのはすべてのはすべてのはすべての場面場面場面場面でででで適適しているが適適しているがしているが、しているが、、、PCF（（（（Point Coordination Function）））を）をを使用を使用することが使用使用することがすることがすることが必要必要必要必要

(6)

ソリューションソリューションソリューションソリューション（（（（by シーメンスシーメンスシーメンスシーメンス））））

通信不良

通信不良の

の

の不安

の

不安

障害物による通信不良混信（ノイズ）による通信不良

1. サイトサーベイ

サイトサーベイ

サイトサーベイによる

サイトサーベイ

による

による無線環境

無線環境の

無線環境

の

の事前調査

の

事前調査

2. 通信利用

通信利用

通信利用エリア

エリア

エリアによる

エリア

による

による電波測定

による

電波測定

3. 使用

使用

使用する

使用

する

する無線周波数

する

無線周波数の

無線周波数

の

の管理

の

管理

4. 通信

通信

通信の

の

2 重化

重化

5. Rcoax

アンテナ

アンテナによる

アンテナ

による

による通信

通信

W788-1RR W788-1RR Industrial Ethernet/PROFINET PLC+CP IWLAN PB Link PN IO + ET 200

RCoax RCoax RCoax W788-1RR 12

PROFINET

通信

通信遅延

通信遅延の

の

の発生

の

発生

無線通信によるデータ遅延（数msec）接続周期による通信遅延（標準無線では規定できない）

1. 周期通信

周期通信

周期通信（

（

iPCF

）

2. 電波強度

電波強度

電波強度の

の

の測定

の

測定

3. 通信周期

通信周期

通信周期の

の

の適正化

の

適正化

AP

(7)

13

PROFINET

通信

セキュリティ

セキュリティの

の

の不安

の

不安

誰もが受信できるのではという不安

1. iPCF (industrial Point Coordination Function)

IEEE802.11nでででで規定規定規定規定されているされているされているされているOption規定規定規定規定 ⇒ ⇒ ⇒ ⇒ 対応対応対応している対応しているしているしている機器機器は機器機器はは少は少少少ないないないない APととととCLで同ででで同同同じじじ設定じ設定が設定設定ががが必要必要必要必要（（（（パラメータパラメータパラメータパラメータ））））

2. IEEE802.11i

対応

無線無線無線無線LAN標準標準セキュリティ標準標準セキュリティセキュリティにセキュリティににに対応対応対応対応 ⇒ ⇒⇒

⇒AES (Advanced Encription Standard)もももも含含含含まれるまれるまれるまれる

3. VPN (Vertual Priate Network)

による

による認証

認証

14

PROFINET

通信

ローミング

ローミング時間

時間

時間の

の

の懸念

の

懸念

通常数100msecの時間が想定される

PCF

により

50msec

以内

以内での

でのローミング

での

ローミング

ローミングが

が

が可能

可能

ローミング

ローミングの

の

の条件

の

条件

条件（

（

（軌道上

（

軌道上

軌道上または

軌道上

またはオープンエリア

または

オープンエリア

オープンエリア）

）

）により

）

により

により最

最

適

適な

な

な方法

方法

方法の

の選択

の

選択

選択が

選択

が

が可能

可能

<50ms <50ms

(8)

制御制御制御制御におけるにおけるにおけるにおける無線通信無線通信無線通信の無線通信ののの制限制限制限制限

安全制御

安全制御を

を

を含

を

含

含む

含

む

む自動制御通信

自動制御通信

自動制御通信として

自動制御通信

として無線

として

無線

LAN

を

を使用

使用

使用することは

使用

することは

理論上問題

理論上問題はない

はない

ただし

ただし、

、

、アプリケーション

、

アプリケーション

アプリケーションによっては

によっては

によっては要求仕様

要求仕様を

要求仕様

を

を満

満

満たせない

満

たせない

たせない可能性

可能性

もあるため

もあるため、

、

、導入

導入

導入においては

においては

においては十分

十分

十分な

十分

な検討

な

検討

検討が

検討

が

が必要

必要

必要となる

必要

となる

高速高速高速高速なななレスポンスなレスポンスレスポンスがレスポンスがが要求が要求される要求要求されるされるされる（（（（<50msec））））安全制御安全制御安全制御安全制御においてにおいてにおいて早において早早早いいいい処理処理が処理処理ががが必要必要必要とされるもの必要とされるものとされるものとされるもの（（（（通信区間通信区間通信区間通信区間ののの）の）物理的環境要因））物理的環境要因物理的環境要因物理的環境要因がががが著著しく著著しくしくしく変化変化変化変化するするするする可能性可能性可能性があるもの可能性があるものがあるものがあるもの周囲周囲周囲周囲でで使用でで使用使用使用しているしているしているしている無線通信無線通信無線通信無線通信がが把握がが把握把握把握できていないまたはできていないまたはできていないまたはできていないまたは制御制御制御できない制御できないできないできない将来的将来的将来的将来的ににに無線に無線無線無線でででで使用使用使用使用するするするするCHのの管理のの管理管理ができない管理ができないができないができない

無線

無線は

は利便性

は

利便性

利便性が

が

が高

が

高い

高

い

い技術

い

技術

技術であり

技術

であり

であり、

であり

、その

、

その

その性質

その

性質

性質を

性質

を

を知

を

知ることで

知

ることで

ることで生産性

ることで

生産性

生産性を

生産性

を

非常

非常に

に

に高

高

高めることが

めることが

めることが可能

可能

可能となる

可能

となる

16

DCF

と

PCF

IEEE802.11にて標準的にてにてにて標準的標準的に標準的にに使用に使用使用使用されているされているされているされている技術技術で技術技術ででで、、、、無線無線無線アクセスポイント無線アクセスポイントアクセスポイントおよアクセスポイントおよおよおよびびびび無線無線無線クライアント無線クライアントクライアントのいづれかからでもクライアントのいづれかからでものいづれかからでものいづれかからでも通信通信通信を通信を開始をを開始開始開始することができるすることができるすることができる方式することができる方式。方式方式。。この。このこのこの技術技術技術技術によりによりにより簡単により簡単簡単簡単にににに無線接続無線接続をすることが無線接続無線接続をすることがをすることが可能をすることが可能可能。可能。。。 DCF (Distributed Coordination Function)

IEEE802.11にてにてにてにてOptionとしてとしてとしてとして規定規定規定規定されているされている技術されているされている技術技術技術でででで、、無線、、無線無線アクセスポイント無線アクセスポイントアクセスポイントアクセスポイントがががが集中集中して集中集中してしてして通信通信通信通信をを管理をを管理管理する管理するするする方式方式。方式方式。。アクセスポイント。アクセスポイントアクセスポイントアクセスポイントによるによるによるによる集中制御集中制御のため集中制御集中制御のためのためのため無線無線無線無線通信通信通信通信ののの混信の混信混信混信がないがないがないがない。。。。 DCFででで行で行行われているような行われているようなネゴシエーションわれているようなわれているようなネゴシエーションネゴシエーションがネゴシエーションががが省省かれているため省省かれているためかれているためかれているため、、、、短短い短短いい時間い時間時間で時間でででデータデータデータデータのやりのやりのやりのやり取取取取りをりをりを完了りを完了することが完了完了することがすることが出来することが出来出来出来るるる。る。。。無線無線無線無線クライアントクライアントとのクライアントクライアントとのとのとの通信通信通信通信はは順番はは順番順番順番をををを決決決決めてめて行めてめて行行行われるためわれるためわれるため、われるため、、、周期的周期的な周期的周期的ななな通信通信通信が通信がが行が行行行われわれわれわれ、、その、、そのその周期その周期周期を周期ををユニットをユニットユニットとすることでユニットとすることでリアルタイムとすることでとすることでリアルタイムリアルタイムリアルタイム通信通信通信通信をすることがをすることがをすることがをすることが可能可能可能可能。。。。無線無線無線無線アクセスポイントアクセスポイントとアクセスポイントアクセスポイントととと無線無線無線無線クライアントクライアントクライアントでクライアントでででパラメータパラメータをパラメータパラメータををを統一統一統一統一するするするする必要必要必要があるた必要があるたがあるたがあるためめめめ、、、、PCFををををサポートサポートできるサポートサポートできる無線器できるできる無線器無線器無線器があったがあったがあったがあった場合場合にも場合場合にもにも接続にも接続接続接続することはすることは困難することはすることは困難困難困難となるとなるとなるとなる。。。。 PCF (Point Coordination Function)